水肥條件對(duì)不同Wx基因水稻胚乳淀粉結(jié)構(gòu)的影響及其機(jī)理研究.pdf

1、現(xiàn)代水稻生產(chǎn)重視產(chǎn)量和稻米品質(zhì)的同步提高，稻米品質(zhì)隨著人們生活水平的提高愈加重要。食用稻米最受到重視的品質(zhì)性狀是蒸煮和食味品質(zhì)，直鏈淀粉含量、膠稠度和糊化溫度在很大程度上決定了稻米蒸煮和食味品質(zhì)的表現(xiàn)。Wx基因編碼顆粒型淀粉合成酶GBSSⅠ，其表達(dá)特征直接決定了稻米胚乳中直鏈淀粉含量的表型。然而目前對(duì)Wx基因的環(huán)境效應(yīng)研究很不充分，稻米品質(zhì)容易受環(huán)境影響的本質(zhì)還未能得到很好的解釋。本研究以不同的水稻W(wǎng)x近等基因系為供試材料，實(shí)施了不同的

2、肥料和水分處理，以此改變水稻結(jié)實(shí)期生長(zhǎng)條件，研究不同栽培環(huán)境條件下各Wx近等基因系水稻的產(chǎn)量、群體生理特性、稻米品質(zhì)、晶體特性、鏈長(zhǎng)分布的差異以及栽培環(huán)境的影響。期望從結(jié)實(shí)生長(zhǎng)、淀粉組成、分子構(gòu)造以及淀粉顆粒的熱力學(xué)特征等方面探討Wx基因的作用效應(yīng)，進(jìn)一步探討環(huán)境對(duì)淀粉理化特征的作用效應(yīng)以及不同Wx等位基因的反應(yīng)差異，為解明稻米品質(zhì)的決定機(jī)制提供一定的實(shí)驗(yàn)依據(jù)和理論積累，并為稻米的調(diào)優(yōu)栽培提供必要的理論基礎(chǔ)。主要結(jié)果如下:
　　1

3、.不同的Wx基因?qū)λ镜漠a(chǎn)量影響顯著，且不同的Wx基因系水稻對(duì)水肥條件的響應(yīng)也存在差異。Wxa和Wxin基因型水稻在同一遺傳背景下顯示的產(chǎn)量水平較高，而Wxb和wx基因型水稻的產(chǎn)量潛力相對(duì)較低。Wx對(duì)產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響首先表現(xiàn)在粒重的差異，千粒重大小依次表現(xiàn)為Y5(Wxa-2)＞Y3(Wxa-1)＞Y7(Wxin)＞Y1(Wxb)＞Y9(wx);另外，Wxa基因型有效穗數(shù)較高，Wxb和wx等位基因水稻的有效穗數(shù)較低;Wxin、wx基因型

4、水稻每穗粒數(shù)較其它近等基因系水稻高。Wxa和Wxin基因型水稻結(jié)實(shí)期葉片光合能力和根系活力較強(qiáng)，Wxb、wx兩個(gè)基因型水稻葉片光合能力及根系活力較弱。不同的Wx基因水稻對(duì)粒肥施用的反應(yīng)也有所不同，Wxin、wx基因型水稻對(duì)粒肥的施用反應(yīng)較不敏感，而Wxb、Wxa相對(duì)敏感，在水分脅迫條件下(-30kpa)，Wxb基因型水稻隨著粒肥增施，產(chǎn)量增加尤為明顯?？梢?jiàn)Wx等位基因不僅僅直接影響稻米胚乳直鏈淀粉含量，對(duì)水稻植株生長(zhǎng)以及產(chǎn)量形成均有不可

5、忽視的作用。
　　2.不同的Wx等位基因?qū)Φ久准庸て焚|(zhì)影響較小，對(duì)外觀品質(zhì)有限制作用。各Wx基因系粒型差異明顯，Wxa基因型水稻米粒長(zhǎng)寬比最大，wx基因型水稻米粒長(zhǎng)寬比最小;Wxb基因型水稻整精米的堊白粒率和堊白度較低，Wxin基因型水稻堊白性狀較差。不同的Wx基因型蒸煮食味品質(zhì)差異非常顯著，Wxa基因型水稻直鏈淀粉含量最高，其次為Wxin，Wxb基因型水稻直鏈淀粉含量較低，wx幾乎不編碼直鏈淀粉;wx膠稠度最長(zhǎng)，其次為Wxb，W

6、xin、Wxa基因型稻米膠稠度較短，膠稠度與直鏈淀粉含量呈極顯著負(fù)相關(guān);wx等位基因水稻的精米蛋白質(zhì)含量較其它等位基因材料略低;Wx近等基因系水稻RVA圖譜特征差異明顯，Wxb基因型材料最高粘度較大，wx基因型材料最高粘度較小，崩解值以Wxb基因型最大，其次是wx，Wxin，Wxa等位基因稻米崩解值最小;不同Wx等位基因近等基因系的DSC圖譜差異顯著，Wxb、wx兩個(gè)基因型材料起始溫度、峰值溫度、終止溫度均較Wxin、Wxa基因型材料高

7、4℃左右。
　　3.不同的Wx基因型淀粉粒發(fā)育有明顯差異，在淀粉粒度體積分布上，wx等位基因材料與其它材料差異最為明顯，在0-2um不能形成完整的碎片峰，Wxb、wx的淀粉平均粒度相對(duì)較小，淀粉粒度體積分布在＜5um的區(qū)間所占的比重較大，Wxa、Wxin基因型淀粉的平均粒徑相對(duì)較大;粒肥增施導(dǎo)致大顆粒淀粉粒所占比例增高，有增大淀粉平均粒徑的趨勢(shì)。淀粉平均粒徑與直連淀粉含量和千粒重均呈極顯著正相關(guān)。
　　4.不同Wx近等基因系

8、胚乳淀粉結(jié)構(gòu)表現(xiàn)一定的差異。不同水肥環(huán)境下各等位基因材料的X射線衍射圖均表現(xiàn)為典型的A型譜，晶型沒(méi)有差異。但不同Wx基因水稻淀粉相對(duì)結(jié)晶度之間差異明顯，wx基因型淀粉結(jié)晶度最大，其次為Wxb，Wxa、Wxin基因型相對(duì)結(jié)晶度較小，淀粉相對(duì)結(jié)晶度與直鏈淀粉含量呈極顯著負(fù)相關(guān)。不同Wx基因水稻胚乳淀粉分子量分布差異較大，短支鏈與長(zhǎng)支鏈部分均是wx最大，其次為Wxb，Wxin、Wxa等位基因淀粉支鏈鏈部分較小。增施粒肥，增加支鏈淀粉短鏈含量，