灌浆结实期高温干旱复合胁迫对稻米直链淀粉及蛋白质含量的影响

灌浆结实期是水稻产量与品质形成的关键时期,近年来,由于受全球气候变化和局部地形地貌的影响,我国南方稻区在水稻灌浆结实期频频遭遇高温和伏旱的混合影响,造成水稻产量与品质的同步下降。本研究选用导入空心莲子草基因组DNA构建的籼稻耐旱变异品系H5,在灌浆结实期于人工温室进行高温干旱复合胁迫试验,测定了不同处理稻米直链淀粉与蛋白质含量,旨在深入研究高温干旱复合逆境对稻米品质的影响。试验设6个处理,分别是适温中度干旱（OT-MD）、适温严重干旱（OT-SD）、高温正常供水（HT-WW）、高温中度干旱（HT-MD）、高温严重干旱（HT-SD）和适温正常供水（OT-WW,CK）。除对照外,其余各处理的胁迫时间设10 d、20 d、30 d和40 d。结果表明：灌浆结实期高温胁迫会导致稻米直链淀粉含量下降和蛋白质含量增加,高温胁迫10~40 d的稻米直链淀粉含量比CK降低了1.783~5.987个百分点,稻米蛋白质含量比CK增加了1.178~2.741个百分点;灌浆结实期干旱胁迫同样会导致稻米直链淀粉含量下降和蛋白质含量增加,在中度干旱条件下,胁迫10~40 d处理的稻米直链淀粉含量比CK降低了1.956~6.270个百分点,稻米蛋白质含量比CK增加了1.153~2.944个百分点,在严重干旱条件下,胁迫10~40 d处理的稻米直链淀粉含量和蛋白质含量相对于CK的变异幅度比中度干旱胁迫下的更大;灌浆结实期高温干旱复合胁迫引起稻米直链淀粉含量下降和蛋白质含量增加的幅度均超过单一高温胁迫或干旱胁迫,且其变化幅度随胁迫因子的增加、胁迫强度的增强和胁迫时间的延长而增大;灌浆结实期的前20 d遭遇高温干旱复合胁迫是稻米品质变差的主要原因;在相同胁迫时间内,各处理对稻米直链淀粉和蛋白质含量的胁迫效应按升序排列依次为：高温正常供水（HT-WW）、适温中度干旱（OT-MD）、适温严重干旱（OT-SD）、高温中度干旱（HT-MD）、高温严重干旱（HT-SD）。本研究结论可为水稻的抗旱与抗高温育种与栽培提供参考依据。

灌浆结实期温度对早籼水稻籽粒淀粉合成代谢的影响

利用人工气候箱 ,设高温 (日均温度 32℃ )和适温 (日均温度 2 2℃ ) 2个温度处理 ,研究了 2个早籼水稻品种在不同温度处理下籽粒灌浆过程中的蔗糖与淀粉含量、直链淀粉占总淀粉的比率及蔗糖合成酶 (SS)、ADPG焦磷酸化酶 (ADPG PPase)、可溶性淀粉合成酶 (SSS)、颗粒结合型淀粉合成酶 (GBSS)、淀粉分支酶 (SBE)、淀粉去分支酶 (DBE)的活性变化动态及其温度处理间的差异。研究结果表明 ,在籽粒灌浆初期 ,高温处理下籽粒中的蔗糖含量、淀粉含量及SS、ADPG PPase、SSS、SBE和DBE的活性均不同程度地高于适温处理 ,而在灌浆中后期 ,不同温度下籽粒中有关酶的活性变化与蔗糖含量、淀粉含量间的关系相对较为复杂 ;水稻籽粒灌浆过程中不同温度下籽粒中的SS、SSS活性差异与其淀粉积累过程的变化特征基本吻合 ,且对温度影响的反应较ADPG PPase敏感 ,可能是温度对籽粒中的淀粉合成代谢过程产生调控的重要位点 ;温度对水稻籽粒中直链淀粉占总淀粉比率的影响极为明显 ,高温处理使籽粒中直链淀粉占总淀粉比率降低 ,且不同温度处理间的差异在水稻灌浆的初期已开始显现 ,其原因可能与高温处理下相对较低的GBSS活性有关。 6种酶相比 。

灌浆结实期高温对水稻剑叶生理特性和稻米品质的影响

以水稻耐热品系996和热敏感品系4628为材料,在灌浆结实期利用人工气候室进行高温处理(9:00-17:00,37℃,17:00-翌日9:00,30℃)和适温处理(CK,9:00-17:00,30℃,17:00-翌日9:00,25℃)22d,研究高温胁迫对水稻剑叶光合特性、膜透性、抗氧化酶活性及稻米品质的影响,并进行对比分析。结果表明:(1)灌浆结实期高温胁迫下水稻剑叶叶绿素含量、叶绿素a/b和净光合速率均降低,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性表现出胁迫初期升高,高温处理5d后,随胁迫时间延长呈降低趋势,热敏感品系4628剑叶中叶绿素含量、净光合速率和抗氧化酶活性下降幅度大于耐热品系996;(2)高温下剑叶丙二醛(MDA)含量上升,相对电导率增加,热敏感品系4628增加幅度大于耐热品系996;(3)高温胁迫下垩白粒率和垩白度显著增加,精米率和整精米率显著降低,直链淀粉含量降低,蛋白质含量增加。灌浆结实期高温胁迫下,水稻功能叶抗氧化酶活性降低,膜透性增加,光合能力及光合产物的运输与卸载能力下降,可能是稻米品质降低的重要原因。

灌浆结实期冷水胁迫对寒地粳稻籽粒淀粉积累及相关酶活性的影响

采用寒地粳稻田间试验,研究灌浆结实期冷水胁迫(17℃,持续3,6,9,12,15d)对三个不同寒地粳稻品种(东农428、松粳10、龙稻7号)籽粒淀粉合成与积累、产量构成因素的影响,并探讨冷水胁迫下淀粉合成关键酶活性变化与淀粉组分及其含量的关系。结果表明,与对照相比,灌浆结实期17℃冷水胁迫下,不同寒地粳稻品种灌浆结实期可溶性淀粉合成酶(SSS)活性、淀粉分支酶(SBE)活性降低,籽粒总淀粉含量、支链淀粉含量显著下降,直链淀粉含量显著上升。相关分析表明,SSS活性、SBE活性与淀粉及其淀粉组分密切相关,对淀粉及淀粉组分含量变化均有同等重要的作用。同时,冷水胁迫下,灌浆结实期不同寒地粳稻品种的每穗实粒数、千粒重及结实率均显著降低,随着冷水胁迫时间的延长,不同寒地粳稻品种各指标的变化幅度逐渐加大。寒地粳稻产量构成因素各相关指标是不同耐冷性品种响应冷水胁迫的差异产物,可用于耐冷性鉴定。从不同寒地粳稻品种对冷水胁迫的反应指数看,松粳10受影响最大,东农428受影响最小,龙稻7号介于二者之间。

灌浆结实期不同温度下早籼稻米淀粉链长分布与结构特征差异分析

利用人工气候箱设高温(32℃)和适温(22℃)两个典型温度处理,对4个早籼水稻品种在不同灌浆结实期温度下的淀粉链长特征与晶体结构差异进行了分析。结果表明,高温处理下稻米淀粉的长B链(FrII-1)的比例明显下降,其平均分子聚合度也有所减小,而中等B链(FrII-2)的比例则有所上升,其余淀粉组分的比例及其平均分子聚合度在不同温度处理下的变化规律则不明显,可能与品种本身的淀粉类型特性有关;对不同温度处理后淀粉的X-衍射图谱分析表明,灌浆结实期的不同温度处理并不影响稻米淀粉的晶体类型,但对淀粉的微晶结构有着一定影响,高温处理下X-衍射图谱中的182θ峰相对较高、172θ峰相对较低,其变化与稻米淀粉中的长B链含量呈显著负相关,而与中等B链含量呈正相关。

灌浆结实期弱光对水稻籽粒氮代谢酶及蛋白质含量的影响

为了探讨水稻灌浆结实期弱光胁迫对籽粒氮代谢关键酶及蛋白质的影响,以粳稻越光和秋田小町,籼稻IR72,以及杂交籼稻冈优527等4个品种为材料,在灌浆结实期分别进行遮光25%(A1)和遮光50%(A2)为处理,以自然条件为对照(CK),研究了不同程度弱光对氮代谢关键酶谷氨酰胺合成酶(glutamine synthetase,GS)、谷氨酸-草酰乙酸转氨酶(glutamic oxalo-acetic transaminase,GOT)和谷氨酸-丙酮酸转氨酶(glutamate pyruvate transaminase,GPT)活性和可溶性蛋白质、蛋白质以及氨基酸含量的影响。结果表明,弱光下GS活性显著降低,且随着弱光程度加深而下降加重,而GOT、GPT、可溶性蛋白质、蛋白质和氨基酸含量在弱光下均显著提高,且提高幅度A2>A1。GS活性与可溶性蛋白质、蛋白质以及氨基酸含量均呈显著负相关,而GOT和GPT与可溶性蛋白质、蛋白质和氨基酸均呈极显著正相关。由此推测相对于GS,灌浆结实期水稻籽粒中GOT和GPT活性对蛋白质的合成影响更加显著。

灌浆结实期水分胁迫对糯玉米粉理化特性的影响

【目的】明确灌浆结实期水分胁迫对糯玉米粉理化特性的影响。【方法】以苏玉糯5号和渝糯7号为材料,利用负水头供水控水盆栽装置研究灌浆结实期水分胁迫(土壤相对含水量为90%、75%和60%,分别代表水分过量、正常和亏缺)对糯玉米粉理化特性的影响。【结果】糯玉米粉糊化特征值中,谷值黏度、终值黏度、回复值和糊化温度受水分胁迫影响较小,水分亏缺使峰值黏度和崩解值降低。差示扫描量热仪(DSC)研究表明,热焓值和终值温度受水分胁迫影响较小,起始温度和峰值温度在水分亏缺时较高,且水分过量或亏缺均导致样品回生值增加。苏玉糯5号籽粒淀粉平均粒径和直径>17μm淀粉粒比例在土壤水分正常时较低,而渝糯7号恰好相反。最大吸收波长在水分正常时最低,水分亏缺时最高。碘结合力和结晶度苏玉糯5号受土壤含水量影响较小,渝糯7号在土壤水分亏缺时碘结合力较高而结晶度较低。【结论】灌浆结实期土壤水分胁迫对糯玉米粉糊化和热力学特性有显著影响,水分亏缺时较低的结晶度和较高的碘结合力导致糯玉米粉峰值黏度和崩解值较低,起始温度、峰值温度和回生值较高。水分正常时,籽粒加工品质较优(高峰值黏度与崩解值,低回生值)。

稻米直链淀粉含量的形成及其与灌浆结实期温度的关系

通过多类型品种的田间分期播种和人工气候箱控温处理等试验 ,对稻米直链淀粉含量 ( Amylose content,简称 AC)的形成动态变化特征及灌浆结实期温度的影响效应进行了分析。结果表明 :水稻灌浆结实过程中稻米 AC的形成动态变化过程可以用三次或二次曲线进行模拟 ,灌浆初期籽粒中的 AC值很低 ,随之急剧上升 ,至 2 0～ 30 d左右达到最大值 ,然后 AC的变化基本趋于稳定 ;稻米 AC的形成变化与籽粒干物质积累过程间存在着一定的联系 ,但同时也表现出不同的生理生态特征 ;灌浆结实期温度对稻米 AC的影响效应主要表现在从齐穗开始到齐穗后 2 0 d左右这一时段 ,其余时段的作用较小 ,且温度对 AC影响的生态特征与品种本身的 AC类型有着密切的联系 ,而与品种熟性间的关系不甚明显 ,高AC品种一般在较高温度下 AC可达最大 ,低

糯玉米灌浆结实期籽粒淀粉理化特性变化

【目的】探明糯玉米籽粒淀粉理化特性在灌浆结实期的变化趋势。【方法】以糯玉米新品种NQ01和NQ11为材料,研究其灌浆结实期(花后10、20、30和40 d)籽粒淀粉理化特性的变化。【结果】随着灌浆进程推进,籽粒干重和淀粉含量逐渐升高,籽粒含水率、蛋白质和可溶性糖含量逐渐降低,籽粒鲜重和体积先升后降。淀粉粒随灌浆进程逐渐增大,且以花后10—20 d增加最为明显。结晶类型和碘结合力均表现出典型的糯性特征。差示扫描量热法(DSC)和快速黏度分析仪(RVA)研究表明,随着灌浆进程,转变温度和糊化温度降低,热焓值在花后20—40 d无显著差异,但显著高于花后10 d,回生值和黏度特征值两品种表现不一。【结论】碘结合力、晶体类型和回复值均表现出典型的糯性特征。糯玉米灌浆结实期理化特性有显著差异,淀粉粒大小和品质成分的变化引起了淀粉糊化和热力学特性发生变化,但品种间变化趋势存在差异。

玉米灌浆结实期产量源库关系的研究

对玉米品种掖单１３和鲁玉１０进行剪叶剪穗试验。结果表明：在玉米籽粒灌浆绍实期，群体源库两因素均是产量的重要决定因素，但库的作用更大。其主要机理是叶面积的减少，库容的相对变大增强了净同化率，促进了茎鞘物质向籽粒的运转，使花后物质生产量、籽粒库容及其活力的减少小于叶面积的减少量；籽粒库容的减少因单位库容及活力的补偿能力小，相对小的库容降低了净同化率，使花后物质生产量近于剪穗量的减少而影响产量。比较多花型掖单１３和中花型鲁玉１０两个品种，剪叶减产作用掖单１３大于鲁玉１０。

灌浆结实期温度对早籼稻米淀粉DSC曲线和晶体特性的影响

利用人工气候箱设日平均温度分别32和22℃两个温度处理,对4个早籼水稻品种在不同温度处理下的淀粉DSC(differential scanning calorimetry)曲线和X射线衍射图谱及其特征参数间的差异进行了分析。结果发现:灌浆结实期温度对早籼稻米淀粉糊化过程中的热谱特征影响很大,供试4个早籼品种在高温(日平均32℃)下灌浆结实的稻米淀粉,其糊化起始温度(T_o)、糊化峰值温度(T_p)均明显高于同一品种灌浆结实期适温(日平均22℃)处理的稻米淀粉,且糊化过程所需的热焓(△H)也显著增加,不同温度处理间的DSC曲线差异非常明显;对供试4个早籼品种在灌浆结实期不同温度处理后的淀粉X射线衍射图谱分析发现,灌浆结实期的不同温度处理并不影响稻米淀粉晶体的类型,但对淀粉的相对结晶度和微晶结构产生一定影响。

缓解超级早稻灌浆结实期高温热害的灌水深度研究

【目的】揭示不同灌水深度对超级早稻灌浆结实期高温热害的缓解效应,明确适宜灌水深度。【方法】以超级早稻"陵两优268"为材料,在自然高温热害条件下设置田间试验,设置常规灌溉(灌水深度2.5 cm,CK)、灌水深度5、7.5、10cm共计4个灌水深度,测定水稻群体温度、剑叶生理指标、水稻产量及其构成因子,分析不同灌水深度对超级早稻灌浆结实期高温热害的缓解情况。【结果】增加灌水深度超级早稲群体平均温度降低0.6~1.9℃。增加灌水深度22 d后,超级早稻剑叶的SPAD值衰减率比对照降低8.89%~25.87%,剑叶MDA量降低1.89~2.51 nmol/g(湿质量),剑叶过氧化氢酶(CAT)活性提高,渗透调节物质量增加。随着高温热害持续发展和生育期推进,CAT活性下降,而POD、SOD活性提高,但增加灌水深度对剑叶POD、SOD活性影响较小。水稻结实率提高2.88%~5.06%、千粒质量提高0.53~0.93 g,产量增加2.9%~7.9%。【结论】有效缓解"陵两优268"灌浆结实期高温热害的灌水深度为7.5~10 cm。

水稻灌浆结实期减源疏库对净光合速率的影响

以常规中籼滇屯502和中粳合系39两个水稻品种为试验材料,研究水稻灌浆结实期减源疏库对水稻剑叶净光合速率的影响。结果表明,在控制光照强度和CO2浓度下,减源处理使水稻剑叶的净光合速率、表观量子效率和羧化效率增加,表现为反馈促进效应;不同源库类型的水稻品种对疏库的反应不同,疏库源限制型品种剑叶的净光合速率的反馈作用较小,而源库协调型或库限制型品种则较大。

灌浆结实期水稻对高温干旱胁迫的抗性生理响应

重庆与三峡库区的水稻(Oryza sativa L.)在灌浆结实期常常遭遇高温伏旱,本文研究了高温与干旱双重胁迫对水稻抗性生理的影响。结果表明,高温干旱双重胁迫使水稻膜脂伤害加重,过氧化产物丙二醛增加。高温胁迫、干旱胁迫及高温干旱双重胁迫均导致可溶性糖含量增加,且随胁迫时间的延长其增幅加大。水稻的抗氧化酶超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)的活性总体上均显著高于对照。酶活性中以CAT活性波动最大,在高温胁迫下,其活性是对照的1.50倍,而在高温与严重干旱的双重胁迫下,其活性则为对照的15.33倍。植株可溶性蛋白、游离脯氨酸含量在高温胁迫、高温与严重干旱胁迫下均比对照低。研究水稻渗透调节物质与膜保护酶对高温干旱双重胁迫的适应性变化可为制订水稻育种栽培措施提供重要参考。

低温控制对优质水稻灌浆结实期的影响

低温条件下对不同地区的18个水稻品种进行灌浆结实期冷害鉴定试验。结果表明,低温控制耐冷性评价中龙稻17、吉粳302、通禾66等8个品种耐冷性表现强;吉农大538、通育266、吉粳515和吉粳302品种的SOD、CAT、POD酶活性比对照高,各品种之间有显著差异;龙稻17、龙稻18、吉粳809、吉粳515、通系935等品种的稻米外观品种和营养品质有差异显著;综合比较显示,吉粳515、通育266、吉粳302等品种抗冷性较强,是较适合吉林省东部冷凉地区种植的水稻品种。

灌浆结实期水浆管理对水稻产量及稻米品质的影响

以迟熟中粳品种"通育粳1号"为试材,通过大区对比和盆栽处理,研究了灌浆结实期水浆管理对水稻产量及稻米品质的影响。结果表明:在水稻灌浆结实期,湿润管理的产量最高,大区对比中,湿润管理分别比水层管理和断水管理增产7 47%、19 76%;盆栽试验中,湿润管理分别比水层管理和断水管理增产3 47%、57 26%,断水时间越早,减产越大。抽穗后建立水层有利于改善稻米品质,具体表现为糙米率增加,垩白率、垩白度降低。其中对垩白度的影响最为显著,大区对比和盆栽处理中,水层管理的垩白度分别为4 62%和3 40%,比湿润管理降低52 47%、47 69%,比断水管理降低58 75%、62 22%,垩白度随断水时间的推延而减少。稻米的蛋白质含量以湿润管理最高,水层管理最低。

灌浆结实期温度对不同类型品种直播水稻稻米品质的影响

通过设置不同直播播期,研究了在直播条件下淮北地区灌浆结实期温度对不同类型水稻品种的稻米品质影响。主要结果:稻米主要品质性状受灌浆结实期温度影响很大,整精米率、直链淀粉含量等品质性状表现为易受影响;糙米率、蛋白质含量等品质性状则相对较为稳定,受影响较小;稻米淀粉RVA特征值间的受影响程度存在很大差异,其中消减值、崩解值等特征值受影响较大,热浆粘度、糊化温度等特征值受影响则较小。不同品种类型的同一品质性状对灌浆结实期温度反应的敏感程度有一定差异。

灌浆结实期气象因素对稻米品质的影响

本研究主要是为了提高稻米品质,选择最适宜的灌浆气候条件,通过不同的播种期和移栽期,创造不同的灌浆气候条件,进而选择早熟晚粳"武香粳9号"优质栽培的最佳播种期和移栽期.

灌浆结实期高温胁迫对水稻产量及品质的影响

选用黑龙江省第三积温带的4个主栽粳稻品种,垦鉴稻6、龙粳26、龙粳31和垦稻12,利用人工气候室进行灌浆结实期高温试验。研究结果表明:高温胁迫对有效穗数和穗粒数影响不大,各供试品种的结实率、千粒重和产量均降低,糙米率、整精米率下降,垩白米率和垩白度显著增加。晚熟品种垦稻12和垦鉴稻6的产量性状的变化趋势小于早熟品种龙粳26和龙粳31。

灌浆结实期持续高强度控水对水稻籽粒灌浆的影响

为探明土壤水分持续胁迫对水稻籽粒灌浆特性的影响,通过盆栽控水试验,以上育397和绥粳3号为材料,应用Richards方程比较了灌浆结实期1~30d土壤水势0kPa(正常供水)和-65^-60kPa(水分胁迫)两个处理水稻优、劣势粒籽粒灌浆特性。结果表明:灌浆结实期持续-65^-60kPa控水对两品种产量没有显著影响。控水使两品种优势粒和劣势粒最大灌浆速率和平均灌浆速率降低,粒重增量减少,但持续控水延长了籽粒有效灌浆时间,因而千粒重并未显著降低。控水使上育397优势粒起始生长势增加,劣势粒起始生长势降低,而使绥粳3号各部位起始生长势R0均降低;使两品种各部位到达最大灌浆速率的时间均拖后。控水使两品种优势粒前期灌浆时间缩短,劣势粒前期灌浆时间延长,中、后期灌浆时间延长。