优化施肥促进寒地粳稻可溶性糖积累转运、气候资源利用及产量形成

【目的】研究氮、磷、钾肥不同配比对寒地粳稻功能叶片、茎鞘及籽粒可溶性糖积累和转运的影响,揭示其与气候资源利用和产量的关系。【方法】大田试验采用“3414”施肥方案,供试寒地粳稻品种为东农427。在水稻分蘖至成熟的5个主要生育期,取样测定了功能叶片、茎鞘和籽粒中的可溶性糖含量,计算功能叶片、茎鞘和籽粒可溶性糖积累转运量,以及水稻对气候资源的利用效率。【结果】氮、磷、钾肥配施显著影响寒地粳稻产量,以N2P2K2处理最高。与N0P0K0处理相比,各施肥处理地上部各器官可溶性糖积累量和运转量均显著升高。花前功能叶片可溶性糖最高积累量出现在N3P2K2处理,花后出现在N2P2K2处理。茎鞘和籽粒可溶性糖积累量在各生育时期均以N2P2K2处理最高。功能叶片和茎鞘花后可溶性糖转运量均以N2P2K2处理最高。N2P2K2、N3P2K2处理生育期最长。各施肥处理光合有效辐射量(PAR)、辐射利用率(RUE)和积温生产效率(TPE)均高于N0P0K0处理,以N2P2K2处理最高。由相关分析可知,各生育时期各器官可溶性糖积累量与PAR、RUE和TPE呈极显著正相关。分蘖期和孕穗期功能叶片可溶性糖积累量对PAR、RUE和TPE的影响大于茎鞘。齐穗期、灌浆期和成熟期茎鞘可溶性糖积累量对PAR、RUE和TPE的影响大于功能叶片。成熟期籽粒可溶性糖积累量对PAR、RUE和TPE的影响大于齐穗期和灌浆期。花后茎鞘可溶性糖转运量对PAR、RUE和TPE影响大于功能叶片。【结论】寒地粳稻各生育时期各器官可溶性糖积累量与光合有效辐射量(PAR)、辐射利用率(RUE)和积温生产效率(TPE)呈极显著正相关。其中,花前功能叶片可溶性糖积累量对PAR、RUE和TPE的影响大于茎鞘,花后茎鞘可溶性糖积累量和转运量对PAR、RUE和TPE的影响大于功能叶片。充足的氮磷钾肥供应促进了水稻群体对光、温资源的捕获,提高了光、温资源利用率。而且,合理的养分供给还延长了生育后期的天数和功能叶片、茎鞘可溶性糖向籽粒转运的时间,进而提高产量。在本试验中,氮磷钾配比为150-120-80 kg/hm^(2)(N2P2K2)时,寒地粳稻产量和花后功能叶片、茎鞘可溶性糖运转量均最高,并且通过延长灌浆期到成熟期的天数进而延长整个生育期,进一步提高了光、温资源的利用效率。

结实期低温胁迫对水稻 强、弱势粒淀粉形成与积累的影响

【目的】研究结实期低温胁迫对水稻强、弱势粒淀粉组分含量、积累速率及关键酶活性的影响,明确淀粉合成关键酶活性变化对淀粉积累速率的调控效应,探究强、弱势粒淀粉形成积累差异对水稻产量的影响。【方法】以耐冷型品种东农428和冷敏型品种松粳10为试验材料,设置1个常温处理(白天温度28℃,14h/夜间温度22℃,10 h,7 d)和4个低温处理(17℃,低温处理时间分别为1、3、5、7 d),分析了结实期低温胁迫对强、弱势粒淀粉组分积累、合成关键酶活性、水稻产量及构成因素的影响,并探讨了灌浆期各阶段淀粉积累差异与酶活性变化的关系。【结果】与对照相比,结实期低温胁迫降低了两个品种水稻强、弱势粒中腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)、可溶性淀粉合成酶(SSS)、淀粉分支酶(SBE)的峰值活性以及支链淀粉和总淀粉含量,提高了齐穗后28~38 d低温处理3、5、7 d的颗粒结合型淀粉合成酶(GBSS)活性和直链淀粉含量。与对照相比,各低温处理酶活性最高和淀粉积累最快的时间均有不同程度的推迟,低温处理7 d的影响最大,强、弱势粒低温处理7 d的支链淀粉和总淀粉含量分别在齐穗后13、18 d降幅最大,直链淀粉含量在28 d增幅最大。相关分析表明,强、弱势粒直链淀粉含量及强势粒支链淀粉、总淀粉含量与其最大积累速率呈极显著正相关,弱势粒支链淀粉、总淀粉含量还受到其最大积累速率出现时间的影响。AGPase、GBSS、SSS、SBE活性变化与淀粉积累速率和积累时间早晚密切相关,对淀粉及淀粉组分含量的变化有着明显的影响。同时,结实期低温胁迫显著降低了水稻的千粒重、结实率和产量,且随低温处理天数的增加降幅逐渐增大。结实期低温胁迫对弱势粒中淀粉合成关键酶活性变化影响大于强势粒,弱势粒淀粉合成积累减慢,含量降低,导致水稻千粒重显著下降,产量降低。【结论】就品种而言,耐冷型东农428具有较高的淀粉合成关键酶活性,淀粉及其组分含量较高,在低温胁迫下产量能维持在较高的水平。因此,强、弱势粒淀粉合成关键酶活性对淀粉合成起着非常关键的调控作用,淀粉组分和含量及其变化对产量有着十分重要的影响。

马铃薯帚顶病毒基因组克隆与侵染性克隆构建

马铃薯帚顶病毒(Potato mop-top virus,PMTV)能严重影响马铃薯(Solanum tuberosum)的产量和品质,是中国进境植物一类检疫性有害生物。中国广东、云南、四川等地马铃薯上曾零星检测到该病毒的存在。文中报道了一株采自河北省PMTV马铃薯分离物的全基因组序列,分析了该分离物与其他PMTV分离物的遗传进化关系。通过酵母同源重组法构建了该分离物的侵染性克隆,并在本氏烟(Nicotiana benthamiana)和马铃薯上验证了该分离物的侵染性。研究丰富了对侵入中国的PMTV的了解,为进一步开展PMTV的致病机理、马铃薯抗病机制以及粉痂菌(Spongospora subterranea)传毒机制奠定了基础。