水稻籽粒灌浆充实研究进展

为加强水稻籽粒灌浆过程中糖类代谢途径生理因子和遗传因子的研究,更好了解灌浆充实内在信息,以促进水稻高产优质品种的选育及相应栽培措施的制定。对水稻籽粒灌浆充实特性、影响灌浆充实的生理因素、相关酶活性和同化物转运基因研究以及相关籽粒灌浆充实QTL定位等进行综述,并对水稻籽粒灌浆充实研究方向进行展望,提出分子水平上解析灌浆相关性状的遗传机制的可能性。

复配化学调节剂对水稻子粒灌浆充实和蔗糖-淀粉代谢关键基因表达的影响

采用大田试验,以大穗型水稻品种新丰2号为试验材料,研究了抽穗期喷施复配化学调节剂对水稻子粒灌浆充实、稻米品质和蔗糖-淀粉代谢关键基因表达的影响。结果表明,外源喷施复配化学调节剂IV和V可增加水稻强势粒和弱势粒的起始灌浆势、相对起始势,提高最大灌浆速率和平均灌浆速率,缩短达到最大灌浆速率所需时间,显著改善强势子粒的外观品质和碾磨品质,提高水稻弱势子粒的千粒重,且强势粒和弱势粒中蔗糖-淀粉代谢关键酶基因的表达均得到显著提高。因此,外源喷施复配化学调节剂IV和V可通过增加强势粒和弱势粒中蔗糖-淀粉代谢关键酶基因的表达,进而提高水稻强势粒和弱势粒的灌浆充实、增加产量、改善稻米品质。

灌浆充实调节剂对大穗型水稻弱势籽粒灌浆的调控效应

为探究2种灌浆充实调节剂对大穗型水稻品种弱势籽粒灌浆充实的影响及其作用机制,采用大田试验,以大穗型水稻品种交源优216为试验材料,研究了抽穗开花期喷施灌浆充实调节剂(禾立丰和新美洲星)对水稻弱势籽粒灌浆充实、内源激素含量、灌浆充实相关miRNA及其靶基因、编码灌浆充实相关蛋白和蔗糖-淀粉代谢关键酶基因表达量的影响。结果表明,2种灌浆充实调节剂禾立丰和新美洲星显著提高了交源优216的产量、弱势籽粒千粒质量、灌浆速率及灌浆起始势,弱势籽粒千粒质量与对照(清水处理)相比分别提高了16.07%和15.89%;且弱势籽粒中IAA含量在花后9,15,21 d显著增加,Z+ZR含量在花后9,21 d显著增加。禾立丰处理下,弱势籽粒中负调控籽粒灌浆充实的miR167a-c、miR167d-j和miR1432在花后6 d显著下调,编码14-3-3蛋白的基因OsGF14b和OsGF14f在花后12 d显著下调;而正调控籽粒灌浆充实的类萌发素蛋白基因OsGLP3在花后6 d显著上调,蔗糖-淀粉代谢关键酶基因在花后6,12 d显著上调。新美洲星处理下,弱势籽粒中负调控籽粒灌浆充实的miR167a-c、miR167d-j、miR1432在花后6 d显著下调,编码14-3-3蛋白基因OsGF14b和OsGF14f在花后12 d显著下调;正调控籽粒灌浆充实的OsGLP3和蔗糖-淀粉代谢关键酶基因的表达量在花后6,12 d显著上调。相关分析结果表明,弱势籽粒灌浆速率与miR1432、OsGF14f的表达量呈显著负相关关系,而与IAA含量呈显著正相关关系。因此,禾立丰和新美洲星可能是通过调节灌浆前中期灌浆充实相关miRNA及靶基因、编码灌浆充实相关蛋白和蔗糖-淀粉代谢关键酶基因的表达量,进而提高激素IAA和Z+ZR含量,促进弱势籽粒灌浆充实。

化学调控剂对大穗型水稻籽粒激素和灌浆相关miRNA表达的影响

【目的】探究化学调控剂对大穗型水稻籽粒激素和灌浆相关miRNA表达的影响。【方法】采用大田试验,以大穗型杂交稻交源优216为试验材料,测定了喷施ABA和复配化学调控剂后水稻籽粒灌浆充实、激素含量、miRNA及靶基因表达量。【结果】ABA和复配剂处理显著增加了水稻籽粒、尤其是弱势籽粒灌浆期间的起始灌浆势、最大及平均灌浆速率,进而增加千粒质量和提高水稻产量;ABA和复配剂处理显著增加了灌浆中前期强弱势籽粒中IAA、Z+ZR和ABA的含量,同时显著抑制强弱势籽粒花后10 d和弱势籽粒中花后10和20 d miR167和miR1432的表达量,促进相应靶基因的表达;进一步相关分析结果表明,灌浆速率和籽粒中IAA和ABA的含量呈极显著正相关关系,而与miR167和miR1432的相对表达量呈显著负相关关系。【结论】ABA和复配剂可能是抑制籽粒灌浆中前期miR167、miR1432的表达,促进其下游靶基因的表达,进而增加籽粒中IAA、Z+ZR和ABA含量,促进灌浆速率的提高和千粒质量及产量的增加。

籼稻根系活力与地上部分的关系

1998年早季在广州研究了不同籼稻类型根系活力与地上部分一些性状的关系,结果表明:（1）所有参试品种的根系活力在全生育期中均呈单峰曲线变化,最高值出现在幼穗第2次枝梗原基分化期。两系法杂交稻在生长前期根系活力增幅大,叶面积指数发展快。（2）根系活力在分蘖期与叶绿素含量呈显著正相关;在分蘖期和孕穗期与叶绿素a/b值呈显著负相关,并在幼穗第2次枝梗原基分化期与叶面积指数呈显著正相关,说明在水稻生长发育前期根系活力的强弱与地上部分叶、蘖的发展是相对应的。（3）根系活力与灌浆成熟后期的籽粒充实度达极显著正相关,根系活力强的品种,后期充实度高,相反则充实度低。