水稻弱勢(shì)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(hào)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(duì)照,三到四次重復(fù)。針對(duì)水稻弱勢(shì)粒充實(shí)度差的問(wèn)題,分別從物質(zhì)生產(chǎn)與運(yùn)轉(zhuǎn),籽粒庫(kù)容等方面入手,深入系統(tǒng)研究了造成弱勢(shì)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(duì)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(hào)產(chǎn)量,處理間差異達(dá)到極顯著水平。各處理對(duì)產(chǎn)量的提高主要是提高了水稻的結(jié)實(shí)率、強(qiáng)弱勢(shì)粒的千粒重和籽粒充實(shí)度和相對(duì)充實(shí)度。PR1處理的效果優(yōu)于ABA、GA3。
　　 2.化學(xué)調(diào)控對(duì)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(shì)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(dòng)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(shí)間點(diǎn)的糖含量；生育期間一般頂二、頂三莖鞘夜晚1時(shí)的淀粉含量最高。
　　 各處理在整個(gè)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(gè)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(duì)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(shí)強(qiáng)勢(shì)粒的千粒重和充實(shí)度均大于弱勢(shì)粒的千粒重和充實(shí)度；粒位上,除第6個(gè)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(kāi)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(shì)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(shì)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(wú)顯著差異,PR1處理提高了各個(gè)時(shí)期的強(qiáng)弱勢(shì)粒的籽粒干重；灌漿期各處理籽粒的相對(duì)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(duì)充實(shí)度,PR1處理提高了前中期(花后5天-20)天的籽粒相對(duì)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(shí)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(shì)粒一天內(nèi)的平均粒重；PR1處理提高了整個(gè)生育時(shí)期強(qiáng)弱勢(shì)粒一天的平均粒重。
　　 4.化學(xué)調(diào)控對(duì)籽粒中糖含量的影響。結(jié)果表明:在整個(gè)生育期內(nèi),弱勢(shì)粒的籽粒可溶性糖含量均高于強(qiáng)勢(shì)粒。大部分時(shí)期籽粒中19:00時(shí)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(duì)提高各個(gè)時(shí)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(duì)籽粒中淀粉積累的影響。結(jié)果表明:整個(gè)生育期強(qiáng)弱勢(shì)粒淀粉積累與籽粒干重的變化趨勢(shì)一樣,呈“S”型變化。弱勢(shì)粒整個(gè)生育期的淀粉積累小于強(qiáng)勢(shì)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(lái)說(shuō)白天的淀粉積累速率較多的快于夜晚的。強(qiáng)、弱勢(shì)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(duì)弱勢(shì)粒籽粒庫(kù)容酶活性的影響。結(jié)果表明:灌漿期弱勢(shì)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(shì)。PR1處理提高了前期和末期的AGPP酶活性,提高了整個(gè)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(shì)粒充實(shí)的一個(gè)關(guān)鍵時(shí)期。
　　 一天內(nèi)各時(shí)間點(diǎn)的酶活性差異較大,各處理對(duì)不同時(shí)間點(diǎn)的調(diào)控作用亦不相同。較短時(shí)間內(nèi)弱勢(shì)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(shí)間點(diǎn)。
　　 7.化學(xué)調(diào)控對(duì)弱勢(shì)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