稻米蒸煮食味品质的全基因组关联分析及遗传解析

随着人们生活水平的提高,对稻米品质的要求越来越高,蒸煮食味品质逐渐成为水稻育种家的重要育种目标与工作难点。对稻米蒸熟食味品质相关性状的遗传解析、探索基于优异单倍型组合是改善、提升水稻蒸煮食味品质的基础。考察收集的199份华南优质稻直链淀粉含量、蛋白质含量、碱消值、食味值、蒸煮食味值等5个稻米蒸煮食味品质性状,结合全基因组测序(覆盖深度20×)所得4818707个单核苷酸多态性(SNP),用混合线性模型进行稻米蒸煮食味品质的全基因组关联分析。结果表明,共定位到显著性位点342个,其中5个为已克隆的与蒸煮食味品质相关的候选基因/QTL,包括调节稻米中直链淀粉含量的基因Du3、Flo2、OsSSI、Wx与控制稻米糊化温度的主效基因ALK。针对极显著关联的ALK与Wx基因功能变异位点,结合水稻基因组序列变异数据库RiceVarMap开展功能单倍型分析,发现Wx基因的Hap2(T)、ALK基因的Hap3(CAC)有利于提高稻米的蒸煮食味品质。研究结果可为利用优质单倍型组合提高稻米蒸煮食味品质的水稻分子设计育种研究提供理论参考。

辽宁稻区水稻新品系抗寒性鉴定

冷害被认为是影响水稻生产的重要因素之一,为促使科研成果尽快转化为现实生产力,提高水稻综合生产力,加大新品种的抗逆性研究,特别是抗寒性研究,筛选抗寒资源,为加速良种推广与合理布局提供科学依据,试验对来自辽宁稻区的81个粳稻品系采用冷水灌溉法进行抗寒性鉴定。结果表明:冷水处理后各品系的农艺性状和产量性状均呈现下降趋势,其中株高降低1.3~39 cm;穗长减少0.3~10.6 cm;每穗总粒数减少2~89粒;结实率降幅为34.5%~96.6%;正常结实品种千粒重降低0.9~16.9 g;产量降幅为47%~100%。综合来看,北粳G1、YJ6、北粳G12、辽优86、北粳G5、北粳G6、辽粳香3号、铁粳2114、KH12这9份材料抗寒性较好,属于第一层次,可为粳稻耐寒育种提供利用价值。

盐逆境下促生菌对水稻生长、产量及稻米品质的影响

为探明盐逆境下不同促生菌对水稻生长、产量及其构成因素和稻米品质的影响,采用盆栽和滩涂实地水稻试验相结合展开研究,其中滩涂实地试验设置不加菌处理(CK)、如东促生菌处理(RD)和宁波促生菌处理(NB)等3个促生菌试验处理,盆栽试验设置2个因素试验,包括2个盐分水平(S0,0 g/kg;S1,1.5 g/kg)和3个促生菌处理(CK、RD和NB),调查分析水稻生长动态、产量及其构成因素,并测定稻米品质和土壤基本性质。盆栽试验发现,S1下RD和NB的盆栽水稻茎蘖数动态增长速率相比CK均有一定程度的加快,且水稻达到分蘖盛期的时间比CK早7~10 d;在S1下CK、RD和NB处理水稻株高动态增长和水稻叶片SPAD值动态变化均具有相似的动态生长规律。滩涂试验结果表明,与CK相比,滩涂盐逆境下RD处理的水稻产量、每穗粒数和实粒数分别增加了6.60%、6.39%和8.60%。与CK相比,滩涂实地试验中RD和NB处理下稻米加工品质、外观品质及食味品质均没有明显的差异性。双因素试验方差分析结果表明,盆栽试验下盐分处理对水稻产量、实粒数、结实率及千粒质量均有极显著影响,盐分和促生菌处理对产量及其构成因素均没有表现出明显的互作效应。可见,促生菌对缓解盐逆境下水稻茎蘖动态生长具有很好的促进作用,且如东地区的促生菌处理对南通沿海滩涂水稻具有积极的增产效果。

播期和根伤处理对机插秧苗返青期生长发育的影响

为探究不同播期和根伤处理对机插水稻返青期秧苗生长特性及光合色素含量的影响,以湘早籼6号和株两优819为材料,设置3个播期(早稻季T1、中稻季T2和晚稻季T3)和3个根伤(无根伤、留根2 cm、留根1 cm)处理,对返青期秧苗的株高、根长、干物质量以及叶绿素含量进行比较分析。结果表明:相较于早稻季,湘早籼6号和株两优819在中稻季和晚稻季返青期的株高、地上部和地下部的鲜、干质量显著提升。在不同播期,留根1 cm处理下湘早籼6号和株两优819的株高、主根长、地上部和地下部鲜、干质量下降,但不同根伤处理间无显著差异。播期显著影响返青期水稻的叶绿素含量,尤其是在移栽后15 d,中稻季和晚稻季秧苗的叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素和类胡萝卜素含量较早稻季明显下降。移栽后的前期,叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素和类胡萝卜素含量随根伤程度增加而降低,但移栽后12 d,不同根伤处理水稻的叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素和类胡萝卜素含量差异均不显著。总体而言,相较于根伤处理,播期对机插水稻返青期秧苗生长的影响更加明显。

外施腐胺对铅胁迫下水稻幼苗生长及叶绿素荧光的影响

为了研究叶面喷施腐胺对铅胁迫下水稻幼苗生长及叶绿素荧光的影响,探讨腐胺缓解水稻铅胁迫伤害的生理机制,采用0、0.5、1.0、1.5、2.0 mmol/L腐胺预处理水稻,对100μmol/L Pb胁迫下水稻幼苗生长指标、SPAD值、快速荧光诱导动力学曲线(OJIP曲线)、叶绿素荧光参数和图像进行测定。结果表明,外施腐胺能缓解铅胁迫下水稻幼苗受到的生长抑制,提高铅胁迫下水稻幼苗SPAD值、PSⅡ最大光化学效率(F_(v)/F_(m))、潜在光化学效率(F_(v)/F_(o))、性能指数(PIABS)、捕获的激子将电子传递到QA其他电子受体的概率(ψ_(o))、电子传递的量子产额(φ_(Eo))和吸收的光能被反应中心捕获的量子产额(φ_(Po)),降低初始荧光(F_(o))、最大荧光(F_(m))、K点可变荧光占J点可变荧光的比例(Wk)、OJIP荧光诱导曲线初始斜率(Mo)、J点相对可变荧光(Vj)、热散失的量子效率(φ_(Do))、比活性参数(ABS/RC、TR_(o)/RC,DI_(o)/RC和ET_(o)/RC)。其中,2.0 mmol/L腐胺处理组最有效。总体来看,外施腐胺通过改善铅胁迫下水稻幼苗光系统Ⅱ(PSⅡ)供体侧和受体侧的电子传递、保护PSⅡ反应中心、维持类囊体膜的稳定性,进而增强水稻幼苗对铅的耐受性。

不同氮用量对香稻幼苗生长及生理指标的影响

为探究不同用量氮对香稻苗期生长和生理指标的影响,本试验在砂培条件下以香粳稻品种稻花香2号为试材,设置N20(20 mg/L)、N30(30 mg/L)、N40(40 mg/L)、N50(50 mg/L)、N60(60 mg/L)共5个氮浓度处理,研究其对香稻苗期生长和叶片氮代谢关键酶活性、抗氧化酶活性、可溶性蛋白含量等的影响,并对与氮素水平显著相关的指标和形态学指标进行Z分综合评价。结果表明,随着外源氮浓度的升高,叶片硝酸还原酶(NR)、亚硝酸还原酶(NIR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸脱氢酶(GDH)和谷氨酸合成酶(GOGAT)活性和可溶性蛋白含量均呈先上升后下降的变化趋势,且均于N50处理下最高。随着氮浓度升高,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性呈现先下降后上升的趋势,SOD活性在N40处理下最低,POD活性在N30处理下最低。丙二醛(MDA)含量低氮(30 mg/L以下)处理显著高于高氮(40 mg/L以上)处理。N40~N60处理的相关指标综合评价的总和(∑Z_(i))为正值,其中,N50处理水平的∑Z_(i)值最高,为10.201。综合来看,40~60 mg/L氮素可以保证稻花香2号苗期生长发育的正常进行,但低于或者高于50 mg/L均会对氮代谢相关酶活性产生一定抑制,并且低于40 mg/L会显著增加幼苗叶片MDA的积累,故50 mg/L的氮最有益于稻花香2号幼苗的生长发育。

利用CRISPR/Cas9系统创制水稻品种GW2基因的突变体

培育具有育种价值的GW2基因编辑的水稻优异新品种在水稻育种中具有重要意义,利用CRISPR/Cas9基因编辑技术,以生产上广泛推广应用的13份水稻品种为材料,对粒质量基因(GW2)进行定向性状改良,通过农杆菌转化创制出一批无T-DNA元件的水稻非转基因GW2突变纯合株系。结果表明:13份T0代水稻转基因中,有28.0%~59.1%植株的GW2基因发生了突变,纯合突变株数量占总突变株数量的35.0%,双等位突变株数量占总突变株数量的14.2%,杂合突变株数量占总突变株数量的50.8%。此外,不同水稻品种发生的突变类型也略有不同。对13份T2代非转基因水稻GW2突变纯合株进行千粒质量性状的考种分析。与对应的野生型亲本品种相比,纯合突变水稻植株的千粒质量显著提高10.81%~58.22%。本研究结果极大地丰富了GW2的突变类型,为不同水稻品种的高产稳产创造了重要的种质资源,同时也为利用基因编辑提高水稻产量提供了有价值的育种信息。

水稻穗发芽鉴定方法优化及穗发芽突变体筛选

穗发芽是水稻农业生产上的重要危害,严重影响了稻米的产量和品质,通过遗传改良培育抗穗发芽品种是解决穗发芽问题的有效途径。穗发芽由多基因位点调控并易受环境影响,由于国内外在水稻穗发芽鉴定评价方法方面还缺乏统一标准,导致穗发芽表型难以精准鉴定,严重制约了水稻抗穗发芽资源的挖掘及抗穗发芽育种改良进程。现有水稻的穗发芽鉴定主要由籽粒培养皿发芽法、室内整穗发芽法以及田间自然鉴定法等,现有方法难以精准、稳定地鉴定穗发芽的真实抗性水平。针对现有方法存在的不足,对水稻穗发芽鉴定评价方法进行了优化改进,建立了模拟自然状态的整穗直立穗发芽鉴定方法。该方法模拟了田间自然状态,与常规穗发芽方法比较,试验条件更均一,鉴定结果重复性更稳,可作为水稻穗发芽快速鉴定方法。利用该方法,对5000份化学诱变的M 2代水稻突变体进行鉴定,筛选到7份穗发芽突变体,为后续穗发芽相关基因的挖掘及功能解析提供了材料基础。

基于BSA-seq的一个苗期黄化转绿突变体基因定位

叶片是植物进行光合作用的重要场所,叶色突变往往制约水稻具有充足的源,研究叶色突变体对选育高光效品种以及进一步解析叶色调控的分子机制均具有重要意义。以育种中间材料苗期叶片黄化转绿突变体gry为对象,对其进行主要农艺性状分析,并对其突变性状进行遗传分析、基因定位。结果显示,该突变体3叶期前植株呈淡黄色至白色,4叶期变绿,除成熟期株高显著高于野生型以外,其他主要农艺性状均无显著差异。通过遗传分析确定该突变体的黄化转绿表型受隐性单基因控制。利用gry突变体与野生型的F_(2)群体构建混池,通过BSA-seq的ΔSNP-index和ED 2种算法进行基因定位,结果显示gry基因被定位在22.23~26.77 Mb区间内。在该区间内开发KASP标记对62个F_(2)黄化转绿单株进行验证与连锁分析,验证gry基因在21.18~25.30 Mb区间内。基于定位区间,结合基因注释数据库与水稻基因变异数据库推测候选基因为LOC_Os03g40020,测序表明该基因在第1768位发生单碱基T缺失,导致编码的氨基酸大量改变而产生功能变化。

水稻冷害成灾机制与调控机理研究进展及展望

低温冷害严重影响水稻产量和品质。研究冷害的调控,对水稻优质高产育种和调优栽培具有重要意义。本文简述水稻冷害的基本特征、生理机制以及耐冷性基因取得的成果,从细胞结构、农艺和生理性状、分子机制等角度总结了低温胁迫对水稻伤害的研究进展。重点综述了水稻冷害的调控机理并提出缓解冷害的调控措施,包括选育耐低温品种、喷施外源植物激素、选择适宜播期和合理施肥等,主要阐述了褪黑素、亚精胺、茉莉酸甲酯和水杨酸对水稻冷害的调控作用,即通过促进内源激素合成、提高抗氧化酶活性及分子信号转导等途径在水稻耐冷过程中发挥着重要作用,而较早的播期可以有效避开灌浆结实期低温危害的风险,合理施肥能够提高籽粒产量,并对未来水稻低温冷害的研究方向进行了展望,包括加强水稻耐冷性评价体系标准的一致性,深入研究水稻耐冷的代谢调控网络,从形态建成、酶、激素、源库协调等相关机制出发多方面解析其生理机制,同时配套栽培调控措施,可为水稻耐冷品种选育和栽培调控提供理论依据。

海水胁迫下外源硅对优质高产杂交稻产量及生理特性的影响

盐胁迫是制约水稻生产的主要非生物胁迫因子之一,硅(Si)作为提高植物抗逆性的微量元素之一,在许多作物逆境栽培中报道,但在海水复合盐胁迫下,施用外源硅对水稻耐盐性的影响研究鲜有报道。为探究海水复合盐胁迫下外源硅对优质高产杂交稻产量及生理特性的影响,以优质高产杂交稻Y两优957和晶两优534为研究材料,用天然海水与淡水调配,设置0.0%、0.3%和0.6%3种盐浓度,研究海水胁迫下外源硅对优质高产杂交稻产量及生理特性的影响。结果表明,盐胁迫显著降低了水稻产量、产量构成因子数值、干物质量和钾离子含量,显著提高了钠离子、丙二醛含量和抗氧化物酶活性。外源硅处理能够减缓盐分胁迫,显著提高了0.0%、0.3%浓度海水胁迫下的水稻产量、产量构成因子数值(结实率除外)和除成熟期及晶两优534齐穗期穗、Y两优957孕穗期叶片外的各器官钾离子含量,并降低海水胁迫下钠离子含量,改善海水胁迫下水稻的钾、钠离子分配比例;在0.3%和0.6%浓度的海水胁迫下,外源硅处理显著提高水稻叶片抗氧化物酶活性,显著降低丙二醛含量(Y两优957齐穗期除外)。盐地增施外源硅是缓解水稻盐胁迫、提高产量的一项有效栽培措施。

外源褪黑素对UV-B胁迫下水稻幼苗生理特性及抗氧化系统的影响

褪黑素作为一种广谱的抗氧化剂,已被证明在植物的多种逆境胁迫中发挥重要的保护作用。为探讨外源褪黑素(MT)对UV-B胁迫下水稻幼苗生理特性及抗氧化系统的影响,以日本晴为试验材料,待水稻幼苗生长至22 d时,于22:00时对其叶面喷施100μmol/L MT,置于黑暗中进行暗处理,预处理2 d后,每天09:00—20:00进行UV-B+100μmol/L MT处理,探究UV-B胁迫(80 W)下外源喷施100μmol/L MT对水稻幼苗生长、叶绿素含量、活性氧水平以及MDA含量、抗氧化酶活性的影响。结果表明,UV-B+100μmol/L MT处理3 d后,水稻幼苗的株高、根长、鲜重和干重与UV-B处理相比分别提高25.8%、12.3%、21.6%和20.6%;叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量与UV-B处理相比分别提高52.6%、39.6%、44.4%;UV-B处理后水稻幼苗中的丙二醛(MDA)、过氧化氢(H2O2)、超氧阴离子自由基(O_(2)^(-)·)、游离脯氨酸含量以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性均显著高于对照,可溶性糖、可溶性蛋白含量显著低于对照,用UV-B+100μmol/L MT处理后,水稻幼苗中的MDA、H_(2)O_(2)、O_(2)^(-)·含量以及游离脯氨酸含量均较UV-B处理显著降低,SOD、POD活性以及可溶性糖、可溶性蛋白含量均较UV-B处理显著提高。相关性分析结果表明,MDA含量与游离脯氨酸、H2O2含量之间呈显著正相关,叶绿素a(Chl a)、类胡萝卜素(Car)含量与可溶性糖、可溶性蛋白含量以及CAT活性之间互呈显著正相关。由此可见,外源喷施MT可以使水稻在紫外胁迫下保持良好的长势,降低膜脂过氧化损伤程度,提高抗氧化酶活性,有效缓解UV-B胁迫对水稻幼苗造成的氧化损伤。

OsmiR530正调控水稻的耐旱和耐盐性

以粳稻品种日本晴(CK)和农杆菌介导转化的OsmiR530-OE转基因水稻为材料进行耐旱和耐盐性相关功能的鉴定。结果表明:OsmiR530有2种成熟的序列形式OsmiR530-5p和OsmiR530-3p,其表达量在OsmiR530-OE转基因植株均有明显增加;靶基因表达量预测分析发现,OsmiR530-5p的靶基因OsTAP46、OsC3HC4、OsPWI和OsE1等在OsmiR530-OE转基因植株中的表达都有一定程度的下调;在干旱、盐胁迫条件下,OsmiR530能提高种子的发芽率、根长和苗高以及萌芽期幼苗对干旱胁迫和盐胁迫的耐受性;检测干旱处理植株的SOD、POD和CAT活性,发现OsmiR530-OE转基因水稻的SOD、POD和CAT活性增长显著;对成熟期水稻植株的农艺性状进行统计分析,发现过表达OsmiR530水稻植株的剑叶的叶表面积、千粒质量以及结实率显著降低。推测OsmiR530可以调控水稻对盐胁迫、干旱胁迫的耐受性。

不同水稻不育系对盐胁迫的生理响应及耐盐性评价

随着全球土壤盐渍化形势的日趋严峻,作物的正常生长与生产遭受了严重冲击。为有效开发利用盐碱地并保障粮食的高产稳产,耐盐品种的筛选培育以及耐盐调控策略的研发显得尤为关键。选取6个不育系水稻品种作为试验材料,通过全生育期的盐水灌溉处理(设定浓度为0.3%和0.5%),探究盐胁迫对不育系水稻农艺性状、生理指标以及每穗颖花与包颈度的影响,用主成分分析法和隶属函数法对耐盐性进行全面的综合评估。结果表明,在盐胁迫条件下,齐穗期水稻的株高、有效穗数、成穗率、绿叶干物质重以及总干物质重等生长指标均受到显著抑制。此外,盐胁迫抑制了第1节间的长度,降低了每穗颖花数量,增加了包颈度。同时,叶片中的过氧化氢酶活性出现显著上升,伴随着脯氨酸含量和丙二醛含量的相应增加。此外,叶片的钠离子浓度上升而钾离子浓度下降,导致钠钾离子比显著增加。主成分分析进一步揭示,4个相互独立的综合指标能够解释盐胁迫下19个单项指标88.31%的变异情况。其中,穗长、每穗颖花数、成穗率、包颈度以及齐穗期的钠、钾离子浓度等指标在评估不育系水稻耐盐性时起到了主要作用,可视为评价水稻不育系全生育期耐盐性的重要指标。通过隶属函数法的分析,得出6个供试水稻材料的耐盐性强弱顺序为菊11S>盐416S>花9S>培矮64S>W9593S>盛1618S。这一研究结果不仅为水稻不育系的耐盐性鉴定与评价提供了有力支撑,同时也筛选出了一批具有较强耐盐性的水稻不育系种质资源,为后续耐盐品种的培育和应用奠定了坚实基础。

水稻核糖体失活蛋白家族基因OsRIP8的生物信息学与功能分析

核糖体失活蛋白(RIPs)是一种能使真核细胞核糖体功能被抑制的毒蛋白。OsRIP8是属于该家族的一个功能未知基因。为研究该基因生物学功能,通过数据库对其进行生物信息学分析,利用qRT-PCR验证其表达模式,同时构建OsRIP8-RNAi干涉载体并利用农杆菌转化水稻,采用PCR技术鉴定出转基因阳性植株,分析阳性植株的表达和农艺性状,初步揭示该基因的功能。结果表明,水稻OsRIP8蛋白为不稳定亲水蛋白,不含信号肽及完整的跨膜结构域,蛋白结构以α螺旋为主;在OsRIP8基因启动子区域存在着与植物生长发育、生物与非生物胁迫以及植物激素响应有关的元件;OsRIP8基因的共表达基因富集到多种大分子的生物合成与蛋白代谢等途径;qRT-PCR分析结果表明,OsRIP8基因在发育的小穗及抽穗前1 d的花药中优先表达;RNAi干涉后OsRIP8基因的表达下调造成植株花粉育性和结实率显著降低。暗示该基因对水稻小穗的发育具有重要作用,可能参与调控花粉发育过程。

光照、氮素对杂交水稻干物质积累、分配和产量形成的影响

为了提高西南喀斯特山区的水稻产量,以Y两优900和宜香优2115为材料,采用裂区试验设计,设置花后遮光为主区因素(自然光照和遮光40%),氮肥为副区因素(90、180、270 kg/hm^(2)),研究光照、氮素及其互作对杂交水稻干物质积累、转运和产量形成的影响。结果表明:同一氮肥水平下,花后遮光40%可显著提高干物质转运量、转运率和贡献率,但也显著降低了花后干物质量、总干物质量、收获指数和结实率,最终导致水稻实际产量显著降低27.0%~31.3%。相同光照条件下,增施氮肥可显著提高有效穗数、单位面积总颖花数、干物质积累与转运量、收获指数和产量。在弱光条件下,增施氮肥能提高干物质转运量、转运率、贡献率和总颖花数,并且总干物质量、收获指数和结实率随着施氮量增多而提高,从而降低了花后弱光造成的产量损失。因此,在西南寡照区,适当增加氮肥的施用,扩大前期的群体和干物质积累量,能有效地补偿后期弱光造成的产量损失。

γ-氨基丁酸响应和缓解水稻镉胁迫的效应研究

为探究γ-氨基丁酸(GABA)响应和缓解水稻镉胁迫的效应,本研究以粳稻中花11为试验材料,分析了水稻幼苗在镉(Cd)胁迫下的生长情况、植株Cd和GABA含量、GABA合成途径关键基因表达量以及外源施加GABA处理下水稻株高的变化。结果显示,0.5、5、25、50μmol/L的Cd胁迫均显著抑制了水稻生长,并提高了水稻地上部和根部的GABA含量,但地上部与根部的GABA含量比值随Cd浓度的升高而逐渐降低。基因表达分析发现,GABA合成途径的1个甜菜碱醛脱氢酶编码基因在根部的表达受Cd诱导上调1.83倍,3个精氨酸脱羧酶编码基因在根部的表达受Cd诱导上调超过4.00倍,这些基因可能参与了水稻对Cd胁迫的响应。外源施加GABA能显著提高水稻植株的GABA含量,适当浓度的外源GABA处理可有效缓解Cd胁迫对水稻株高的抑制效应。研究结果可为后续深入解析GABA在Cd胁迫中的作用提供参考。

H_(2)O_(2)预处理对镉胁迫下水稻种子萌发及幼苗生长的影响

为探究H_(2)O_(2)预处理对镉胁迫下水稻种子发芽的影响,以杂交稻湘岳占为材料,模拟水稻生长环境,采用光照培养法,探究不同浓度H_(2)O_(2)对Cd^(2+)溶液处理下水稻种子萌发及幼苗生长的影响。结果表明:与清水浸种相比较,较低质量浓度Cd^(2+)(5 mg/L)浸种处理明显促进水稻种子发芽,此促进作用受到H_(2)O_(2)抑制,而较高质量浓度Cd^(2+)(15 mg/L)浸种处理明显抑制水稻种子发芽,此抑制作用同样能被H_(2)O_(2)预处理所逆转;较低质量浓度Cd^(2+)(5 mg/L)处理下,H_(2)O_(2)显著降低水稻幼苗苗高和百株干质量,但对百株鲜质量与根系生长具有促进作用;较低质量浓度Cd^(2+)(5 mg/L)与H_(2)O_(2)(5μmol/L)处理下,可提高水稻光合色素含量,但会降低叶绿素a所占比值。揭示了H_(2)O_(2)预处理与镉对水稻发芽的耦合影响,为水稻生产提供了实践参考。

种衣剂与温度对水稻种子发芽及光合色素含量的影响

为探究种衣剂对不同温度下水稻种子发芽及光合色素含量的影响,对湘岳占种子进行包衣处理,设置了25,30,35℃这3种处理,采用光照培养法,测定湘岳占包衣种子在不同温度处理下的发芽势、发芽指数、百株鲜质量、百株干质量、光合色素含量等指标。结果表明:30℃温度下的湘岳占种子各萌发特性与幼苗生长特性均达到最高值;30℃温度下,种衣剂对湘岳占种子发芽及光合色素含量均有促进作用,但随着温度提高,促进作用有所降低;与未经种衣剂处理过的湘岳占种子相比,种衣剂处理过的湘岳占种子各萌发性状及幼苗生长指标值明显增大;随着温度的上升,种衣剂可提高湘岳占幼苗各光合色素含量;种衣剂对湘岳占播种后第14天的苗高与根长具有促进作用。研究结果表明,种衣剂可促进水稻种子萌发,并提高叶片光合色素含量,为种衣剂调控水稻种子发芽机制提供了基础。

高温条件下早籼稻灌浆期生理变化与垩白形成的关系

为探究高温条件下水稻垩白形成的生理机制,以高垩白性状湘早籼24号(X24)及其来源亲本湘早籼11号(X11,高垩白性状)和湘早籼7号(X7,低垩白性状)为材料进行盆栽试验,在抽穗后第6天移入温室,进行为期15 d的高温处理(27~42℃),以常温处理(23~37℃)作为对照,研究灌浆期高温条件下剑叶净光合速率、籽粒灌浆速率、籽粒直链淀粉含量及淀粉合成相关基因的相对表达量等的变化。结果表明:高温条件下X7、X11和X24的稻米垩白度比常温对照处理的分别增加了2.53、4.82、6.66个百分点;高温造成X11和X24的叶片净光合速率在抽穗后第8、12、16天显著低于常温对照的,而X7的叶片净光合速率在抽穗后第16天反而高于常温对照的;高温条件下水稻在抽穗后第8天灌浆速率加快,并在抽穗后第12天达到最大值,较常温处理的提前了4~8 d;基因相对表达量差异分析表明,X11和X24籽粒淀粉合成相关基因Os SSIIIa、Os AGPSL2和GBSSI在抽穗后第12、16天的表达显著下调,导致籽粒直链淀粉含量降低及垩白度增加。