穗部性状是水稻株型和产量构成因素的重要组成部分,包括穗的大小、形态、结粒密度等。稻穗为圆锥花序,由穗轴一次枝梗、二次枝梗、小穗梗和小穗(颖花)组成。幼穗分化形成期颖花数分化发育的多少是决定穗部形状及产量高低的关键之一。不同基因型水稻品种在同一环境下和在不同环境条件下其穗部性状表现很大差异。氮肥与穴内插秧密度是影响水稻生长发育的重要营养元素和栽培措施,对水稻性状和基因表达起重要的调控作用。研究不同基因型品种水稻穗部性状和幼穗形成过程中相关化合物、酶活性及幼穗分化相关基因表达的动态变异规律以及对环境调控的响应,对阐明幼穗发育的分子调控机理及选育水稻超高产品种和建立超高产栽培技术等具有重要的理论及实践指导意义。本研究选用不同基因型粳稻品种(系)GWS 15、松粳9号、东农7366、龙稻27号、GWS14和龙稻5号,通过盆栽试验系统地比较分析不同基因型水稻品种间幼穗分化过程中幼穗分化相关性状和酶活性、细胞分裂素、相关基因转录表达量及穗部性状及其对不同氮肥和穴内密度的响应及变化规律,旨在为阐明水稻幼穗分化的分子调控机理及超高产水稻育种和栽培等提供理论依据。研究结果如下:(1)不同基因型品种间穗部性状存在显著的遗传差异,根据每穗总粒数多少供试的6个品种可分为多粒型品种松粳9号和GWS 15、较多粒型品种东农7366和龙稻27号、少粒型品种GWS 14和龙稻5号;每穗二次枝梗数多少顺序是东农7366>GWS 15>松粳9号>龙稻27号>GWS 14>龙稻5号;每穗一次枝梗粒数多少顺序为龙稻5号>龙稻27号>GWS 14>松粳9号>GWS 15>东农7366;每穗二次枝梗粒数多少顺序为GWS 15>松粳9号>东农7366>龙稻27号>GWS 14>龙稻5号。(2)根外增加氮肥条件下,每穗总粒数、每穗二次枝梗数、每穗二次枝梗粒数增幅最大的是GWS 14,最小的是GWS 15,每穗穗长增幅最大的是GWS 14,最小的较多粒型品种龙稻27号,每穗一次枝梗数、每穗一次枝梗粒数增幅最大的是龙稻27号,GWS 15;在增加穴内密度的条件下,同一性状的减幅不同结粒型品种间差异都很大。每穗总粒数、每穗穗长、每穗二次枝梗数、每穗二次枝梗粒数减幅最大的是GWS 15,最小的是GWS 14,每穗一次枝梗数减幅最大的是GWS 15,最小的是龙稻27号,每穗一次枝梗粒数减幅最大的是GWS 14,最小的是龙稻27号。(3)伴随着幼穗形成,不同穗型品种植株全氮和可溶性糖含量、根系伤流液硝态氮含量均显著升高,是幼穗发育的重要变化标识,不同穗型品种间存在显著的遗传差异,碳氮化合物含量高低依次是GWS 15>松粳9号>东农7366>龙稻27号>GWS 14>龙稻5号;不同穗型品种在根外增加氮肥条件下,均增加植株全氮和可溶性糖含量、根系伤流液硝态氮含量,其中少粒型品种的响应要高于较多粒型品种,多粒型品种响应最弱,在增加穴内密度的条件下植株碳氮化合物含量均下降,多粒型品种响应强于较多粒型品种,少粒型品种最弱。(4)在幼穗形成期不同穗型品种间幼穗抗氧化酶活性有显著的遗传差异,SOD与POD活性强弱依次是GWS 15>松粳9号>东农7366>龙稻27号>GWS 14>龙稻5号;不同穗型品种在根外增加氮肥的条件下,抗氧化酶SOD与POD活性均上升,GWS 14的响应最强,在增加穴内密度的条件下抗氧化酶SOD与POD活性均下降,多粒型品种响应最强,少粒型品种响应最弱。(5)在幼穗形成期不同穗型品种间幼穗玉米素核苷含量有很大的遗传差异,玉米素核苷含量高低顺序是GWS 15>松粳9号>东农7366>龙稻27号>GWS 14>龙稻5号;不同穗型品种在根外增加氮肥的条件下玉米素核苷含量升高,其中少粒型品种的响应最高,多粒型品种最弱,在增加穴内密度的条件下幼穗玉米素核苷含量均下降,多粒型品种响应最强,少粒型品种响应最弱。(6)在幼穗形成期不同穗型品种间幼穗分化相关基因Os CKX5和Os CKX9、Os RR2和Os RR5、Os LOGL2和Os LOGL3转录表达量存在很大的遗传差异,表达量高低依次是GWS 15>松粳9号>东农7366>龙稻27号>GWS 14>龙稻5号,增加氮肥使幼穗分化相关基因Os CKX5和Os CKX9、Os RR2和Os RR5、Os LOGL2和Os LOGL3转录表达量上调,少粒型品种响应最强,多粒型品种响应最弱,增加穴内密度使基因转录表达量下调,多粒型品种响应最强,少粒型品种响应最弱。