近年来,由于温室气体的影响,极端高温天气频发。水稻开花期对高温最为敏感,此期高温将导致水稻颖花败育,严重者甚至绝收。虽然水稻开花期高温伤害方面的研究甚多,但有关杂交稻耐热性遗传和高温下植株温度、授粉后雌蕊组织生长素代谢及同化物韧皮部转运方面的研究较少。鉴此,笔者采用耐热性差异较大的水稻株系为材料,于水稻开花期进行高温胁迫15d,高温处理温度为39-43℃,着重研究1)我国水稻常用水稻保持系及恢复系的耐热性分析,并揭示其与杂交F1代耐热性之间的关系;2)花期高温对水稻强势粒及弱势粒充实的影响及其作用途径;3)高温影响水稻授粉后雌蕊组织生长素代谢的作用机理;4)高温抑制水稻同化物转运的作用机制。研究结果表明:1.依据高温胁迫指数,可把水稻品种分为4个等级,分别为热钝感型、耐热型、不耐热型及热敏感型。在本试验中,水稻保持系的耐热性普遍高于恢复系,且水稻耐热性似乎由隐性基因控制,因为父本母本均耐热的杂交F1代都属于热钝感型,而其他杂交F1代均属于不耐热型或热敏感型。相关分析表明,水稻杂交F1代耐热性与恢复系显著相关,而与保持系相关不显著,表明父本对F1代耐热性的贡献要大于母本。2.花期高温胁迫对水稻强势粒的影响大于弱势粒,高温下弱势粒的结实率和千粒重几乎均高于强势粒。研究表明高温水稻弱势粒的颖花温度显著低于强势粒,温差约为3.0℃,最高可达5-6℃。鉴此,笔者认为不同冠层温度及叶片对稻穗的遮阴作用是导致温度差异的主要因素。3.生长素可增强水稻花期耐热性,尤其是热敏感水稻。高温下,萘乙酸(NAA)可显著增加热敏感水稻品种小穗育性及花粉管长度,但对热顿感水稻品种影响不大。水稻耐热性与授粉后雌蕊组织生长素代谢有关,高温下热敏感水稻雌蕊生长素含量的降幅明显大于热钝感水稻,生长素氧化酶(IAAO)活性大幅度增加是高温导致生长素含量下降的主要因素。另外,高温下生长素代谢絮乱与黄酮醇之间没有明显的关系。4.花期高温导致水稻千粒重的下降主要与“流”的不畅有关,而不在于“源”和“库”的限制。高温下水稻结实率大幅度下降,但其剑叶光合作用、籽粒形态及Q酶活性与对照差异不显著,甚至稍高于对照。此外,高温处理显著降低水稻干物质积累,其中穗干物质量的降幅要明显大于总干物质量,而叶片及茎鞘干物质质量均有所增加,尤其茎鞘。在此基础上,笔者考察了水稻叶片胞间连丝和茎秆,叶鞘及穗颈筛管分子筛板孔超微结构,但没有观察到变形、堵塞的现象。此外,叶片和茎鞘蔗糖转运体基因SUTs的表达受高温影响不大,但高温处理后热敏感水稻籽粒中蔗糖转运体基因OsSUT1和OsSUT2的相对表达量均有所下降,尤其是后者,下降幅度达60%以上。由此表明同化物在库端(籽粒)卸载受阻是高温导致千粒重的下降的原因。