李智念[1]2003年在《外源ABA（脱落酸）对水稻产量和品质的调控研究》文中提出植物内源激素ABA拥有丰富的生理功能，在植物的生长发育中参与许多重要的生理过程。本文通过实验室和田间控制试验的方法，在水稻不同生育阶段进行外源ABA处理，研究了ABA对水稻种子萌发，秧苗素质、分蘖、产量性状和品质指标的调控作用及生理机制，以期为ABA在水稻生产上的应用提供科学依据。试验结果如下。 1．ABA浸种处理 ABA溶液浸种处理后，胚乳中α—淀粉酶酶活降低，ABA对α—淀粉酶有抑制作用。水稻种子的发芽率减小，但影响不显著。 ABA浸种有利于秧苗的生长。秧苗的株高增大，主茎叶片数和低位分蘖数有所增加，植株干重增加。秧苗游离氨基酸含量随ABA浓度的增加而降低，可溶性糖含量随ABA浓度的增加而增加，叶绿素含量随ABA浓度的增加而增加，ABA促进了秧苗内部物质的合成和转化。 ABA浸种影响了水稻的分蘖过程，大部分浓度处理水稻的最终分蘖数增加，部分浓度处理(特别是3.125×10~(-4) mol／L处理)在各个时期始终优势于对照。 ABA浸种处理，部分浓度下，水稻的穗长增加；品种不同，一次枝梗数对处理的反应相异；部分浓度下，水稻的二次枝梗数增加；单穗谷粒数增加；大部分浓度处理空瘪粒粒率减小；籽粒的千粒重增加；产量增加。ABA浸种处理对以上性状的影响皆不显着。 2．幼穗分化期ABA处理 幼穗分化期叶面喷施外源ABA溶液，在二次枝梗及颖花原基分化前处理，其穗长、一次枝梗数、穗粒数增加，二次枝梗数有增有减，大部分浓度处理空瘪粒粒率减小，千粒重有增有减。二次枝梗及颖花原基分化后处理，穗长和一次枝梗数减小，二次枝梗数普遍减小，全穗粒数和千粒重减小，空瘪粒粒率变化无规律。各性状在不同浓度处理之间没有显着差异；不同处理时期之间，除二次枝梗数、穗长两性状有显着差异外，其他各性状都没有显着差异，分化前进行处理的各性状的表现均相对较优。 3．齐穗期ABA处理 齐穗后，叶面喷施外源ABA溶液，全穗空瘪粒粒率增加，千粒重增加，ABA对两性状有显着影响，部分浓度处理产量增加，但ABA对产量和穗粒数没有显着影响。 齐穗后，叶面喷施外源ABA溶液，稻谷的碾磨品质得到改良。稻谷的精米率普遍增加，整精米率增加。ABA对精米率有显着影响，对整精米率有极显着影响，对糙米率没有显着影响。 稻米的外观品质得到部分改良。籽粒粒长、长宽比增加，大部分浓度处理垩白粒率减小，部分浓度处理稻米垩白度减小，透明度不变或减小。ABA对粒长、长宽比、垩白粒率有显着影响，但对稻米的垩白度没有显着影响。 齐穗后，叶面喷施外源ABA溶液，对稻米的蒸煮品质有一定正面影响。碱消值没有规律；部分(较低的)浓度下，胶稠度减小，部分(较高的)浓度下，胶稠度不变或增大；直链淀粉含量减少；不同品种，支链淀粉含量对ABA的反应各异。ABA对胶稠度、直链淀粉含量有显着影响，对碱消值、支链淀粉含量影响不显着。 稻米的营养品质也有变化。低浓度(5×10~(-5) mol／L)ABA处理时，蛋白质含量呈增加趋势；高浓度(1×10~(-4) mol／L、2×1~(-4) mol／L)ABA处理时蛋白质含量呈降低趋势。高浓度(2×10~(-4) mol／L)ABA处理赖氨酸含量明显增加。 4．ABA的使用安全性问题 在不同时期各种ABA处理下，水稻的移栽成活率正常；抽穗顺利，无“包颈”现象发生；水稻的抗倒伏性、抗虫性略优于对照；水稻的成熟期正常，略晚于对照。
徐云姬[2]2016年在《叁种禾谷类作物强、弱势粒灌浆差异机理及其调控技术》文中指出水稻、小麦和玉米等禾谷类作物的粒重会因其在穗上着生位置的不同而有较大差异。一般来说,将灌浆充实好、粒重高的籽粒称为强势粒；将灌浆慢、充实差和粒重低的籽粒称为弱势粒。弱势粒充实差的问题一直是一个科学难题。以往虽然对水稻、小麦和玉米等作物弱势粒灌浆差、粒重轻的原因及其调控技术进行了较多的研究,但有关弱势粒充实的机理及其调控途径仍不清楚。水稻、小麦和玉米是世界上种植面积最广的叁大禾谷类作物,增加它们的产量和提高产量潜力是农业生产的重大目标。弱势粒充实差和粒重低不仅限制作物产量潜力的发挥,还会严重影响籽粒品质。因此,进一步揭示叁大禾谷类作物(水稻、小麦和玉米)强、弱势粒灌浆差异机理,提出促进弱势粒灌浆的调控途径与技术,对于充分挖掘作物生产潜力,实现高产、优质、高效生产具有十分重要的科学意义和实践意义。本研究以水稻、小麦和玉米的代表性品种为材料,系统研究了这3种禾谷类作物强、弱势粒灌浆差异机理及其调控技术。主要结果如下：1、水稻花后强、弱势粒中激素含量变化和淀粉合成相关酶活性及其与籽粒灌浆的关系以扬两优6号和武运粳24为材料,观察水稻灌浆结实期强、弱势粒中玉米素(Z)+玉米素核苷(ZR)、吲哚-3-乙酸(IAA)、脱落酸(ABA)和赤霉素-3(GA3)含量及蔗糖合酶(SuSase)、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)、淀粉合酶(StSase)和淀粉分支酶(SBE)活性的变化,并测定了强、弱势粒灌浆速率。结果显示,水稻强、弱势粒中Z+ZR、IAA和ABA含量变化及SuSase、AGPase、StSase和SBE活性变化均呈单峰曲线,GA3含量随灌浆进程呈下降趋势。灌浆前中期弱势粒中的Z+ZR、IAA和ABA含量及SuSase、AGPase、StSase和SBE活性均显着低于强势粒,灌浆后期的结果则相反。整个灌浆结实期弱势粒中GA3含量始终高于强势粒。相关分析表明,籽粒灌浆速率与Z+ZR、IAA和ABA含量及SuSase、 AGPase、StSase和SBE活性均呈极显着正相关,与GA3含量相关性不显着。表明提高弱势粒中的Z+ZR、IAA 和 ABA含量及SuSase、AGPase、StSase和SBE活性有利于籽粒灌浆,进而增加粒重。2、小麦花后强、弱势粒中激素含量变化和淀粉合成相关酶活性及其与籽粒灌浆的关系2个当地高产品种(扬麦16和宁麦13)大田种植,观察了结实期强、弱势粒中玉米素+玉米素核苷(Z+ZR)、吲哚-3-乙酸(IAA)、脱落酸(ABA)、游离腐胺(1ree-Put)、游离亚精胺(free-Spd)及游离精胺(free-Spm)的含量和腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)、可溶性淀粉合酶(SSS)和淀粉分支酶(SBE)活性变化,测定了强、弱势粒中淀粉积累量、淀粉积累速率和籽粒灌浆速率。结果表明,弱势粒的最终粒重、最终淀粉积累量、最大淀粉积累速率、最大灌浆速率和平均灌浆速率显着低于强势粒。籽粒中Z+ZR、IAA、ABA、free-Put、free-Spd和free-Spm含量和AGPase、SSS和SBE活性变化均呈单峰曲线变化。Z+ZR, IAA、ABA、 free-Spd和free-Spm的含量峰值和平均含量以及AGPase、SSS和SBE的峰值活性和平均活性均表现为弱势粒低于强势粒。籽粒灌浆速率与Z+ZR、IAA、ABA、free-Spd 和 free-Spm含量及AGPase、SSS和SBE活性均呈极显着正相关,与free-Put含量的相关性不显着。说明弱势粒中较低的Z+ZR、IAA、ABA、free-Spd和free-Spm含量及较低的AGPase、SSS和SBE活性是其灌浆速率小、粒重轻的重要生理原因。3、玉米果穗不同部位籽粒激素含量变化及其与胚乳发育和籽粒灌浆的关系以玉米品种登海11为材料,分别进行大田和温室试验,观察灌浆期果穗不同部位籽粒玉米素(Z)+玉米素核苷(ZR)、吲哚-3-乙酸(IAA)、脱落酸(ABA)和赤霉素-3(GA3)含量变化及其与胚乳发育和籽粒灌浆的关系。结果显示,籽粒最大胚乳细胞数目、最大胚乳细胞增殖速率及平均速率、最大灌浆速率、平均灌浆速率和百粒重表现为果穗下部籽粒>中部籽粒>上部籽粒。在胚乳细胞活跃增殖期或活跃灌浆期,籽粒Z+ZR、 AA和ABA含量以果穗下部籽粒为最高,其次为中部籽粒,上部籽粒最低。GA3含量则为果穗上部籽粒>中部籽粒>下部籽粒。两个试验的结果趋势一致。胚乳细胞增殖速率和籽粒灌浆速率与籽粒Z+ZR, IAA和ABA含量呈极显着正相关,与籽粒GA3含量呈显着负相关。说明玉米果穗上部籽粒胚乳细胞数少、粒重低与其灌浆期较低的Z+ZR、IAA和ABA含量及较高的GA3含量有密切关系。4、玉米灌浆期果穗不同部位籽粒碳水化合物积累与淀粉合成相关酶活性变化以玉米品种登海11为材料,分别进行春播和夏播试验,观察果穗不同部位籽粒中可溶性糖、蔗糖和淀粉的含量及淀粉合成相关酶活性变化。结果显示,与夏播玉米相比,春播玉米具有较多的每穗粒数、较高的百粒重和产量。虽然产量在春播和夏播间有差异,但两季玉米籽粒的最大灌浆速率、平均灌浆速率、百粒重、可溶性糖和蔗糖含量、最大淀粉积累速率、平均淀粉积累速率均表现为果穗下部籽粒>中部籽粒>上部籽粒。灌浆期果穗不同部位籽粒腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)、淀粉合酶(StSase)和淀粉分支酶(SBE)活性变化均呈单峰曲线,果穗上部籽粒和AGPase、StSase活性峰值和平均值均显着低SBE于果穗中、下部籽粒。相关分析表明,淀粉积累速率、籽粒灌浆速率与和SBE活性均呈极显着正相关。说明玉米果穗顶部籽粒较低的AGPase、StSase和AGPase、StSase活SBE性是其灌浆较差、粒重较低的重要原因。春播玉米粒重较高,与其灌浆期较强的淀粉合成能力有关。5、水稻和玉米强、弱势粒中淀粉体发育及水稻枝梗维管束发育差异研究以水稻扬两优6号和玉米登海11为研究材料,用树脂包埋切片的方法比较研究这两种作物灌浆前期强、弱势粒中淀粉体发育差异,用徒手切片的方法比较观察稻穗上部一次枝梗和下部二次枝梗维管束发育差异。研究表明,水稻和玉米强势粒中淀粉体发育早于弱势粒,而且其淀粉体大小以及淀粉体分布密度大于弱势粒。稻穗上部一次枝梗中大维管束中的导管面积和韧皮部面积均显着高于下部二次枝梗,小维管束中的导管面积虽然大于下部二次枝梗的,但负责运输有机物质的韧皮部面积反而小于下部二次枝梗。说明水稻和玉米强势粒中淀粉体发育早、增殖快、体积增大快是其粒重高的重要原因,稻穗上部一次枝梗大维管束中较高的导管面积和韧皮部面积可能是其灌浆物质运输流畅的重要条件。6、叁种禾谷类作物强、弱势粒中淀粉粒形态与粒度分布的比较以2个水稻品种武运粳24和扬两优6号、2个小麦品种扬麦16和宁麦13以及2个玉米品种登海11和农乐988为试验材料,分别提取出成熟期强、弱势粒的淀粉粒,观察比较不同作物及其强、弱势粒间淀粉粒形态和淀粉粒数量、体积和表面积分布特性。结果表明,水稻、小麦和玉米3种禾谷类作物间淀粉粒形态大小差异明显,粒径上表现为玉米>小麦>水稻。水稻淀粉粒成有棱角的无规则状,小麦淀粉粒成透镜体状或球体状,玉米淀粉粒成椭球体状、多面体状或圆球体状。水稻和玉米淀粉粒数量、体积和表面积分布分别成单峰分布、叁峰分布和双峰分布；小麦淀粉粒数量分布成单峰分布,体积分布呈微弱的四峰分布,表面积成叁峰分布。水稻、小麦和玉米淀粉粒按各自粒径不同人为划分为小淀粉粒、中淀粉粒和大淀粉粒。小、中、大淀粉粒的分界标准,水稻分别为<1.5μm、1.5-20μm和>201μm,小麦分别为<5μm、5-50 μm 和 ≥50μm,玉米分别为<4μm、4-50 μm和>501.tm。3种作物籽粒淀粉粒的总体积主要决定于中淀粉粒体积。3种作物的强、弱势粒间小淀粉粒粒度分布比例以及中淀粉粒所占数量比例没有明显差异,但各作物强势粒的中淀粉粒所占的体积和表面积比例均显着高于弱势粒,大淀粉粒的分布比例低于弱势粒。强、弱势粒的中淀粉粒所占体积比例的大小与其淀粉积累量和粒重的高低变化趋势一致。表明淀粉粒体积是决定粒重高低的一个重要因素,增加弱势粒的中淀粉粒体积或减小大淀粉粒体积可望增加其粒重。7、干湿交替灌溉对水稻产量的影响及其生理机制扬两优6号(籼稻)和武运粳24(粳稻)大田种植,自移栽后10d起,设置常规灌溉(CI)、轻干-湿交替灌溉(WMD)和重干-湿交替灌溉(WSD)3种灌溉方式,观察了水稻籽粒灌浆动态、籽粒中蔗糖-淀粉代谢途径关键酶活性变化、部分根系性状、茎鞘非结构性碳水化合物(NSC)运转、部分剑叶性能等生理指标。结果表明,与CI相比,VMD处理显着增加了两个水稻品种的每穗粒数、千粒重和结实率,进而提高籽粒产量,WSD处理的结果则相反。WMD处理显着提高千粒重的原因主要是促进了弱势粒的灌浆。与CI相比,WMD和WSD处理均促进了NSC的运转,其中WMD处理显着增加了水稻根干重、根系氧化力、根系中玉米素+玉米素核苷(Z+ZR)和吲哚-3-乙酸(IAA)含量,提高了剑叶光合性能以及增强了水稻弱势粒中蔗糖-淀粉代谢途径关键酶活性,而WSD的作用相反。表明较好的根系性状、较强的叶片性能、较高的茎鞘NSC运转以及弱势粒中较高的酶活性是WMD处理增加水稻每穗粒数、粒重和结实率的重要生理原因。8、施氮量对小麦籽粒灌浆的影响及其生理机制以当地高产品种扬麦16和宁麦13为材料,设置低氮(LN,全生育期施氮120 kg hm-2)、中氮(MN,全生育期施氮180kg hm-2)和高氮(HN,全生育期施氮240 kg hm-2) 3个施氮量处理,观察了在不同施氮量下强、弱势粒灌浆特性与籽粒中蔗糖-淀粉代谢途径关键酶活性等变化。结果表明,籽粒产量随着施氮量的增加均有所提高,但产量在MN与MH之间差异不显着。氮肥偏生产力随着氮肥用量的增加而显着降低。与LN相比,MN提高了扬麦16弱势粒中腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)、可溶性淀粉合酶(SSS)和淀粉分支酶(SBE)活性,弱势粒灌浆速率和粒重,HN则降低了弱势粒中这些酶的活性和粒重。宁麦13弱势粒中AGPase、SSS和SBE活性、弱势粒灌浆速率和粒重随施氮量的增加而降低。施用氮肥对强势粒中各酶活性、籽粒灌浆速率和粒重无显着影响。表明施用氮肥主要是影响弱势粒的灌浆,且在品种间存在差异；施用氮肥后弱势粒灌浆速率和粒重的增加或降低与籽粒中蔗糖-淀粉代谢途径关键酶活性的增强或降低密切相关；在中等地力条件下,施氮量为180 kg hm-2时就可以获得高产与氮肥高效利用的效果。9、花后土壤干旱对小麦茎鞘碳水化合物运转和籽粒灌浆的影响2个当地高产小麦品种大棚种植,自花后9d至成熟设置土壤水分适宜(WW)、轻度土壤干旱(MD)和重度土壤干旱(SD)3种土壤水分处理,观察不同土壤水分条件下茎鞘和籽粒中内源脱落酸(ABA)含量及其合成相关基因表达的变化、茎鞘水溶性碳水化合物(WSCs)和果聚糖含量及其分解代谢相关酶活性与基因表达的变化、强弱势粒中淀粉合成相关酶活性及其基因表达的变化。结果表明,茎鞘和籽粒中ABA含量、茎鞘WSCs和果聚糖运转量及其对籽粒产量的贡献率、茎鞘果聚糖分解代谢相关酶活性与基因表达均随着干旱程度的增加而增加。与WW相比,MD处理显着增加了籽粒灌浆速率、粒重和籽粒中淀粉合成关键酶活性及其基因表达,而SD的结果则相反。两品种的结果趋势一致。相关分析表明,ABA含量与3种土壤水分处理下的茎鞘WSCs运转均呈极显着正相关,与WW和MD处理下的籽粒灌浆速率和淀粉合成能力呈极显着正相关。对大田生长的植株喷施低浓度外源ABA的结果与MD处理的结果相同,喷施高浓度外源ABA的结果则与SD的影响一致。表明ABA对果聚糖分解的促进呈线性关系,对淀粉生物合成的调控作用具有剂量效应。10、花后土壤干旱对小麦强、弱势粒淀粉粒度分布的影响及其与多胺含量的关系2个小麦品种大棚种植,白花后9d至成熟进行土壤水分适宜(WW)、轻度土壤干旱(MD)和重度土壤干旱(SD)3种土壤水分处理,观察不同土壤水分条件下小麦强、弱势粒的淀粉粒数量、长度、体积和表面积分布特征,并测定了灌浆期籽粒中淀粉合酶活性及多胺(游离亚精胺、精胺和腐胺)含量。提取的小麦淀粉粒分为小淀粉粒(<5 gm)、中淀粉粒(5-50 μm)和大淀粉粒(>50 gm)。结果表明,强势粒较弱势粒中具有较高比例的中淀粉粒体积和表面积比例及较低的大淀粉粒比例。与WW相比,MD处理显着增加了弱势粒中直链淀粉、支链淀粉和总淀粉含量、弱势粒重以及弱势粒的中淀粉粒所占体积和表面积比例,并降低了大淀粉粒所占比例,而对强势粒无显着影响。SD处理对强、弱势粒的影响均与上述MD处理对弱势粒的影响相反。MD处理显着增加了灌浆期弱势粒中游离亚精胺(free-Spd)和精胺(free-Spm)的平均含量及可溶性淀粉合酶(SSS)和颗粒结合性淀粉合酶(GBSS)的平均活性,降低了弱势粒中游离腐胺(free-Put)的平均含量。SD处理对强势粒和弱势粒的影响均与之相反。喷施外源Spd和Spm的结果与MD相同,喷施Spd和Spm合成抑制剂甲基已二醛-双(脒基腙)(MGB G)的结果与SD结果趋势一致。相关分析表明,free-Spd和free-Spm的平均含量、free-Spd/free-Put和free-Spm/free-Put 以及 SSS和 GBSS的平均活性与直链淀粉、支链淀粉和总淀粉含量、粒重以及籽粒的中淀粉粒体积和表面积比例呈极显着正相关。说明MD处理下弱势粒中增加的中淀粉粒体积比例是其粒重增加的重要原因。Free-Spd和free-Spm通过增强灌浆期间SSS和GBSS的酶活性来参与扩大籽粒的中淀粉粒体积或抑制大淀粉形成。11、根系分区交替灌溉对玉米籽粒灌浆的影响及其生理机制以高产玉米品种登海11为材料,自抽雄至成熟设置常规灌溉(CI)和根系分区交替灌溉(PAI)2种灌溉方式,观察了不同灌溉方式下植株穗位叶的光合特性、衰老特性、茎鞘非结构性碳水化合物(NSC)运转、强势粒和弱势粒中乙烯和多胺含量、籽粒灌浆特征及淀粉积累特性等变化。结果表明,与CI相比,PAI显着增加了籽粒产量,提高了灌浆后期穗位叶的光合性能,延缓了叶片衰老,促进了玉米茎鞘NSC的运转,增加了弱势粒中亚精胺(free-Spd)和精胺(free-Spm)含量,降低了弱势粒中腐胺(free-Put)含量和乙烯释放速率。PAI对强势粒多胺含量、乙烯释放速率以及灌浆速率和淀粉积累速率无显着影响。相关分析表明,籽粒灌浆速率和淀粉积累速率与内源free-Spd和free-Spm浓度呈极显着正相关,与乙烯释放速率呈显着或极显着负相关。表明灌浆期较强的叶片光合能力、较高的茎鞘NSC运转率、弱势粒中较高的free-Spd和free-Spm水平以及较低的乙烯释放速率是PAI促进弱势粒灌浆和提高产量的重要生理基础。综上,3种禾谷类作物的强势粒均比弱势粒具有较高的Z+ZR、IAA和ABA含量和较高的蔗糖-淀粉代谢途径关键酶活性以及较高比例的中淀粉粒体积比,这是强势粒灌浆快、粒重高的共同原因。小麦和玉米强势粒中还含有较高的free-Spd和free-Spm含量。GA3对籽粒灌浆的调控作用在作物中存在差异,其对水稻的籽粒灌浆影响不大,但可抑制玉米的籽粒灌浆。除籽粒本身因素外,较好的根系性状、较强的叶片光合能力以及较高的茎鞘物质运转均是促进弱势粒灌浆的重要因素。轻干-湿交替灌溉、花后土壤轻度干旱和抽雄后根系分区交替灌溉可分别作为促进水稻、小麦和玉米弱势粒灌浆的一项重要调控技术。
王复标[3]2016年在《水稻早衰突变体(psf)叶片衰老形成与衰老速率调控的生理机制研究》文中研究指明叶片是水稻光合作用的主要器官,水稻生育后期功能叶提早衰老,会导致源器官向库器官的同化产物供应不足,严重影响水稻产量潜力的充分发挥,因此研究延缓水稻功能叶衰老的起始或者推迟叶片衰老的速率,对提高水稻产量和品质都具有重要意义。本研究利用叶片早衰突变体(premature senescence at filling stage,psf)与其野生型对照(浙恢7954)为材料,通过在水稻生育后期旗叶叶片衰老过程中的动态取样,并结合离体叶片的外源诱导(或抑制)衰老处理,对水稻叶片衰老过程的相关代谢生理变化进行了研究分析,并重点探讨了水稻叶片衰老过程与叶片器官中的光系统Ⅱ(PSⅡ)D1蛋白损伤、抗氧化保护酶系统及ABA激素调控代谢之间的生理联系,主要研究结果如下:1、对水稻叶片早衰与产量品质之间关系的研究结果表明,水稻生育后期旗叶早衰不仅会引起水稻结实率和千粒重的显着降低,而且会导致其稻米糙米率、精米率和整精米率的显着降低,尤其是整精米率下降明显。与此同时,水稻叶片早衰突变体psf的垩白粒率和垩白度显着高于其相同种植条件下的野生型对照,且叶片早衰程度越严重,稻米垩白米粒和垩白度的增幅越大。此外,水稻生育后期叶片早衰突变对稻米蒸煮食味品质也有一定影响。与野生对照相比,早衰突变体psf的直链淀粉含量有所降低,但稻米淀粉的糊化热焓(ΔH)明显上升,而DSC糊化温度则因播期变化而异,规律性不明显。水稻后期旗叶衰老对稻米营养品质的影响表现为,叶片早衰会导致稻米中的总蛋白、植酸和Zn含量的提升,但Zn的生物有效性明显降低。2、早衰突变体psf的叶片早衰症状及其衰老进程受光照因素的诱导,且与叶片中的内源ABA含量之间存在密切关系。与野生型相比,早衰突变体衰老叶片中ABA含量显着高于其野生型对照。遮光处理可以明显的减轻甚至抑制早衰突变体叶片早衰症状的发生,与此同时,遮光部位叶片的内源ABA含量也显着降低;对ABA诱导的叶片衰老与叶片光合生理功能之间的关系研究结果,ABA参与的叶片衰老速率变化与PSⅡ反应中心的光损伤和D1蛋白周转密切相关,随着叶片ABA含量的上升,调控D1蛋白生物合成基因以及PSⅡ光反应中心蛋白损伤修复关键基因(psbA、psbB、psbC和OsFtsH2)显着下调表达,从而导致衰老叶片中的D1蛋白合成减少进而影响PSII的损伤修复过程。其中,ABA对D1蛋白重新合成和光损伤D1蛋白修复的抑制是ABA调控叶片衰老的两个关键步骤。在ABA介导的叶片衰老过程中,OsFtsH2基因是调控D1蛋白周转和PSII损伤修复过程中最重要的基因之一,其主要负责对PSII损伤修复过程中光损伤D1蛋白的降解。3、对早衰突变体叶片衰老过程中的活性氧(ROS)产生与抗氧化保护酶活性的测定结果,早衰突变体psf叶片中的叶绿素含量和叶绿素a/b值要低于其野生型对照,但前者的ROS水平则显着高于后者,且在早衰突变体psf的叶片衰老过程,超氧阴离子(O2·-)和过氧化氢(H202)的显着提升时间比其叶绿素含量及叶绿素a/b显着下降时间要相对更早,表明ROS爆发是引起psf叶片衰老起始和加速的重要原因;对早衰突变体psf与野生型对照叶片中的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和过氧化物酶(POD)活性的比较结果显示,早衰突变体psf叶片的SOD、CAT和APX活性低于其野生对照,但POD活性却表现出相反的变化趋势,早衰突变体psf叶片高于野生对照,且随着叶片衰老进程的加剧而上升,与叶片衰老过程中的O2·-产生速率呈显着正相关,表明在叶片衰老过程中POD可能主要是起氧化损伤作用,而不是起抗氧化保护酶的功能;在各种SOD的同工酶中,Mn-SOD对O2·-产生速率的上升表现的最为敏感,而Cu/Zn-SOD同工型在叶片衰老过程中表现相对稳定,揭示早衰突变体叶片衰老过程中的SOD活性降低可能主要源于Mn-SOD同工型的降低,从而使SOD抗氧化保护酶系统崩溃并最终导致叶片的加速衰老,而不同Cu/Zn-SOD同工型则是对不间亚细胞器中O2·-的清除发挥作用。4、早衰突变体psf的衰老症状显现及衰老进程与其叶片中的糖类物质含量也存在密切联系,早衰突变体psf旗叶中的可溶性糖、蔗糖和己糖(果糖+葡萄糖)含量均显着低于其野生型对照,且在叶片衰老过程中均呈大幅的下降趋势。这表明早衰突变体psf叶片的衰老与糖饥饿有关。离体叶片的糖饥饿处理试验结果表明,糖饥饿会诱发叶片衰老和加速叶片衰老的进程,且糖饥饿诱导的叶片衰老变化与叶片中的ABA含量有关,糖饥饿会引起叶片中ABA含量的显着上升,而外源糖供应处理离体叶片在显着延缓叶片衰老进程的同时,也抑制了叶片ABA含量的上升。对糖饥饿和外源蔗糖供应处理下ABA合成与分解代谢若干关键调控基因的转录表达检测结果,糖饥饿可引起ABA合成代谢关键基因(NCED1、NCED4和NCED5)下调表达,同时也抑制了对ABA分解起关键调控作用的相关基因(ABA8ox2和ABA8ox3)的转录表达,但这种抑制可以通过外源糖供应得到逆转,外源蔗糖处理不仅可以显着诱导NCED1、NCED4和NCED5的上调表达,而且也可以诱导对ABA分解起关键调控作用的ABA8ox2和ABA8ox3的上调表达。由于NCED1和ABA8ox3分别是调控ABA合成与分解代谢的两个重要功能基因,且在水稻叶片中呈特异性高表达,因此,糖饥饿诱导的叶片衰老过程中ABA含量的上升,可能主要是源于ABA分解代谢的下降,而非其合成代谢受糖饥饿诱导提高所导致。5、生长素在植物组织和器官的形成分化及植物与环境间的信号交流中起着重要的调控作用,但对生长素在叶片衰老中所起的调控作用,迄今尚存在一定争议。本文研究结果掲示,IAA的自由态和络合态转化对水稻叶片衰老进程有显着影响。在叶片衰老过程中,早衰突变体psf中的自由型IAA含量显着低于其野生型对照,且随着叶片衰老的加剧,两者间的差异幅度越大。与之相反,早衰突变体psf衰老旗叶中的络合型(态)IAA(IAA-ASP)却显着高于其野生型对照,且随其叶片衰老程度的加剧呈较明显上升趋势。进一步对水稻叶片衰老过程中IAA信号响应、IAA合成和IAA络合代谢途径几个关键基因转录表达量的检测结果表明,调控IAA共轭作用的关键基因GH3s在早衰突变体psf叶片衰老前期呈下调表达,但随叶片衰老程度的加剧呈上调表达。外源NAA处理试验证实,IAA信号可通过调控转录调控因子NACs的显着上调或下调表达,从而实现其对叶片衰老的调控。
杨东清[4]2016年在《细胞分裂素参与氮素调控小麦分蘖发育的作用机制及构建合理群体结构的化控途径》文中研究说明小麦单位面积穗数由主茎穗和分蘖穗构成,分蘖的发生、生长和成穗情况对群体结构和产量水平起重要调控作用。研究表明密度和氮肥施用等栽培措施以及植物激素在分蘖芽发育进程中扮演重要角色。因而本试验选用不同分蘖成穗特性品种,设置种植密度分别为75×104(D1)、225×104(D2)、300×104(D3)、375×104(D4)、525×104(D5)株hm-2的群体,同时设置氮肥用量分别为施纯氮0 kg hm-2(N0)、240 kg hm-2(N1)、360 kg hm-2(N2)的叁个氮肥处理,研究氮肥施用量对不同密度下小麦群体发生动态、茎蘖生产力差异、优势和弱势茎蘖组籽粒灌浆差异、产量形成的影响,探讨高产小麦群体的适宜施氮量和种植密度;同时在此基础上研究外源激素对小麦分蘖发生过程中分蘖节、分蘖芽、根系中内源激素的含量及比值变化;地上部叶片的光合生理过程以及地下部根系的发育、活力变化,分析激素参与氮素调控小麦分蘖发育的作用机制,来探索通过氮素运筹结合喷施外源激素调控茎蘖发育,构建个体发育协调、群体整齐的高产群体。主要研究结果如下:1小麦茎蘖生产力的差异与氮肥及密度对其调控效应随蘖位顺序的增高,小麦穗粒数逐渐降低。与主茎穗相比,济麦22(JM22)N0D1处理的各分蘖穗粒数分别减少5.8、5.1、9.3、12.4、15.5、18.9、17.4、22.2粒穗-1;山农8355(SN8355)各分蘖的穗粒数分别减少3.3、10.9、18.1、22.9、22.2、30粒穗-1。随蘖位顺序的增高,穗粒重逐渐降低,与主茎穗相比,JM22 N1D2处理的各分蘖的穗粒重分别减少7.85%、40.80%、47.51%;SN8355各分蘖的穗粒重分别减少24.82%、36.06%,这表明随蘖位顺序越高其单茎生产力逐渐降低,各茎蘖间差异变大,个体单茎生产力间整齐度降低。增加种植密度,两品种各茎蘖的穗粒数、穗粒重均显着降低,增施氮肥后各茎蘖的穗粒数、穗粒重均显着提高。与N0D1相比,JM22 N0D2处理的O、I、II茎蘖的穗粒数分别减少7.0、6.3、16.8粒穗-1;SN8355 N0D2处理的O、I、II茎蘖的穗粒数分别减少15.2、17.0、11.4粒穗-1,这表明分蘖力弱的品种SN8355的茎蘖穗粒数更易受密度影响。与N0D1相比,JM22 N1D1和N2D1处理各茎蘖穗粒数平均增加0.6和3.2粒穗-1;SN8355 N1D1和N2D1处理各茎蘖穗粒数平均增加5.9和6.2粒穗-1,这表明增施氮肥对分蘖成穗能力弱品种的茎蘖发育改善作用更明显。通过对不同茎蘖位穗的穗粒数、穗粒重进行系统聚类分析,结果显示JM22和SN8355各茎蘖基本可以分为两组,分别定义为优势茎蘖组和弱势茎蘖组。两品种优、弱势茎蘖籽粒增重过程均呈“S”曲线变化,灌浆速率均呈先升高再降低的趋势,优势茎蘖穗籽粒灌浆速率高于弱势茎蘖穗籽粒的灌浆速率。增加种植密度降低了两品种籽粒花后4-24 d灌浆速率;而施氮提高了两品种籽粒灌浆速率,提高了优、弱势茎蘖籽粒粒重。优、弱势茎蘖籽粒淀粉主要由小淀粉粒(粒径<10μm)构成。增加密度显着提高了优势茎蘖籽粒小粒淀粉粒体积,但显着降低了其中粒淀粉粒体积;在相同密度下,增施氮肥显着降低了优势茎蘖籽粒大粒淀粉粒体积,而提高了弱势茎蘖穗籽粒大淀粉粒体积。2密度和氮肥水平对小麦群体动态变化和产量的影响小麦播种后叁叶期至拔节期,茎蘖群体总数逐渐增加,拔节期达最大,随后总茎数降低。提高种植密度茎蘖群体总数显着增加,增施氮肥也显着提高了茎蘖总数。与N0D1处理相比,成熟期N0D2、N0D3处理的茎蘖总数分别提高8.59%和10.16%;与N0D2处理相比,N1D2、N2D2处理茎蘖总数分别提高38.12%和57.97%。随种植密度的提高,单株分蘖数表现为逐渐降低的趋势,即D1>D2>D3>D4>D5。增施氮肥显着提高了单株最高分蘖数。增加密度显着提高了小麦籽粒产量,但密度过大后产量差异不显着,表现为N0D4与N0D5处理的产量差异不显着。相同密度下增施氮肥显着提高了小麦籽粒产量。做产量(z)与氮肥(x)和密度(y)的二次多项式回归分析,得到二次趋势面拟合方程:z=474.752+1.722x+0.844y–0.003x2–0.001y2–0.001xy,单施氮肥或提高密度均可提升小麦籽粒产量。拟合公式中分别对求x,y求偏导数,即小麦产量随氮肥、密度的变化率:Zx=1.722-0.001y-0.006x;Zy=0.844-0.001x-0.002y;分别另Zx、Zy为0,求得(x0,y0)=(235,300),即施氮肥量为235 kg ha-1,种植密度为300株m-2时可获得较高产量。3小麦分蘖发育与分蘖节内源激素的关系高氮处理(HN)的I、II、III位蘖发生率均显着高于低氮处理(LN),HN处理的I、II位蘖发生率比LN处理分别高36.43%、187.83%。喷施外源6-BA显着提高了分蘖发生率。高氮下喷施6-BA处理的III位蘖发生率提高90.54%,低氮素下喷施6-BA处理III蘖发生率提高51.01%。HN的分蘖芽长度、鲜重均显着高于低氮处理,处理后12 d,与LN处理相比,HN处理的分蘖芽长度及鲜重分别长25.29 mm和重315.75%。两种氮素施用结合喷施外源6-BA处理后,均显着提高了分蘖芽分蘖芽长度、鲜重。HN处理的分蘖节内源Zt含量显着高于LN处理。LN处理分蘖节GA3、ABA含量则显着高于HN处理。喷施6-BA显着提高了分蘖节Zt含量,降低了内源ABA、GA3含量。洛伐他汀显着降低了内源Zt含量,提高了内源ABA含量。基因表达水平上分析表明,洛伐他汀均降低了Ta CKX3基因的表达,而LN处理及LN+6-BA处理则上调了其表达。相关分析表明,分蘖节内源Zt含量与分蘖芽生长长度呈极显着正相关,IAA含量、ABA含量、IAA/Zt、GA3/Zt、ABA/Zt比值均与分蘖芽长度呈极显着负相关关系。4细胞分裂素对不同施氮条件下叶片光合性能的调控效应HN处理的叶片SPAD值及叶绿素总量均显着高于LN处理。喷施6-BA显着提高了叶片的SPAD值及叶绿素总量,处理后12 d,HN+6-BA处理叶片的Ca和Cb含量分别提高35.83%和48.57%;LN+6-BA处理叶片的Ca和Cb含量分别提高35.59%和83.33%,这表明细胞分裂素促进叶绿素的合成,主要是促进了叶绿素b的合成。喷施外源6-BA显着提高了叶片气孔导度、蒸腾速率、胞间二氧化碳浓度、净光合速率。快速叶绿素荧光诱导动力学曲线(OJIP)分析表明,与HN相比,LN处理下OJIP曲线有所上升,尤其处理后12 d,曲线中出现明显的拐点K。喷施外源6-BA使OJIP曲线下降,抑制剂处理则使OJIP曲线上升。HN处理叶片捕获的激子将电子传递到电子传递链中QA下游的其他电子受体的概率(Ψo)和以吸收光能为基础的性能指数(PIabs)均高于LN处理;喷施6-BA显着提高了Ψo和PIabs,说明提高施氮量或低氮下喷施6-BA可明显提高PSII反应中心电子传递链综合性能以及供体侧和受体侧的电子传递能力,降低放氧复合体损害。外源6-BA处理的叶片光合性能优于对照处理,叶片制造的干物质较多,供分蘖发育所需的C源充足,外源6-BA处理的分蘖芽长度及干重高于对照。5细胞分裂素对不同施氮条件下根系发育的调控效应HN处理的分蘖芽氮素含量及积累量显着高于LN处理。外源6-BA处理降低了分蘖芽氮素含量,但显着提高了氮积累量;洛伐他汀处理则提高了氮素含量,降低了分蘖芽氮素积累量。相关分析表明,分蘖芽氮素含量与分蘖芽长度呈负相关关系,且在HN下达显着性水平,而分蘖芽氮素积累量与分蘖芽长度呈极显着性正相关关系。分蘖芽中的氮素来源于根系的吸收。HN处理及喷施6-BA处理均降低了根长度,这是由于HN处理及喷施6-BA提高了根系内源Zt含量,较高的细胞分裂素含量不利于根系伸长,但提高了根系的活力,根系吸收能力增强,其吸收的较多N素供地上部发育,表现为HN处理及外源6-BA处理的地上部生物量、叶片氮含量、分蘖芽氮素积累量显着对照。6脱落酸对小麦产量的调控效应两品种籽粒灌浆增重呈“S”曲线变化,灌浆速率呈先升高后降低的趋势。外源ABA均显着提高了两品种灌浆速率,提高了籽粒胚乳细胞增殖速率,扩大胚乳细胞数目。ABA处理的汶农6强、弱势籽粒粒重分别提高5.39%和5.84%;济麦20强、弱势籽粒粒重则提高15.01%和14.44%。强势粒内源ZR含量呈双峰变化趋势,其中在花后6 d出现小峰值,花后18 d含量达最大值。弱势粒呈单峰变化趋势,花后18 d含量达最大值。外源ABA显着降低了强势粒花后15-18 d内源ZR含量。喷施ABA显着提高了两品种强势粒18-24 d内源ABA含量,显着提高弱势粒15-18 d内源ABA含量。外源ABA显着降低了强势粒花后3-9 d及花后18-24 d内源GA3含量;显着降低了汶农6弱势粒花后9-24 d内源GA3含量。强势粒籽粒花后3-9 d内源IAA含量较低且基本不变,而9-18 d含量迅速增高达最大值。喷施ABA显着提高了济麦20强势粒花后12-18 d内源IAA含量,提高了汶农6弱势粒6-12 d内源IAA含量。相关分析结果表明,籽粒内源ZR、ABA、IAA含量均与关键速率呈极显着正相关关系。花后3-13 d,济麦20籽粒内源GA3含量与灌浆速率呈极显着负相关关系,但花后18-27 d籽粒内源GA3含量与其灌浆速率呈极显着正相关关系。
董明辉[5]2006年在《水稻穗上不同粒位籽粒品质的差异及其影响因素的研究》文中提出以代表性籼、粳稻品种为材料,研究了穗部不同粒位籽粒品质的差异及其分布特点,从籽粒灌浆、酶和激素等方面分析了不同粒位间籽粒品质差异的成因及机理,研究了温、光、水、肥等生态和栽培条件对不同粒位籽粒品质的影响,主要结果如下:1.稻米品质在穗上不同粒位间分布(1)一般早开花的籽粒粒重高,迟开花的籽粒粒重低。但粒重的高低并非严格按照开花顺序。(2)碾米品质各性状指标值:总体上穗上、中部>穗下部,一次枝梗籽粒>二次枝梗籽粒,一次枝梗不同粒位籽粒的出糙率和整精米率与开花顺序无关。就全穗而言,穗上各部位籽粒碾米品质的优劣状况与籽粒胚乳细胞的发育和籽粒充实程度相一致。(3)粒型:一般一次枝梗籽粒粒长大于二次枝梗籽粒,同一枝梗上较早开花的籽粒大于迟开花的籽粒;长宽比穗下部>穗上、中部。(4)外观品质:垩白粒率一般穗下部籽粒>穗中部>穗上部;垩白度为穗中、下部>穗上部。稻穗的同一部位二次枝梗籽粒的垩白度和垩白粒率高于一次枝梗籽粒;在同一枝梗上,一次枝梗上第1粒位籽粒的垩白度较低;二次枝梗上第1粒位籽粒的垩白度较低,第2、4粒位籽粒的垩白度较高。(5)蒸煮营养品质:胶稠度表现为穗上、中部>穗下部,直链淀粉含量与之相反,二次枝梗的第1粒胶稠度较高,穗子上、中部一次枝梗第2粒的直链淀粉含量较高。粗蛋白含量为穗下部籽粒>穗上、中部。(6)淀粉粘滞特性:穗上不同部位籽粒崩解值为穗上部籽粒>穗中部>穗下部;一次枝梗籽粒>二次枝梗籽粒,一、二次枝梗上一般第1粒的崩解值较高,二次枝梗上第2粒的较低;消碱值则因品种和部位的不同而异。淀粉粘滞特性与籽粒开花迟早有一定的关系,但不完
王宝玉[6]2016年在《分裂素·烯效乳油对水稻抗倒伏性能及产量的影响》文中研究表明倒伏使水稻枯萎,千粒重下降,空秕率增多,种皮变厚,导致稻米品质变差,田间损耗率高,严重影响水稻产量和品质。利用植物生长调节剂来增强抗倒伏能力,提高产量具有十分重要的意义。通过大量试验,加工出符合乳油制剂要求的2种有效成分的分裂素·烯效乳油X和Y,在水稻分蘖期喷施不同剂量的该制剂,研究其对水稻生理指标、抗倒伏,抗逆性以及产量的影响,为水稻生产提供理论依据。结果如下:1.分裂素·烯效乳油X和分裂素·烯效乳油Y 2250 mL·hm~（-2）处理能够有效提高水稻体内保护酶活性,分裂素·烯效乳油X 1500 mL·hm~（-2）处理对于水稻体内同化物含量提高效果最显着。2.水稻植株高度与茎基部第叁节茎长呈正相关趋势,分裂素·烯效乳油X 2250 mL·hm~（-2）与分裂素·烯效乳油Y 750 mL·hm~（-2）矮化程度相当,分裂素·烯效乳油Y 2250 mL·hm~（-2）对茎基部第叁节缩短程度最高,优于分裂素·烯效乳油X各处理。3.分裂素·烯效乳油X 1500 mL·hm~（-2）对于抗折力的增强效果最显着,分裂素·烯效乳油Y 1500mL·hm~（-2）对于表皮穿刺力的增强效果最显着。4.分裂素·烯效乳油Y 750 mL·hm~（-2）处理对于穗长、有效穗数增加效果最显着,实粒数增加最多。分裂素·烯效乳油X 1500 mL·hm~（-2）处理千粒重最高,穗粒数最多,分裂素·烯效乳油X 2250 mL·hm~（-2）处理与分裂素·烯效乳油Y 750 mL·hm~（-2）处理千粒重增加幅度相当。分裂素·烯效乳油X 1500mL·hm~（-2）和分裂素·烯效乳油Y 2250 m L·hm~（-2）喷施于水稻叶片能够有效提高水稻体内保护酶活性,分裂素·烯效乳油Y 2250 mL·hm~（-2）缩短茎基部第叁节最好,分裂素·烯效乳油Y 750 mL·hm~（-2）处理可有效提高产量。
陈晓[7]2015年在《脱落酸在水稻抗褐飞虱中的功能及作用机制研究》文中提出褐飞虱Nilaparvata lugens Stal (Hemiptera:Delphacidae),属半翅目,飞虱科,是我国及东南亚国家水稻上的主要害虫,对水稻生产形成严重威胁。化学农药由于其经济、速效、易操作,目前仍是防治褐飞虱的主要手段。但褐飞虱抗性强,突变快,化学农药的大量使用不仅污染环境,而且极易诱导褐飞虱的再猖獗。因此提高水稻的抗虫性成为控制褐飞虱为害和提高水稻生产最为经济、环保的途径。脱落酸(abscisic acid, ABA)作为一种胁迫型激素,在生物侵害早期诱导植物体产生防御反应,抵御生物的侵害。有研究显示,ABA可以诱导植物形成胼胝质产生物理性屏障抵御菌丝、病毒等生物的入侵。褐飞虱是一种刺吸式口器害虫,在水稻叶鞘韧皮部吸取汁液威胁水稻,刺吸式口器的害虫与咀嚼式口器的害虫取食后产生的影响不同,仅对植物产生微弱的伤害,同病原菌及病毒对植物侵害产生相似的反应。到目前为止国内外有关水稻抗褐飞虱机理中植物激素的研究均局限于赤霉素(gibberellin, GA)、茉莉酸(jasmonic acid, JA)、水杨酸(salicylic acid, SA)、乙烯(ethylene, ET)等在抗虫中的作用,完全忽视了褐飞虱侵入水稻早期在抗性中起重要作用的ABA的研究。因此研究ABA在水稻抗褐飞虱中的功能及作用机制对褐飞虱的综合治理具有重要意义,也将为其它刺吸式害虫的综合治理提供参考。本文研究了外源ABA处理感虫水稻品种TN1、中抗水稻品种IR42并接种褐飞虱后水稻抗虫性及胼胝质的变化并初步探讨了抗虫性的机制。实验结果表明如下：1.外源ABA处理水稻并接种褐飞虱后对水稻抗虫性的影响褐飞虱取食后,水稻内源ABA含量显着上升,褐飞虱的取食诱导了水稻内源ABA的合成。外源ABA处理后,对内源ABA的含量也有影响,接虫6h后,TN1、IR42内源ABA含量均下降；而在接虫12 h后,TN1和IR42内源ABA含量均有所上升,TN1内源ABA含量随外源ABA浓度的增加而上升,在外源ABA含量为40 mg/L时,内源ABA含量最高,为1.8μg/g, IR42随外源ABA浓度的增加先上升后下降,在外源ABA浓度为10mg/L时,内源ABA含量达到峰值,为1.9μg/g；而在接虫24 h后,外源ABA对TN1和IR42内源ABA含量的影响不大。外源ABA处理并接种褐飞虱3龄若虫后,TN1和IR42植株的植物功能损失指数显着下降,水稻干物质重与未经处理的水稻植株相比显着增加。不同抗性的水稻品种在抽穗期在褐飞虱为害后产量较对照锐减,但随ABA喷施的浓度增加,产量降幅减小,在ABA浓度为20 mg/L时,水稻的减产最少,较对照TN1、IR42降幅分别为34.65%和25.93%,表明ABA处理的水稻植株不适合褐飞虱取食,或ABA增加了水稻植株对褐飞虱的抗性,同时外施ABA能减少水稻的产量损失。外源ABA处理对取食IR42的褐飞虱雌虫产卵量有明显的抑制作用,而对取食TN1的雌虫需在ABA浓度较高时才有明显抑制,相反,外源ABA处理对取食TN1的雌虫的产卵期抑制明显,而对取食IR42的雌虫需在ABA浓度较高时才有明显抑制。褐飞虱取食ABA处理的水稻植株后,其产卵量、产卵期及雌虫Nlvg基因的表达水平均受到抑制,表明外源ABA使用后降低了取食水稻的褐飞虱的繁殖力。2.外源ABA处理并接种褐飞虱后对水稻胼胝质含量及其酶基因表达的影响不同品种的水稻植株在受到褐飞虱取食后胼胝质含量不同,感虫品种TN1胼胝质含量高于中抗品种IR42,但在外源ABA处理后胼胝质含量发生明显变化。IR42植株胼胝质含量显着上升,而TN1则无显着差异。不同品种的水稻不同器官胼胝质含量变化不同,和对照(未经ABA处理)相比,TN1的根部和叶鞘胼胝质含量没有显着的变化；IR42与对照相比,ABA(20和40 mg/L)处理并接种褐飞虱3龄若虫的水稻,根部胼胝质含量分别增加了100.3%和237.9%,而叶鞘胼胝质含量分别增加了140.1%和147.1%。表明外源ABA能够诱导抗虫品种水稻胼胝质含量的增加,且对叶鞘胼胝质的诱导作用更明显,而外源ABA对感虫品种胼胝质含量影响不大。胼胝质基因包括10个合成酶基因(OsGSL 1、OsGSL 2、OsGSL 3、OsGSL4、OsGSL 5、 OsGSL 6、OsGSL 7、OsGSL 8、OsGSL 9、OsGSL 10),6个水解酶基因(Osg 1、Gns 2、Gns 3、Gns 4、Gns 5、Gns 6)。褐飞虱的取食对不同抗性水稻品种胼胝质合成酶及水解酶基因的表达均有显着影响。褐飞虱取食1d后,胼胝质合成酶基因OsGSL 1、OsGSL 7、OsGSL 10在TN1中表达水平较未接虫处理显着下降,而在IR42中显着上升。水解酶基因Osg 1在感虫品种TN1中表达,而在中抗品种IR42中不表达,说明Osg 1与水稻品种本身的抗性有关。外源ABA处理并接虫后,两水稻品种胼胝质合成酶基因表达量较未喷ABA并接虫的水稻增加,感虫品种随ABA浓度的增加胼胝质合成酶表达呈下降趋势,而抗虫品种则相反,这可能是因为抗虫品种能在褐飞虱取食后增加自身的胼胝质表达,从而积累更多胼胝质来抵御褐飞虱侵害。
常二华[8]2008年在《根系化学讯号与稻米品质的关系及其调控技术》文中认为本研究旨在阐明水稻根系化学讯号(激素、有机酸、氨基酸、多胺和离子等)与稻米品质形成的关系及其调控途径。试验以不同基因型水稻品种为材料,分别种植于水培池、盆钵和大田,观察了结实期根系化学讯号的变化,分析了根系化学讯号与稻米品质的关系,并对根系化学讯号对稻米品质的影响机理做了探讨,提出了调节根系讯号产生和改善稻米品质的技术途径。主要结果如下:1.水稻花后根和籽粒细胞分裂素与籽粒灌浆及蒸煮品质的关系1)灌浆早期根和籽粒玉米素+玉米素核苷(Z+ZR)浓度与籽粒起始生长势、平均灌浆速率、最大灌浆速率、糙米重呈显着或极显着正相关,与活跃灌浆期呈显着或极显着负相关;灌浆中、后期根和籽粒Z+ZR浓度与活跃灌浆期呈显着或极显着正相关;灌浆后期Z+ZR浓度与灌浆速率呈极显着负相关。2)灌浆中、后期根和籽粒Z+ZR浓度与胶稠度及碱化值呈显着或极显着正相关,与直链淀粉含量呈显着或极显着负相关。表明根和籽粒细胞分裂素对籽粒灌浆和稻米蒸煮品质起调控作用,其调控的正、负效应取决于灌浆的时期。2.水稻花后根和籽粒脱落酸浓度与籽粒灌浆及蒸煮品质的关系1)灌浆中期根和籽粒脱落酸(ABA)浓度与籽粒起始生长势、平均灌浆速率、最大灌浆速率、糙米重呈显着或极显着正相关,与活跃灌浆期呈显着或极显着负相关;灌浆早期和后期根和籽粒ABA浓度与各灌浆特征参数的相关不显着。2)灌浆中期根和籽粒ABA浓度与胶稠度及碱化值呈极显着负相关,与直链淀粉含量呈极显着正相关。3.根系伤流液1-氨基环丙烷1-羧酸浓度与稻米外观品质的关系结实期根系伤流液中1-氨基环丙烷1-羧酸(ACC)浓度在灌浆前期最高,但在品种间差异较小。随灌浆进程,根系ACC浓度减小,品种间差异增大。相关分析表明,灌浆中期根系ACC浓度与垩白粒率和垩白度呈极显着正相关,灌浆后期根系ACC浓度与米粒的垩白度和垩白大小呈极显着正相关。灌浆前期根系ACC浓度与垩白粒率、垩白度和米粒的垩白大小的相关均不显着。结实期根系ACC浓度低的品种,扫描电镜下稻米淀粉体排列紧密,相互间间隙较小。结实期根系ACC浓度高的品种稻米淀粉体排列疏松,相互间间隙大,淀粉体大小差异悬殊。在花后10～15 d和花后25～30 d分别用10-6 mol L-1 ACC处理根系,稻米的淀粉排列变疏松,垩白粒率、垩白大小和垩白度均显着增加。用10-6 mol L-1氨基-乙氧基乙烯基甘氨酸(AVG,ACC合成酶抑制剂)处理根系,结果则相反。4.根系分泌有机酸与稻米品质的关系结实期根系分泌的苹果酸和琥珀酸越多的品种,其稻米淀粉谱的崩解值就越大,消减值就越小;而根系分泌的酒石酸和柠檬酸越多的品种,崩解值就越小,消减值就越大;根系分泌的乳酸较多,其稻米的胶稠度和碱化值就较小,直链淀粉含量就较高。相关分析表明,根系分泌的苹果酸及琥珀酸浓度与淀粉谱的崩解值呈极显着的正相关,与淀粉谱的消减值呈极显着的负相关;根系分泌的酒石酸和柠檬酸浓度与淀粉谱的崩解值呈极显着的负相关,与淀粉谱的消减值呈极显着的正相关;根系分泌的乳酸浓度与稻米胶稠度和碱化值呈显着负相关,与直链淀粉含量呈显着正相关。5.根系分泌有机酸与水稻重金属吸收的关系根系分泌物中乳酸浓度较高的品种,根系和稻株吸收Cd的重量较低;而根系分泌苹果酸和琥珀酸浓度较高的品种,根系和稻株对Pb的吸收重量较低。根系分泌的乳酸浓度与根和稻株对Cd的吸收重量呈极显着负相关。根和稻株中Pb的累积量与根系分泌的苹果酸浓度和琥珀酸浓度呈极显着负相关,与酒石酸和柠檬酸浓度呈极显着正相关6.根系分泌的氨基酸和离子与稻米品质的关系结实期水稻根系分泌的氨基酸含量随灌浆进程逐渐降低。结实前中期(抽穗后10 d和20 d)根系分泌的氨基酸与籽粒中氨基酸的相对含量、根系分泌的碱性氨基酸与籽粒的千粒重呈显着或极显着的负相关。根系分泌的[Ca2+]、[K+]与稻米的垩白度和直链淀粉含量呈极显着负相关,根系分泌的[NO3-]与直链淀粉含量呈显着负相关。[Na+]、[NH4+]和[PO43-]与蛋白质组分关系密切。7.根系多胺浓度与稻米蛋白质组分的关系结实期根系多胺浓度在品种间存在差异,一般稻米醇溶蛋白较高的品种,根系腐胺浓度较高,精胺浓度较低,反之,球蛋白含量较高的品种,根系腐胺浓度较低,精胺含量较高。相关分析表明,根系精胺浓度与稻米醇溶蛋白呈极显着负相关,与球蛋白呈显着正相关;根系腐胺浓度与稻米醇溶蛋白呈极显着正相关,与球蛋白呈显着负相关;根系精胺/腐胺浓度比值与醇溶蛋白呈极显着负相关,与球蛋白呈极显着正相关。8.根系细胞分裂素和ABA对籽粒淀粉合成关键酶活性的调节籽粒中的ADPG焦磷酸化酶(ADPGase)、可溶性淀粉合成酶(SSSase)和淀粉分支酶(Q-酶)在灌浆前期的活性、灌浆期的最大活性和平均活性与平均灌浆速率、最大灌浆速率和籽粒中淀粉的含量(mg/粒)均呈显着或极显着的正相关。灌浆各期籽粒中ADPGase活性以及灌浆前、中期的Q-酶活性与蒸煮品质(胶稠度,碱化值和直链淀粉)的相关均不显着;灌浆前期SSSase活性与胶稠度和碱化值呈显着负相关,与直链淀粉呈显着正相关,灌浆中期和后期的SSSase活性以及灌浆后期的Q-酶活性与胶稠度和碱化值呈显着正相关,与直链淀粉呈显着负相关。于花后7~10 d分别喷施10-6 mol L-1的玉米素(Z)后,灌浆前中期(花后12~24 d)上述各酶活性与对照(仅喷清水)无显着差异,但灌浆后期(花后27~39 d)各酶活性较对照显着增加。于花后7~10 d喷施10-6 mol L-1的ABA后,灌浆前中期籽粒中各酶活性较对照显着增加,灌浆后期则各酶活性显着降低。9.调控根系化学讯号的途径与技术1)化学物质化学物质对稻米品质的调控的正负效应,取决于取决于化学物质的种类。花后14～20 d外源ABA处理,使直链淀粉含量增加,碱化值减小,米胶长度缩短;花后24～30 d外源ZR处理则显着降低了直链淀粉含量,增加了碱化值和米胶长度。结实期ACC处理能够增加稻米的垩白粒率、垩白大小和垩白度,而结实期AVG处理可以降低稻米的垩白度,改善稻米的外观品质。2)结实期干湿交替灌溉结实期轻干-湿交替灌溉能减少根系ACC的产生,降低籽粒中ACC浓度和乙烯释放速率,增加米粒的透明度和崩解值,明显降低垩白粒率、垩白度和消减值,改善稻米的外观和食味品质。此外,结实期轻干-湿交替灌溉还增加了籽粒中蔗糖合成酶(SuSase)、ADPGase、SSSase和Q-酶活性。SuSase、ADPGase、SSSase和Q-酶活性与崩解值呈显着正相关,与垩白度和消减值呈显着负相关。说明结实期轻干-湿交替灌溉可以改善稻米品质,SuSase、ADPGase、SSSase和Q-酶在籽粒形成中起重要作用。3)养分管理结实期氮、磷、钾、钙的供应水平对根系化学讯号及稻米品质能产生调控作用。总体表现在缺氮、缺钾及缺钙条件下,加快了根系的衰老,根系分泌的有机酸、氨基酸、离子均有所降低,稻米的外观品质、蒸煮食味品质变劣。而在缺磷条件下,则显着促进根系有机酸、酸性氨基酸、离子的分泌,籽粒的蛋白质含量及氨基酸含量显着降低。表明在结实期适当的增加氮、磷、钾、钙的供应,能够调控根系分泌物的产生,从而使米质变优。在基肥中用菜籽饼作有机肥,根系分泌的苹果酸和琥珀酸浓度增加,酒石酸和柠檬酸浓度降低,乳酸的浓度无显着变化,稻米淀粉谱的崩解值增大,消减值减小。在施等氮量(225kg N ha-1)条件下,随着基肥施用的增多或穗肥施用的减少,结实期根系分泌的苹果酸和琥珀酸含量显着增加,米粒的出糙率、精米率、整精米率增加,蛋白质含量降低,稻米品质变优。表明合理的氮肥运筹能够调控水稻根系有机酸的含量和组分,影响稻米品质。优质高产的氮肥运筹为基肥:分蘖肥:穗肥= 6:1:3。
刘海卿[9]2016年在《ABA（脱落酸）对北方白菜型冬油菜抗寒性影响研究》文中研究指明针对我国北方地区冬季自然条件严酷,冬油菜容易受低温冻害的问题,以白菜型超强抗寒冬油菜品种(陇油6号、陇油7号)、强抗寒品种(陇油8号)、弱抗寒品种(天油2号、天油4号)、不抗寒品种(Neib),甘蓝型冬油菜(Vision、美切实)为材料,分析外源ABA叶面喷施对白菜型冬油菜低温下生理生化的响应、光合特性、生长发育特性、越冬抗寒性、产量等性状的影响,及对甘蓝型和白菜型冬油菜内源ABA含量对冬油菜抗寒性的影响进行研究,同时研制北方地区白菜型冬油菜幼苗的抗寒剂。以期为北方冬油菜的抗寒安全生产及利用化学手段调控北方冬油菜的抗寒性提供理论依据。具体结果如下:1.在北方寒旱区,喷施外源ABA可通过增加冬油菜叶片SOD、POD、CAT等抗氧化酶活性和SP、SS、Pro等渗透调节物质含量,降低MDA含量和膜的通透性(相对电导率降低),来缓解叶片的低温冻害。同时,通过增加根系活力、根重和侧根数抵御冻害,从而提高了越冬率,增强了抗寒性。2.外源ABA喷施时期和浓度对提高白菜型冬油菜抗寒性的作用效果影响显着,在北方地区,20 mg/L六叶期喷施提高抗寒性的效果最佳,越冬率达到86.3%,较CK增加26.7%。3.喷施外源ABA能有效增加冬油菜在低温下的叶片色素含量,尤其是叶绿素b和类胡萝卜素的含量,减小冬油菜叶片的蒸腾速率(Tr),增加气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、净光合速率(Pn),促进冬前冬油菜地上部和地下部的生长,尤其是根的生长,根颈直径和侧根数增加,增加根/冠比,增加根系活力,从而提高越冬率(越冬率增幅15.3%~39.5%),从而增加产量,提高经济系数。抗寒性较弱的品种变化趋势更加明显。4.通过5种复合抗寒剂(T1:CK;T2:20 mg/L ABA;T3:20 mg/L ABA+300mg/L PEG-6000;T4:20 mg/L ABA+50 mg/L PP333;T5:20 mg/L ABA+300 mg/L PEG-6000+50 mg/L PP333;T6:20 mg/L ABA+300 mg/L PEG-6000+50 mg/L PP333+10 g/L尿素)比较分析研制出了新型抗寒剂,其对越冬率影响显着,其中T5越冬率最高(91.97%),较CK增加18.87%,同时能增加有效分枝数、单株角果数,延长生育期,从而增加产量和经济系数。5.甘蓝型和白菜型冬油菜内源ABA含量在低温胁迫下存在显着差异,这种作用使白菜型冬油菜叶绿素含量明显低于甘蓝型冬油菜,使白菜型冬油菜枯叶期提前,降低了根部营养物质的消耗。降温后内源ABA含量升高是引起白菜型冬油菜较早进入枯叶期和抗寒性强于甘蓝型冬油菜的主要原因。
王琳琳[10]2013年在《植物生长调节剂调控水稻弱势籽粒灌浆充实的生理与分子机制》文中指出本试验于2011-2012年在河南农业大学科教园区水稻试验田进行。采用大田试验的方法，以黄淮地区常规大穗型粳稻品种新丰2号为试验材料，在齐穗期喷施不同的植物生长调节物质，以促进籽粒灌浆和增产为目的，进行植物生长调节剂的筛选试验。从光合产物、同化物质合成运转、籽粒库容、蔗糖-淀粉合成代谢等方面进行研究，探究植物生长调节物质对水稻弱势粒灌浆的影响及造成弱势粒充实度差的机理，为有效利用植物激素提高黄淮地区水稻产量提供技术保障。研究结果如下：1.外源喷施植物生长调节剂IV和V对千粒重，尤其是弱势粒千粒重的影响较大，分别比对照高出17.48%、16.38%（2011年），10.01%、7.66%（2012年），差异达到显着水平；植物生长调节剂IV和V对穗粒数及结实率有一定的促进作用但差异不显着；植物生长调节剂IV和V对稻米外观品质的改善作用大于加工品质，对弱势粒品质的影响大于强势粒。综合比较，确定IV和V为最佳的植物生长调节剂，并且对产量的提升作用主要通过提高弱势粒千粒重和灌浆速率来实现的。2.在籽粒灌浆后期，植物生长调节剂IV和V对剑叶SPAD值、叶绿素荧光参数F0、Fv/Fm、ETR比对照均有明显的升高，其中ETR与光合速率呈正相关，而SPAD值也在28d与对照达到显着差异，说明IV和V处理后对籽粒灌浆后期延缓叶片衰老、提高叶片的光合能力有促进作用。3.植物生长调节剂IV和V对灌浆期水稻茎鞘非结构性碳水化合物的积累和运输的影响。植物生长调节剂IV和V处理后，茎、鞘中可溶性糖含量在灌浆中后期显着高于对照；淀粉含量主要在灌浆前期及后期高于对照。茎、鞘中糖含量高于淀粉含量；茎中糖、淀粉含量又高于鞘中糖、淀粉含量；在灌浆中后期顶二、叁、四茎鞘中的糖、淀粉含量高于顶一茎鞘中的糖、淀粉含量；且对糖的影响要大于淀粉。对穗颈节间伤流强度的影响表明，穗颈节间伤流强度随生育期呈W型变化，植物生长调节剂IV和V处理后对灌浆前期和后期穗颈节间伤流强度影响最大，分别比对照高出50.73%和58.12%(10d)、76.83%和59.30%(28d)，且差异显着。4.植物生长调节剂IV和V对内源激素的影响。植物生长调节剂IV和V处理后内源ZR、GA3总体含量低于IAA和ABA含量；ZR、GA3、IAA、ABA含量在强势粒中变化趋势相似，大体呈“V”字型，均在处理后10d达到最大值；弱势粒中，GA3和IAA含量变化相似，先上升再下降。即植物生长调节剂IV和V处理对强、弱势粒灌浆初期及后期的内源激素影响较为明显。5.植物生长调节剂IV和V对籽粒中蔗糖-淀粉代谢途径关键酶基因相对表达量的影响。结果表明，植物生长调节剂IV和V处理后，显着提高了灌浆后期籽粒中蔗糖合酶、UDPG焦磷酸化酶、ADPG焦磷酸化酶、淀粉合酶等关键酶的基因表达量，进而增加蔗糖-淀粉代谢途径关键酶的活性，促进灌浆中后期籽粒中可溶性总糖及蔗糖向淀粉转化，提高淀粉积累速率，保证了灌浆后期籽粒中淀粉的稳定持续积累。综上所述，植物生长调节剂IV和V对水稻籽粒灌浆的影响主要有以下几个方面：一、植物生长调节剂处理后灌浆后期SPAD值及叶绿素荧光参数含量升高，有利于延长生育后期叶片的光合时间，促进灌浆；二、植物生长调节剂处理后，增加了茎鞘中同化物质及穗颈节间伤流的含量，促进了茎鞘中糖向籽粒的转运；叁、植物生长调节剂处理后，内源激素含量及籽粒中淀粉合成过程关键酶基因表达量升高，提高籽粒库容活性，增强籽粒中蔗糖向淀粉的转化效率，提高籽粒中淀粉的积累量和积累速率。
参考文献：
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[9]. ABA（脱落酸）对北方白菜型冬油菜抗寒性影响研究[D]. 刘海卿. 甘肃农业大学. 2016
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