大穗型粳稻弱势粒灌浆启动的碳代谢生理研究

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大穗型水稻弱势粒在开花后存在明显的“滞育期”,往往造成弱势粒灌浆启动迟、充实差,严重制约了大穗型水稻高产的发挥。为研究大穗型粳稻弱势粒灌浆启动过程中的碳代谢生理变化,本试验以大穗型粳稻W1844和CJ03为材料,设置两个遮阴处理和两个密度处理,分别为遮阴70%(S1)、遮阴90%(S2)和每隔一行割除整行植株(D1)、每隔一行割除整行植株及分蘖只保留主茎(D2),以不做任何处理为对照(T0)共5个试验处理。主要研究结果如下:(1)抽穗前茎鞘NSC显著影响大穗型粳稻弱势粒的灌浆结实。遮阴处理显著降低了抽穗前茎鞘NSC的含量、糖花比及弱势粒的千粒重和结实率而密度处理则显著增加(p<0.05)。同时抽穗前糖花比与弱势粒的千粒重和结实率均存在Y=(a+bx)/x的曲线相关关系。W1844品系弱势粒千粒重和结实率的相关系数(R2)分别为0.970、0.964,CJ03品系弱势粒千粒重和结实率的相关系数(R2)分别为 0.986、0.963,均达到极显著水平(R20.05=0.771,R20.01=0.919)。(2)抽穗前茎鞘NSC可以调控大穗型粳稻弱势粒灌浆启动的时间。结合粒重和籽粒形态分析,与对照T0相比(弱势粒灌浆启动时间为开花后5-10 d),遮阴处理(S1)延后弱势粒灌浆启动5d时间,为开花后15-20 d,密度处理(D2)则提前5 d,为开花后5-10 d。同时,遮阴处理(S1)降低了弱势粒灌浆初期的起始生长势、最大灌浆速率以及平均灌浆速率,延长了达到最大灌浆速率的时间和活跃灌浆期,灌浆速率高峰出现较晚,最终粒重较低。而密度处理(D2)则表现相反。(3)在大穗型粳稻弱势粒灌浆启动过程中,与处于滞育期的弱势粒相比,处于启动期的弱势粒在胚乳物质动态中有较低的可溶性碳水化合物(蔗糖)和较高的淀粉含量;在能量变化中有较低的ATP含量及较高的ATP酶活性;在蔗糖代谢及淀粉合成代谢关键酶方面有较高的SuSase,AGPase和SBE酶活,这三种酶在大穗型粳稻弱势粒灌浆启动过程中起主要作用。
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