水稻弱勢籽粒晝夜灌漿充實(shí)的化學(xué)調(diào)控生理機(jī)制研究.pdf

1、本實(shí)驗(yàn)于2007—2009年在河南農(nóng)業(yè)大學(xué)科教園區(qū)水稻試驗(yàn)田進(jìn)行。采用大田試驗(yàn)的方法,以黃淮海流域大面積推廣的大穗型粳稻品種-豫粳6號為試驗(yàn)材料,實(shí)驗(yàn)設(shè)置三種化控劑(PR1、ABA、GA3)處理,以噴清水(加吐溫80)為對照,三到四次重復(fù)。針對水稻弱勢粒充實(shí)度差的問題,分別從物質(zhì)生產(chǎn)與運(yùn)轉(zhuǎn),籽粒庫容等方面入手,深入系統(tǒng)研究了造成弱勢粒充實(shí)實(shí)度差異的生理機(jī)制。研究結(jié)果如下:
　　 1.化學(xué)調(diào)控對水稻產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成要素的影響。結(jié)果表

2、明,ABA、GA3和PR1處理提高了2007年和2008年水稻豫粳六號產(chǎn)量,處理間差異達(dá)到極顯著水平。各處理對產(chǎn)量的提高主要是提高了水稻的結(jié)實(shí)率、強(qiáng)弱勢粒的千粒重和籽粒充實(shí)度和相對充實(shí)度。PR1處理的效果優(yōu)于ABA、GA3。
　　 2.化學(xué)調(diào)控對水稻莖鞘非結(jié)構(gòu)性碳水化合物的積累與輸出的影響研究。結(jié)果表明:不論莖或者是鞘,處理間糖和淀粉含量生育期變化趨勢相同。ABA處理主要提高了項(xiàng)二莖鞘中的糖、淀粉的輸出率。PR1處理提高了各節(jié)莖

3、中的糖平均含量,提高了項(xiàng)一莖鞘中的糖、淀粉輸出率,啟動水稻的早期籽粒灌漿。各灌漿期莖鞘中糖和淀粉含量的日變化并不相同。PR1處理提高了花后28天各時間點(diǎn)的糖含量；生育期間一般頂二、頂三莖鞘夜晚1時的淀粉含量最高。
　　 各處理在整個生育期的糖輸出量大小為PR1>ABA>GA3,淀粉輸出量的大小為ABA>GA3>PR1,整個生育期以頂二、頂三莖鞘的輸出量較多。PR1處理主要提高了頂二莖中糖含量的輸出量,ABA處理主要提高了中后期(

4、花后22—34天)的淀粉輸出。
　　 3.化學(xué)調(diào)控對不同粒位籽粒粒重和充實(shí)度的影響。結(jié)果表明:成熟期時強(qiáng)勢粒的千粒重和充實(shí)度均大于弱勢粒的千粒重和充實(shí)度；粒位上,除第6個粒位外,成熟期的籽粒千粒重以及籽粒充實(shí)度基本上保持與開花灌漿先后順序一致的順序。噴藥處理提高了各枝梗上的平均籽粒千粒重和充實(shí)的,調(diào)控效果為PR1>ABA>GA3。各處理間粒重和充實(shí)度的差異主要是受弱勢粒二次枝梗上除第一粒位外的其他粒位的影響。
　　 粒重

5、生育期的變化:強(qiáng)弱勢粒前中期籽粒干重增加迅速,以后增加較為緩慢。ABA、GA3處理籽粒干重與CK無顯著差異,PR1處理提高了各個時期的強(qiáng)弱勢粒的籽粒干重；灌漿期各處理籽粒的相對充實(shí)度呈現(xiàn)先降后升的偏“V”型的曲線。ABA和GA3處理提高了花后5天的籽粒相對充實(shí)度,PR1處理提高了前中期(花后5天-20)天的籽粒相對充實(shí)度。
　　 灌漿期日變化:整體上看,灌漿前中期(花后5天-20天),白天灌漿速率較快；灌漿中后期(花后25天-3

6、5天)夜晚的灌漿速率較快。白天,7:00-13:00時間段的灌漿速率大于13:00—19:00；夜間,19:00—1:00點(diǎn)的灌漿速率大于1:00-7:00的。ABA處理提高了除花后5天弱勢粒一天內(nèi)的平均粒重；PR1處理提高了整個生育時期強(qiáng)弱勢粒一天的平均粒重。
　　 4.化學(xué)調(diào)控對籽粒中糖含量的影響。結(jié)果表明:在整個生育期內(nèi),弱勢粒的籽粒可溶性糖含量均高于強(qiáng)勢粒。大部分時期籽粒中19:00時的可溶性糖含量較高,PR1處理?xiàng)l件下

7、一天內(nèi)糖含量的變化較為平緩,GA3處理對提高各個時期內(nèi)糖含量的調(diào)控效果較為明顯,ABA次之。
　　 5.化學(xué)調(diào)控對籽粒中淀粉積累的影響。結(jié)果表明:整個生育期強(qiáng)弱勢粒淀粉積累與籽粒干重的變化趨勢一樣,呈“S”型變化。弱勢粒整個生育期的淀粉積累小于強(qiáng)勢粒,并且積累速率較慢。淀粉積累量日變化較為復(fù)雜,但總的來說白天的淀粉積累速率較多的快于夜晚的。強(qiáng)、弱勢粒一般白天7:00—13:00的淀粉積累速率高于13:00-19:00的,夜晚的1

8、9:00-1:00的淀粉積累速率高于1:00-7:00的。
　　 6.花后調(diào)控對弱勢粒籽粒庫容酶活性的影響。結(jié)果表明:灌漿期弱勢籽粒GBSS酶活性高于AGPP酶和SSS酶活性。AGPP酶和SSS酶活性變化呈單峰曲線,花后20天酶活性最高。GBSS酶活性隨著生育期呈逐漸升高的趨勢。PR1處理提高了前期和末期的AGPP酶活性,提高了整個生育期的SSS酶和GBSS酶活性。三種酶中SSS酶活性與水稻的籽粒充實(shí)度關(guān)系密切；花后20天可能是

9、影響弱勢粒充實(shí)的一個關(guān)鍵時期。
　　 一天內(nèi)各時間點(diǎn)的酶活性差異較大,各處理對不同時間點(diǎn)的調(diào)控作用亦不相同。較短時間內(nèi)弱勢粒籽粒內(nèi)活性的變化比較復(fù)雜。13:00和19:00是AGPP酶和SSS酶重要的調(diào)控點(diǎn),而次日7:00則是GBSS酶活性的重要調(diào)控時間點(diǎn)。
　　 7.化學(xué)調(diào)控對弱勢粒中內(nèi)源IAA、ZR、GA和ABA含量的影響。內(nèi)源ABA和IAA的總體含量高于GA和ZR；ZR和IAA含量隨生育期呈倒“V”型變化,花后15