安徽省沿江地区一季稻灌浆成熟期高温危害日数多时间尺度特征

开展安徽省沿江地区一季稻灌浆成熟期高温危害研究,可显著提升该地区一季稻生产过程中的农业气象灾害防御能力。利用安徽省沿江一季稻主产区16个气象观测站1960—2017年逐日气象观测资料,以平均温度≥28℃作为一季稻灌浆成熟期高温危害指标临界值,采用数理统计,Mann-Kendall突变检验、Morlet小波分析等方法,分析了安徽省沿江一季稻灌浆成熟期高温危害日数的多时间尺度变化特征。结果表明,安徽省沿江一季稻栽培区南部出现高温危害风险最高,由南到北高温危害风险呈现明显减少的带状分布;高温危害日数以0.12次/10年的倾向率呈缓慢下降趋势;高温危害日数随着时间的变化存在显著的突变特征,1998年以后有微弱的上升趋势;高温危害日数呈现明显的偏多年-偏少年-偏多年的周期变化特征。未来几年安徽省沿江地区一季稻生长季发生高温危害风险概率较低,该地区可适当增加水稻种植面积,提升气候资源利用效率。

灌浆成熟期温度对水稻籽粒淀粉合成关键酶活性及品质的影响

选用蒸煮食味品质不同的3个粳稻品种,利用温室高温和自然常温,研究了灌浆成熟期温度对水稻籽粒淀粉合成关键酶活性及蒸煮食味品质的影响。结果表明,灌浆成熟期高温条件下,水稻籽粒蛋白质含量提高,直链淀粉含量和味度值降低,劣质品种提高或降低的程度大于优质品种;RVA谱特性对灌浆成熟期温度的反应因品种和特性而异;灌浆过程中,籽粒ADPG焦磷酸化酶、可溶性淀粉合成酶和淀粉分支酶活性随灌浆进程,酶活性逐渐增加,达到峰值以后,酶活性又逐渐下降,呈单峰曲线,但不同品种酶活性达到峰值的时间和同一时期的酶活性大小有差异;ADPG焦磷酸化酶和可溶性淀粉合成酶的活性表现对温度的影响反应较为迟钝,而淀粉分支酶活性表现对温度变化的反应较为敏感,温度过高过低都降低该酶活性。

灌浆成熟期气候因素对早籼稻米蛋白质及其4种组分含量的影响

研究了灌浆成熟期气候因素对早籼稻米蛋白质及其 4种组分含量的影响。结果表明 :灌浆成熟期日平均气温和平均日照时数对早籼稻米蛋白质及其 4种组分含量的影响较大 ,其中日平均气温是影响这 5个性状的主导因子。灌浆成熟期不同时段的温度对这 5个性状影响各不相同 ,灌浆成熟期间前、中期温度对蛋白质含量、清蛋白含量和谷蛋白含量影响大 ,灌浆成熟期间中、后期温度对球蛋白含量和醇溶蛋白含量影响大。灌浆成熟期温度时段分布对蛋白质及其

蘖穗氮肥追施比例对水稻灌浆成熟期Rubisco和GS同工型基因表达量的影响

【目的】氮素营养影响着水稻灌浆过程中核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)和谷氨酰胺合成酶(GS)基因转录表达量,研究其变化动态及其与不同形态氮含量的关系,旨在为阐明氮素营养对光合效率和籽粒蛋白质积累的影响分子调控机理提供理论依据。【方法】选用寒地粳稻穗数型高产品种和穗重型超级稻品种进行盆栽试验。施肥比例为N∶P_2O_5∶K_2O=1∶0.5∶1,氮肥50%作为基肥,其余作分蘖肥和穗肥追施,分蘖肥和穗肥比例为10%∶40%、20%∶30%、30%∶20%、40%∶10%。分析了水稻灌浆过程中Rubisco和GS基因转录表达量及不同形态氮的积累动态。【结果】增加穗肥氮素施用量可显著提高水稻灌浆过程中叶片和籽粒的全氮、铵态氮、硝态氮含量;增加穗肥比例不同程度的上调了Rubisco大亚基和小亚基基因的m RNA表达量,其中Os RBCSL、Os RBCS2和Os RBCS4表达上调显著,Os RBCS3和Os RBCS5表达上调较小;穗肥比例增加延长了Rubisco各亚基基因高表达持续时间,增加了水稻灌浆中期和后期叶片中Os GS1;1和Os GS2基因的转录表达量以及籽粒Os GS1;1基因的转录表达量和整个灌浆过程中Os GS1;3基因的转录表达量。Rubisco五个亚基基因的转录表达量与叶片NO3–-N和全氮含量间以及叶片和籽粒中GS基因的转录表达量与NH4+-N和全氮含量间均呈显著或极显著的正相关。【结论】在灌浆过程中Os RBCL基因和GS基因的转录表达量变化动态不因品种或氮素营养不同而发生质的变化,不同基因对氮素营养的响应程度并不相同,增加叶片NO3–-N和全氮含量,可以显著提高Rubisco基因的转录表达量,增加灌浆成熟期叶片和籽粒的NH4+-N和全氮含量,可以显著提高叶片和籽粒的GS基因转录表达量。

灌浆成熟期氮素营养对水稻增产及淀粉品质的影响

选用4个直链淀粉含量差异显著的粳稻品种,研究齐穗期施氮肥对水稻产量性状、籽粒蛋白质含量和淀粉RVA谱特性影响,以及米粉蛋白质水解处理对淀粉RVA谱特性影响。结果表明,齐穗期施氮肥可显著或极显著提高稻谷千粒重、成熟度和结实率及稻米蛋白质含量,降低直链淀粉含量,增减幅度因品种不同而异;齐穗期施氮肥可极显著降低高直链淀粉含量品种最高黏度、最低黏度、最终黏度及下降黏度值,而低直链淀粉含量品种为与之相反极显著增加,黏滞峰消减值既有极显著增加品种,也有极显著降低和无变化品种;蛋白质含量有极显著差异的米粉被碱水处理后蛋白质含量均降低到2.48%~2.64%,施粒肥与否水解处理后供试材料间米粉蛋白质含量均无显著差异;施粒肥与否去除稻米蛋白质可极显著增加米粉最高黏度和下降黏度值,并极显著降低粘滞峰消减值、最低黏度、最终黏度,其中下降黏度值增加幅度和粘滞峰消减值降低幅度较大,且低直链淀粉含量品种变化幅度比高直链淀粉含量品种大。

灌浆成熟期稻米味度值和RVA谱特性变化动态分析

选用粳稻品种东优9901和长粒香,研究灌浆成熟期稻米味度值和RVA谱特性的变化规律。结果表明,整精米率和味度值是随灌浆成熟期的延长而逐渐增加,达到峰值以后则逐渐下降,呈单峰曲线,不同品种整精米率和味度值达峰值的时间有差异;稻米RVA特性的各参数在灌浆成熟期呈现不同的变化趋势,从整体看,东优9901在灌浆35～40 d时稻米粘特性最佳,而长粒香在灌浆35～45 d时粘特性最好。

水稻杂交后代灌浆成熟期籽粒淀粉合成关键酶和谷氨酰胺合成酶活性变化的初步研究

以东农423和藤系180为试材,籽粒直链淀粉和蛋白质含量为选择指标,通过逐代的定向选择形成了遗传背景相近且直链淀粉和蛋白质含量有显著差异的杂种后代,并对水稻灌浆成熟过程中籽粒ADPG焦磷酸化酶、可溶性淀粉合酶、淀粉分支酶、谷氨酰胺合成酶活性变化进行了初步研究。高直链淀粉含量杂交后代的籽粒ADPG焦磷酸化酶、可溶性淀粉合酶、淀粉分支酶活性峰值显著或极显著高于低直链淀粉含量后代,而且在籽粒灌浆前期蛋白质含量高的后代籽粒谷氨酰胺合成酶活性显著或极显著高于蛋白质含量低的后代。因此,通过直链淀粉和蛋白质含量的连续定向选择可以显著提高或降低灌浆过程中的籽粒碳氮代谢关键酶活性。

不同施氮方法对粳稻灌浆成熟期蔗糖代谢相关酶活性及品质性状影响

选用寒地粳稻穗数型高产品种松粳6号和穗重型超级稻品种松粳9号,通过盆栽试验研究氮不同蘖穗肥比例对水稻灌浆过程中籽粒与剑叶蔗糖代谢相关酶活性及稻米品质性状影响。结果表明,减少分蘖肥施氮量增加穗肥施氮量极显著提高水稻叶片和籽粒蔗糖合成酶(Su S)和蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性,但蔗糖酸性转化酶(AI)活性受施氮方式影响不显著;籽粒和叶片蔗糖含量因酶活性增加而增加;穗数型品种松粳6号各淀粉含量随穗肥施氮量增加呈先升后降趋势,穗重型品种松粳9号则随穗肥施氮量增加而下降;不同类型品种对蘖穗肥比例反应不同,穗数型品种松粳6号20%N+30%N蘖穗氮肥处理稻米品质最好,穗重型品种松粳9号40%N+10%N蘖穗氮肥处理稻米品质最好。

灌浆成熟期氮素营养对粳稻品质性状及籽粒蔗糖代谢相关酶活性影响

选用籽粒直链淀粉含量（Ac）差异显著的粳稻品种，通过盆栽试验研究灌浆成熟期氮素营养对粳稻品质性状及籽粒蔗糖代谢相关酶活性的影响。结果表明，抽穗期施氮肥显著提高籽粒蛋白质含量和千粒重，降低稻米最高粘度、最低粘度和最终粘度，降低幅度因品种不同而异；灌浆过程中籽粒SuSy和AI活性呈单峰曲线变化，峰值出现在抽穗后15～20d；SPS活性变化在高AC材料中呈单峰曲线变化，峰值出现在抽穗后15d，在低AC材料中活性缓慢下降，不同Ac材料间三种酶活性有显著差异；抽穗期施氮肥显著提高SuSy和AI活性，但显著降低SPS活性；灌浆不同时期SuSy活性均高于SPS和AI；AC与AI活性间呈不显著负相关，与SuSy和SPS活性间呈不显著正相关；总淀粉含量与SuSy、AI、SPS活性间均呈正相关，其中与SuSy活性间相关达显著水平。

灌浆成熟期气候条件对早籼稻米加工品质的影响

用7个早籼品种在屯溪、芜湖、安庆、合肥各分四期播种.其中,4月6、16、26日播种的早籼出糙率、精米率和整米率变化小;6月26日或7月6日播种的加工品质有显著改善.结果表明,影响早籼加工品质的主要气候因素是灌浆成熟期的温度.

灌浆成熟期光照强度对早籼稻直链淀粉含量及淀粉RVA谱特性的影响

选择浙江省推广种植的直链淀粉含量差异较大的3个早籼稻品种,通过5个不同的遮光处理,研究了灌浆成熟期光照强度对早籼稻米直链淀粉及其淀粉RVA谱的影响。结果表明,除品种与光强互作对消减值的效应未达显著水平外,品种、光强及其互作效应对直链淀粉含量及淀粉最高黏度、热浆黏度、崩解值、冷胶黏度和消减值的效应均达显著或极显著水平。灌浆成熟期光照强度对淀粉最高黏度和冷胶黏度的影响最大,对热胶黏度、崩解值和直链淀粉含量的影响也较大,而对直链淀粉含量和消减值的影响则相对较小。最高黏度和崩解值均随着光照强度的下降而明显下降,稻米蒸煮食味品质显著降低。

灌浆成熟期气温对稻米品质影响

为探索水稻灌浆成熟期适宜气候环境,以杂交早稻区试苗头组合源两优325、Q两优4085为材料,研究了灌浆成熟期气温对两个品种稻米品质影响,结果表明:随灌浆成熟期气温降低、日照时数减少,食味值降低、蛋白质含量增加,整精米率、垩白粒率、垩白度均呈变劣又变优趋势。且食味值与灌浆成熟期日均温、总日照时数呈极显著正相关关系;蛋白质含量与食味值呈极显著负相关关系,与灌浆成熟期积温、日均温、总日照时数呈显著负相关关系,说明水稻灌浆成熟期温度适当增加和延长光照时间有利于提高稻米的食味品质,降雨量过多或过少均对稻米碾米品质和外观品质不利。

海南早稻灌浆成熟期高温热害对千粒重的影响

在全球气候变暖背景下,利用海南省2005—2016年气象资料、早稻产量资料、早稻农业气象观测资料,以32℃高温为早稻高温热害起始温度,计算灌浆成熟期内高温时数和热害积温,以探究高温热害导致海南早稻千粒重变化的规律及其影响程度。结果表明:海南早稻灌浆成熟期热害积温和热害时数均呈现逐年上升趋势;灌浆成熟期热害积温和热害时数对千粒重的影响规律均可由对数函数来拟合,相关系数分别为0.69和0.68,其中,千粒重随着热害积温和热害时数的增加而降低,且下降速率逐渐减慢。

水稻灌浆期籽粒中淀粉合成酶活性变化与品质关系的研究

选用4个不同品质类型的粳稻品种，在不同温度条件下研究了灌浆成熟期籽粒代谢关键酶活性变化与稻米蒸煮食味品质的关系．研究结果表明：不同灌浆时期ADPG焦磷酸化酶、淀粉合成酶及淀粉分支酶与直链淀粉含量的相关程度都较小。灌浆后期淀粉分支酶对味度值的影响较大。3种酶活性与淀粉谱特性中的最高粘度、下降粘度值在灌浆前期呈负相关关系，后期呈正相关关系，3种酶中Q酶在灌浆后期对淀粉谱特性的影响最大，灌浆后期酶活性高，有利于稻米蒸煮食味品质的提高．

外源激素对水稻籽粒碳氮代谢相关酶基因表达影响

试验选用寒地穗重型超级稻品种松粳9号和穗数型优质品种龙稻18号,通过盆栽试验在灌浆初期喷施外源激素6-苄基腺嘌呤(6-BA)和脱落酸(ABA),齐穗期增施氮肥及喷清水对照处理,系统比较分析外源激素对水稻籽粒淀粉和蛋白质合成相关酶基因及OsRSR1基因转录表达量的影响,旨在阐明外源激素对水稻籽粒碳氮代谢相关酶基因转录表达的影响并为建立优质高产水稻栽培技术提供理论依据。结果表明,水稻籽粒OsGBSS1、OsSSSI、OsISA1、OsAGPL2、OsSBEIIb和OsGS1;3基因mRNA表达量随灌浆进程呈先升后降单峰曲线变化趋势,在灌浆中期表达量最高;转录因子OsRSR1基因mRNA表达量随灌浆进程呈先降后升V字形变化趋势,在灌浆中期表达量最低;喷施6-BA、ABA和增施氮肥均显著上调OsGBSS1、OsSSSI、OsISA1、OsAGPL2和OsSBEIIb基因mRNA表达量,上调幅度达22.35%~525.97%,显著下调转录因子OsRSR1基因mRNA表达量,下调幅度达3.45%~27.93%;喷施6-BA和增施氮肥显著上调籽粒OsGS1;3基因mRNA表达量,上调幅度达241.79%~457.24%,喷施ABA显著下调籽粒OsGS1;3基因mRNA表达量,下调幅度达13.12%~29.55%,基因转录表达量调控是外源激素和氮素营养等对生物性状调控作用的分子基础,外源激素或氮素营养对稻米蒸煮食味品质的影响通过籽粒碳氮代谢相关酶基因转录表达量调控实现。

根外喷施硫酸镁对水稻淀粉品质的影响

选用寒地穗重型超级稻品种松粳9号、穗数型高产品种龙稻11号与优质品种龙稻18号为试验材料,盆栽条件下通过灌浆成熟期喷施硫酸镁和齐穗期增施氮肥处理及对照处理,系统比较根外喷施硫酸镁对水稻淀粉品质性状、叶片碳氮代谢相关酶活性和基因转录表达量及根系活力变化等的影响。结果表明,灌浆成熟期喷施硫酸镁显著降低稻米蛋白质含量,提高稻米蒸煮食味品质,而齐穗期增施氮肥处理使稻米蛋白质含量提高而降低蒸煮食味品质,硫酸镁处理通过降低稻米蛋白质含量提高稻米黏性和食味品质;灌浆成熟期喷施硫酸镁或齐穗期增施氮肥均显著提高灌浆成熟期叶片全氮含量和叶绿素含量以及灌浆各时期叶片Rubisco亚基基因转录表达量,增强水稻根系活力,促进根系氮素吸收,调控灌浆不同时期叶片和籽粒GS活性,但喷施硫酸镁效果显著优于增施氮肥;叶片全氮含量与GS活性间呈极显著负相关,与叶绿素含量、伤流液含氮化合物总量及Rubisco各亚基基因mRNA表达量呈极显著正相关。减氮同时在灌浆成熟期根外喷施硫酸镁是提高水稻产量和蒸煮食味品质的有效途径,研究为阐明根外喷施硫酸镁对水稻淀粉品质形成的影响和提高优质绿色水稻栽培技术水平提供理论依据。

钾肥对水稻籽粒碳氮代谢相关酶基因表达的影响

盆栽条件下研究不同钾素施入量对不同穗型水稻品种灌浆成熟期籽粒碳氮代谢相关酶基因转录表达量的影响,旨在为阐明钾素营养对水稻淀粉品质形成分子调控机理提供理论依据。结果表明,灌浆过程中籽粒碳氮代谢相关酶基因GBSS1、AGPL2、SSSⅠ、SBEⅡb、ISA1和GS1:3转录表达量呈先升后降趋势,转录因子OsRSR1基因转录表达量呈先降后升趋势;随钾素施入量增加,灌浆期间籽粒GBSS1基因转录表达量逐渐下调,对其衰减率影响小;籽粒AGPL2、SSSⅠ、SBEⅡb、ISAⅠ基因转录表达量逐渐上调,而AGPL2衰减率先升后降,SSSⅠ衰减率降低,SBEⅡb衰减率升高,对ISAⅠ衰减率无明显影响;使籽粒转录因子RSR1基因转录表达量逐渐下调,而上升率升高;使籽粒GS1:3基因转录表达量逐渐上调,衰减率先升后降。基因转录表达量调控是外源钾素对生物性状调控作用分子基础,外源钾素营养对稻米蒸煮食味品质影响通过籽粒碳氮代谢相关酶基因转录表达量调控实现。

水稻淀粉合成关键酶活性变化动态研究

通过试验分析,灌浆前期籽粒直链淀粉、支链淀粉和总淀粉含量的积累陆稻1号和东农415快于藤系180和富士光,而灌浆后期相反。籽粒AGPP、SSS、SBE活性表现为灌浆初期低,灌浆中期达到最大值,灌浆后期逐渐下降;陆稻1号和东农415最大值的时间较藤系180和富士光早,但下降的速度较快,藤系180和富士光在整个灌浆成熟期酶活性变化相对平稳;灌浆前期陆稻1号和东农415的AGPP、SSS、SBE活性高于藤系180和富士光,而灌浆后期较低,藤系180和富士光在灌浆后期仍保持较高的酶活性。