抽穗开花期高温胁迫对水稻花药、花粉粒及柱头生理特性的影响

以6个耐热性差异较大的水稻重组自交系及其亲本996(热钝感)和4628(热敏感)为材料,于抽穗开花期在人工气候室进行高温处理,研究高温胁迫对耐热性不同水稻株系花药抗氧化酶活性、膜透性、可溶性糖含量、热稳定蛋白含量、花粉粒及柱头活力的影响。结果表明,高温胁迫下,花药超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)及过氧化氢酶(CAT)活性呈先上升后下降的趋势,耐高温株系花药的SOD、POD及CAT活性显著高于热敏感株系。与热敏感株系相比,高温下耐高温株系花药具有较高的热稳定蛋白含量、可溶性糖含量、较低的丙二醛(MDA)含量和相对电导率。高温下耐高温株系的花药开裂系数、柱头上花粉粒数、花粉活力和柱头活力显著高于热敏感株系。这表明,杂交后代可能遗传了亲本996的一些耐热性状。因此,花药抗氧化酶活性、膜透性、热稳定蛋白含量和花粉活力均可作为水稻耐热性鉴定指标。

花期高温胁迫对水稻花药生理特性及花粉性状的影响

为探明花期高温胁迫对水稻花器官的影响机制,以耐热水稻品系996和热敏感水稻品系4628为材料,在人工气候室进行高温(8:00～17:00,37℃;17:00～次日8:00,30℃)和适温处理(8:00～17:00,30℃;17:00～次日8:00,25℃),研究高温胁迫对水稻花药抗氧化酶活性、膜透性、MDA含量及花粉性状等生理特性的影响。结果表明,高温胁迫下,水稻花药中SOD、POD、CAT、AsA-POD活性在高温胁迫初期均明显增加,尔后快速下降,耐热品系996的4种酶活性增幅大于热敏感品系4628的;热敏感品系4628花药中MDA含量和膜透性在高温胁迫下增幅大于耐热性品系996;高温胁迫导致花药开裂、花粉萌发率和柱头上花粉粒数的显著下降,花粉粒直径增大。但耐热品系996的前3项参数显著高于热敏感品系4628的。高温胁迫下水稻花药中保持较高抗氧化酶活性、较好的花粉散落特性和花粉萌发特性及较低的膜透性和MDA含量,是品种耐高温的生理基础。

高温对水稻胚乳淀粉合成关键酶活性及内源激素含量的影响

以耐热性不同的两个水稻品系为材料,研究了高温胁迫对胚乳淀粉合成关键酶活性及内源激素含量的影响。结果表明,高温胁迫下胚乳ADPG焦磷酸化酶活性(AGPase)、可溶性淀粉合成酶(SSS)和淀粉分支酶(SBE)活性升高,到达峰值后下降。耐热品系996胚乳淀粉合成酶类活性的下降幅度小于热敏感品系4628。高温下淀粉积累速率与AGPase、SSS活性显著相关。高温下胚乳中ABA含量升高,IAA含量和Z+ZR含量降低,热敏感品系4628胚乳中内源激素含量变化幅度均大于耐热品系996。

水稻花药对高温胁迫的生理响应

为了探明水稻花药在高温胁迫下的生理反应及适应机理，以耐热水稻品系996和热敏感水稻品系4628为材料，在人工气候室进行高温（9：00-17：00，37℃；17：00-9：00，30℃）和适温处理（9：00-17：00，30℃；17：00～9：00，25℃），研究高温胁迫对水稻花药可溶性糖、可溶性蛋白质、热稳定蛋白、维生素C含量、膜透性及内源激素含量等生理特性的影响。结果表明，高温使水稻花药中可溶性糖含量、可溶性蛋白质含量和维生素C含量下降，热稳定蛋白含量上升；热敏感品系4628花药中丙二醛含量和相对电导率在高温胁迫下增幅大于耐热品系996；高温胁迫下，水稻花药中GA3和IAA含量降低，ABA含量上升，耐热品系996花药中GA3、IAA含量降低幅度小于热敏感品系4628，ABA含量增加幅度小于热敏感品系4628。