水稻蔗糖合成相關(guān)酶活性和基因表達(dá)及產(chǎn)量對(duì)硅營(yíng)養(yǎng)的響應(yīng).pdf

1、水稻是典型的喜硅作物，其根系能主動(dòng)吸收硅，莖葉中含硅量通常占干物重的10％-20％。硅元素缺乏會(huì)影響水稻的生長(zhǎng)發(fā)育，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致減產(chǎn)。增加水稻硅施用量，不僅可以優(yōu)化水稻的受光態(tài)勢(shì)、提高水稻的抗倒伏能力、增強(qiáng)水稻對(duì)水分脅迫、鹽脅迫等多種非生物脅迫以及對(duì)稻瘟病、胡麻斑病等生物脅迫的抗性，又可以減少農(nóng)藥用量和農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境污染以及保證水稻的可持續(xù)生產(chǎn)都具有重要的生產(chǎn)意義。
　　關(guān)于施用硅肥對(duì)水稻產(chǎn)量和抗倒伏以及抗病等方面的影響，國(guó)內(nèi)外已有

2、很多報(bào)道，但對(duì)灌漿過(guò)程中硅營(yíng)養(yǎng)對(duì)水稻產(chǎn)量、品質(zhì)性狀和抗倒伏性以及蔗糖合成相關(guān)酶活性和基因mRNA表達(dá)量的影響方面國(guó)內(nèi)外報(bào)道并不很多。因此，本試驗(yàn)選用寒地早熟品種空育131、墾稻12號(hào)、龍粳21號(hào)及穗數(shù)型高產(chǎn)品種松粳6號(hào)和穗重型超級(jí)稻品種松粳9號(hào)分別進(jìn)行田間隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)和盆栽試驗(yàn)，研究了水稻灌漿過(guò)程中葉片蔗糖合成相關(guān)酶活性和基因轉(zhuǎn)錄表達(dá)量以及產(chǎn)量、品質(zhì)和抗倒伏性狀對(duì)硅營(yíng)養(yǎng)的響應(yīng)，旨在為明確寒地水稻施用硅肥效果和最佳施用時(shí)期以及闡明硅營(yíng)養(yǎng)響

3、應(yīng)的分子機(jī)理提供理論依據(jù)。
　　研究結(jié)果表明，灌漿過(guò)程中葉片蔗糖合成酶活性和蔗糖磷酸合成酶活性表現(xiàn)為單峰曲線變化趨勢(shì)，其中蔗糖合成酶活性是抽穗后20d-25d達(dá)到峰值，而蔗糖磷酸合成酶活性是抽穗后15d和20d到達(dá)峰值;灌漿過(guò)程中葉片酸性蔗糖轉(zhuǎn)化酶活性是從抽穗后10d開(kāi)始一直呈逐漸降低的變化，在本試驗(yàn)中抽穗后10d的酶活性最高;硅營(yíng)養(yǎng)對(duì)灌漿過(guò)程中的葉片蔗糖合成酶、蔗糖磷酸合成酶、酸性蔗糖轉(zhuǎn)化酶活性都有顯著的影響，幼穗分化始期增加硅

4、營(yíng)養(yǎng)能顯著提高蔗糖合成相關(guān)酶活性。灌漿過(guò)程中上述三個(gè)蔗糖合成相關(guān)酶活性是獨(dú)立的變化過(guò)程。
　　灌漿過(guò)程中葉片蔗糖合成酶基因SUT和AGPL的mRNA表達(dá)量呈單峰曲線變化，隨灌漿進(jìn)程表達(dá)量逐漸升高，達(dá)到峰值后又逐漸下降，其中AGPL基因mRNA表達(dá)量達(dá)到峰值的時(shí)間為抽穗后15d，而SUT基因是抽穗后20-25d，幼穗分化始期增加硅營(yíng)養(yǎng)可提高灌漿過(guò)程中葉片蔗糖合成酶基因的轉(zhuǎn)錄表達(dá)量，而且兩基因的轉(zhuǎn)錄表達(dá)過(guò)程是相互獨(dú)立。
　　對(duì)寒

5、地水稻而言，最佳施用硅肥的時(shí)期是從最高分蘗期至幼穗分化始期。適量的施用硅肥能夠顯著提高寒地水稻產(chǎn)量，硅肥最佳施用量因品種而異，施用量少增產(chǎn)效果不顯著，過(guò)多會(huì)導(dǎo)致減產(chǎn)，肥料效率低;硅肥對(duì)產(chǎn)量和品質(zhì)的影響因品種和施肥量而異，但是適宜的施用硅肥可以減少無(wú)效分蘗提高成穗率、穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率、單株實(shí)粒重以及降低稻米直鏈淀粉含量和蛋白質(zhì)含量，而且顯著提高稻米R(shí)VA特性中的最高黏度和崩解值，而消減值顯著變小，有利于提高稻米淀粉黏特。幼穗分化始期增加硅營(yíng)

6、養(yǎng)增粗莖稈和縮短莖稈節(jié)間長(zhǎng)度，并顯著提高莖稈的抗倒伏能力，尤其是顯著提高灌漿后期的抗倒伏能力。因此，寒地水稻施用硅肥有利于提高產(chǎn)量和改善稻米品質(zhì)以及抗倒伏性。
　　灌漿過(guò)程中葉片蔗糖合成酶活性與稻米支鏈淀粉和直鏈淀粉以及蛋白質(zhì)含量間均呈顯著或不顯著的正相關(guān);蔗糖磷酸合成酶活性與稻米蛋白質(zhì)含量間均呈正相關(guān)，與支鏈淀粉和直鏈淀粉含量間呈正相關(guān)或負(fù)相關(guān)，但相關(guān)都沒(méi)達(dá)到顯著水平;酸性蔗糖轉(zhuǎn)化酶活性與稻米蛋白質(zhì)含量間均呈負(fù)相關(guān)，與支鏈淀粉和