不同倍性水稻差異性狀及相關(guān)機理研究.pdf

1、水稻是主要的糧食作物，在中國水稻植株種植面積占耕地面積的30％。部分水稻品種染色體組加倍后產(chǎn)生的劑量效應(yīng)能夠相應(yīng)提高水稻的產(chǎn)量、品質(zhì)和環(huán)境適應(yīng)性。本文對不同倍性水稻不同性狀之間差異進行對比性研究，為更好的利用四倍體水稻提供理論指導(dǎo)。
　　本文以5份同源四倍體水稻和5份相應(yīng)的二倍體水稻為材料，收獲后對其7個谷粒性狀、堊白度、膠稠度、堿消值、糊化溫度、可溶性蛋白質(zhì)和直鏈淀粉含量進行了差異性比較分析[1]，同時對其進行結(jié)實率差異分析。并

2、通過激光掃描共聚焦顯微鏡對四倍體水稻花粉的發(fā)育過程及花粉管生長動態(tài)進行觀察研究，同時對花粉直徑和正常發(fā)育花粉進行概率統(tǒng)計。最后對四倍體水稻耐鹽機理進行研究，包括內(nèi)源物質(zhì)的積累及脂膜過氧化產(chǎn)物丙二醛（MDA），超氧化物歧化酶（SOD），過氧化氫酶(CAT)和過氧化物酶(POD)的動態(tài)變化情況[2]。通過對五份對應(yīng)材料研究結(jié)果如下：
　　1、在谷粒性狀中，5個品種大多都達到顯著差異水平，四倍體水稻與相應(yīng)二倍體水稻相比。同源四倍體水稻較

3、其二倍體莖稈粗度增加的較多。四倍體植株的單粒重更高，最高為圭630（4）0.57g。對于膠稠度水平，紅米品種基本達到一個中膠稠度的類別，達到消費者喜愛水平。在糊化溫度水平，同源四倍體水稻達到消費者喜愛的中糊化溫度。在可溶性蛋白質(zhì)、直鏈淀粉和蛋白質(zhì)含量均為增加趨勢，只是堊白度較大。結(jié)實率的研究發(fā)現(xiàn)四倍體水稻雖然均低于其相應(yīng)的二倍體品種，但仍有結(jié)實率較高的品種，存在優(yōu)勢的品種較多。總的來說，盡管不同品種之間的差異存在，但存在一些水稻品種染色

4、體加倍后的劑量效應(yīng)能夠提高水稻的產(chǎn)量、品質(zhì)。[1]。
　　2、花粉發(fā)育過程自四分體后分成七個階段發(fā)育完成?；ǚ壑睆浇y(tǒng)計研究發(fā)現(xiàn)，四倍體水稻明顯高于其相應(yīng)二倍體水稻，且大多達到極顯著水平，其中增幅最大的是紫粳（4），平均直徑達62.426μm?；ǚ鄣淖兇罂赡芘c四倍體水稻染色體加倍存在一定關(guān)系?；ǚ郯l(fā)育過程與二倍體一致，但存在較多異常發(fā)育的現(xiàn)象。四倍體水稻正常發(fā)育概率明顯低于其相應(yīng)二倍體水稻，最低為紫米（4）57.40%。值得一提的是

5、在某些四倍體水稻花粉中發(fā)現(xiàn)了雙萌發(fā)孔現(xiàn)象且占一定的比率。同源四倍體水稻花粉粒發(fā)育異常的現(xiàn)象主要有細胞質(zhì)消失、細胞褶皺和細胞質(zhì)聚集染色中間形成空洞等，其中細胞褶皺和細胞質(zhì)消失只能看到細胞壁的現(xiàn)象最為常見。在對花粉管生長動態(tài)研究發(fā)現(xiàn)，生長過程與二倍體水稻一致，同源四倍體水稻花粉管生長速率略低于其相應(yīng)二倍體且發(fā)育緩慢。同時發(fā)現(xiàn)當具有兩個萌發(fā)孔的花粉粒落在柱頭時，存在兩種情況，有的只能伸出一個花粉管；有的兩個萌發(fā)孔同時伸出花粉管的現(xiàn)象。還發(fā)現(xiàn)一

6、些異常發(fā)育的花粉粒也可以進一步發(fā)育伸出花粉管，但是否具有受精能力，仍需進一步的觀察研究。
　　3、在較高濃度的鹽脅迫下，不同倍性水稻幼苗的發(fā)芽勢均下降，然而四倍體水稻的發(fā)芽率及發(fā)芽勢會不同程度的高于其相應(yīng)的二倍體品種。對于脯氨酸含量的研究，發(fā)現(xiàn)處理后其含量均呈上升趨勢且四倍體水稻增幅均更高?？扇苄缘鞍踪|(zhì)含量在處理后明顯降低，但四倍體水稻含量同樣高于其二倍體水稻。
　　4、鹽脅迫后，在所有研究的水稻品種中丙二醛含量均明顯升高，

7、但四倍體水稻增幅相對于二倍體較低。在一定程度上說明四倍體水稻在鹽脅迫后，膜系統(tǒng)受損傷程度更低。鹽脅迫下，四倍體水稻的SOD、POD、CAT三種保護性酶活性均高于二倍體水稻，但增幅不同。說明在鹽脅迫下四倍體水稻對活性氧的清除能力更高。通過研究發(fā)現(xiàn)同源四倍體水稻在同樣的鹽處理下表現(xiàn)出更好的適應(yīng)性，應(yīng)激能力更好。
　　本研究調(diào)查了不同品種不同倍性水稻之間米質(zhì)的差異及在鹽脅迫下生理生化變化情況，并利用激光掃描共聚焦顯微鏡對花粉發(fā)育過程及花