大穗型雜交粳稻穎花構(gòu)成與籽粒結(jié)實(shí)特性及其水氮調(diào)控.pdf

1、大穗型雜交粳稻因其產(chǎn)量高，潛力大，正在被大面積地推廣應(yīng)用，但是目前圍繞大穗型雜交稻籽粒灌漿結(jié)實(shí)特性、穎花退化規(guī)律及其機(jī)理、水氮對籽粒灌漿結(jié)實(shí)調(diào)控及其高產(chǎn)栽培技術(shù)還缺少系統(tǒng)的研究。本研究以大穗型雜交粳稻甬優(yōu)1538和甬優(yōu)8號為材料，通過設(shè)置不同的栽培條件，研究大穗型雜交粳稻枝梗和穎花形成及籽粒灌漿結(jié)實(shí)特性;利用iTRAQ技術(shù)研究了灌漿結(jié)實(shí)前期強(qiáng)、弱勢粒蛋白表達(dá)差異及其差異蛋白的生物功能，探討大穗型雜交粳稻弱勢籽粒灌漿充實(shí)差的生物學(xué)機(jī)理;并

2、設(shè)置不同的氮肥運(yùn)籌和水分處理，研究其對大穗型雜交粳稻穎花形成和籽粒灌漿結(jié)實(shí)特性的影響。提出大穗型雜交粳稻適宜的水氮調(diào)控措施，為大面積生產(chǎn)提供科學(xué)的技術(shù)支撐。主要研究結(jié)果如下:
　　1、大穗型雜交粳稻單位面積穗數(shù)和莖蘗成穗率顯著低于常規(guī)粳稻，但在生育中后期的干物質(zhì)積累量和單莖鞘非結(jié)構(gòu)性碳水化合物(NSC)含量及莖鞘NSC運(yùn)轉(zhuǎn)率顯著提高，莖鞘干物質(zhì)的輸出和運(yùn)轉(zhuǎn)率差異較小。與常規(guī)粳稻比較，大穗型雜交粳稻的總枝梗和穎花數(shù)分化數(shù)顯著增多，主

3、要表現(xiàn)在二次枝梗與穎花的分化能力方面，其二次枝梗與穎花的退化數(shù)和退化率均比常規(guī)粳稻高，但大穗型雜交粳稻枝梗和穎花分化能力大于其退化，導(dǎo)致其總枝梗與穎花現(xiàn)存數(shù)顯著高于常規(guī)粳稻。大穗型雜交粳稻強(qiáng)弱籽粒灌漿與常規(guī)粳稻相比不同步現(xiàn)象明顯，主要表現(xiàn)在強(qiáng)中弱勢粒間灌漿特征值的差異較常規(guī)粳稻大。相關(guān)分析表明，枝梗、穎花分化能力和籽粒灌漿充實(shí)與抽穗后莖鞘NSC含量的積累與運(yùn)轉(zhuǎn)均呈顯著或極顯著正相關(guān)。
　　2、相對于強(qiáng)勢粒而言，弱勢粒具有較弱的庫容

4、量和庫活力、細(xì)胞分裂速率以及同化物轉(zhuǎn)化和吸收能力。適度的水分脅迫(-20kPa)可以提高物質(zhì)的轉(zhuǎn)化效率，為呼吸代謝提供更多的底物和能量，從而提高弱勢粒的灌漿的速率;過度的水分脅迫(-40kPa)則破壞了細(xì)胞水分調(diào)節(jié)的動態(tài)平衡，并且啟動了抗脅迫的自我保護(hù)機(jī)制，對水稻弱勢粒的灌漿速率造成了負(fù)面效應(yīng)。通過iTRAQ技術(shù)在強(qiáng)弱勢粒中鑒定到的差異蛋白如ADPG焦磷酸化酶、顆粒結(jié)合淀粉合成酶、淀粉分支酶，蔗糖合成酶、淀粉脫支酶、谷丙轉(zhuǎn)氨酶、蘋果酸脫

5、氫酶等在水稻灌漿過程中起著非常重要的作用，可以作為后續(xù)研究的重點(diǎn)。
　　3、不同氮素處理對產(chǎn)量的影響主要表現(xiàn)在有效穗數(shù)和每穗粒數(shù)的差異上，結(jié)實(shí)率和千粒重的差異較小。在純氮300kg·hm-2、基蘗肥∶穗肥=6∶4處理下有效穗數(shù)顯著低于純氮375kg·hm-2和基蘗肥∶穗肥=8∶2處理，但能顯著促進(jìn)其枝梗和穎花特別是二次穎花的分化，并顯著減少中下部二次穎花的退化，促進(jìn)最終每穗總粒數(shù)的形成，從而產(chǎn)量顯著高于其他氮素處理。不同水分處理對