【目的】水稻籽粒灌浆是光合同化产物向籽粒运输并合成淀粉的生理过程,决定水稻结实率、粒重高低及品质优劣。籽粒灌浆过程不仅受遗传因素的影响,而且受到温度和水分等环境因子的调节。灌溉是水稻生产上一项重要的技术,对水稻产量的形成有重要调控作用。但有关花后灌溉方式对水稻籽粒淀粉合成相关基因表达的影响,缺乏研究。本研究旨在探讨花后干湿交替灌溉对水稻籽粒灌浆的影响并阐明其分子机理。【方法】2012—2013年以两优培九(两系杂交籼稻)和扬粳4038(杂交粳稻)为材料种植于土培池,自抽穗(50%穗伸出剑叶叶鞘)至成熟设置3种灌溉方式处理:(1)常规灌溉(conventional irrigation,CI),保持浅水层,收获前一周断水;(2)轻干-湿交替灌溉(alternate wetting and moderate soil drying,WMD),自浅水层自然落干至土壤水势达-20 k Pa时,灌水1—2 cm,再自然落干至土壤水势为-20 k Pa,再上浅层水,如此循环;(3)重干-湿交替灌溉(alternate wetting and severe soil drying,WSD),自浅水层自然落干至土壤水势达-40 k Pa时,灌水1—2 cm,再自然落干至土壤水势为-40 k Pa,再上浅层水,如此循环。观察花后干湿交替灌溉对水稻强、弱势粒灌浆速率、粒重和淀粉合成相关酶活性的影响,并应用实时荧光定量PCR技术测定编码这些酶基因的相对表达量。【结果】强势粒的平均灌浆速率、粒重、淀粉合成有关的蔗糖合酶(Su S)、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGP)、淀粉合酶(St S)和淀粉分支酶(SBE)等相关酶活性以及蔗糖合酶基因Su S2、Su S4,腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶基因AGPL1、AGPL2、AGPL3、AGPS2,淀粉合酶基因SSI、SSIIa、SSIIc、SSIIIa和淀粉分支酶基因SBEI、SBEIIb的相对表达量在3种灌溉方式处理间没有显著差异。与常规灌溉相比,轻干-湿交替灌溉处理显著增加了弱势粒的平均灌浆速率、粒重、4种籽粒淀粉合成相关酶活性和除AGPL1外各基因的相对表达量,重干-湿交替灌溉处理则显著降低弱势粒的平均灌浆速率、粒重、各淀粉合成相关酶活性和基因的相对表达量。两供试品种试验结果趋势一致。相关分析表明,弱势粒的平均灌浆速率、粒重与Su S、AGP、St S、SBE活性以及Su S2、Su S4、AGPL2、AGPL3、AGPS2、SSI、SSIIa、SSIIc、SSIIIa、SBEI、SBEIIb基因的相对表达量呈极显著正相关关系。【结论】在轻干-湿交替灌溉处理下,水稻弱势粒淀粉合成相关酶活性及其基因表达的增强促进了弱势粒中淀粉的合成与积累,提高灌浆速率和增加粒重;而在重干-湿交替灌溉处理下,弱势粒中上述淀粉合成相关酶活性和基因表达的下降使其灌浆速率和粒重显著降低。
利用稻田FACE（Free Air gas Concentration Enrichment）系统，设置对照（Ambient, 环境空气）、CO2浓度增高（EC，比Ambient增200 μmol·mol-1）、温度增高（ET，比Ambient增2 ℃）和CO2浓度与温度同步增高（EC＋ET）4个...
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利用稻田FACE（Free Air gas Concentration Enrichment）系统，设置对照（Ambient, 环境空气）、CO2浓度增高（EC，比Ambient增200 μmol·mol-1）、温度增高（ET，比Ambient增2 ℃）和CO2浓度与温度同步增高（EC＋ET）4个处理，研究其对超级杂交籼稻Ⅱ优084生长发育的影响。结果表明：与Ambient相比，EC或EC＋ET使水稻抽穗和成熟期推迟1～3 d，但ET对生育期没有影响；EC、EC＋ET使水稻成熟期单茎干重分别增加49%、40%，均达显著水平，但ET则呈相反趋势；与Ambient相比，EC使成熟期叶片、茎鞘、稻穗及地上部干重分别增加40%、69%、30%和39%，均达极显著水平；ET使对应部位干重分别减少11%、21%、31%和26%，除茎鞘外均达显著或极显著水平；EC＋ET使对应部位干重分别增加40%、47%、10%和18%，除稻穗外均达显著水平；抽穗期和抽穗后20 d各器官干重及地上部总重对各处理的响应趋势一致，但幅度明显小于成熟期；与生物量不同，各处理对结实期物质分配比例影响较小；EC、EC＋ET使水稻成熟期茎鞘非结构性碳水化合物浓度和含量显著增加，但ET表现出相反趋势。综上所述，大气CO2浓度和温度同时升高情形下，超级稻Ⅱ优084收获期茎鞘同化物浓度和含量、各器官干重以及地上部生长总量均明显增加，但增幅略小于单独CO2浓度升高环境下生长的水稻。
本研究旨在探明中籼水稻在品种改良过程中产量与氮肥利用效率的变化特点。以江苏省近70年来不同年代在生产上广泛应用的12个代表性中籼水稻品种(含杂交稻组合)为材料,依据应用年代将其分为20世纪40—50年代、60—70年代、80—90年代和2000年以后4个类型,设置0 N(全生育期不施氮)、MN(全生育期施氮210 kg hm–2)和HN(全生育期施氮300 kg hm–2)3个施氮量处理,研究其产量、氮肥利用效率及其生理特性。结果表明,随品种应用年代的演进,不同年代中籼水稻品种的产量和氮肥利用效率均获得较大提高。2000年以后的品种(超级稻)产量和氮肥利用效率较高,根系性状和叶片光合特性以及氮代谢相关酶活性强是其重要生理基础。超级稻抽穗后根系氧化力和剑叶光合速率下降的幅度较大可能是导致超级稻结实率较低的一个重要原因。提高灌浆中后期超级稻的根系氧化力和剑叶光合速率,有望提高超级稻的结实率。
利用118对 SSR 分子标记对2012年云南哈尼梯田的47份水稻材料进行多态性检测,分析其遗传多样性,并利用Structure 2．3．4软件进行群体结构分析.结果显示,118对 SSR 标记共检测到255个等位变异,变幅为2～4个,平均每个标记2．161个.基因...
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利用118对 SSR 分子标记对2012年云南哈尼梯田的47份水稻材料进行多态性检测,分析其遗传多样性,并利用Structure 2．3．4软件进行群体结构分析.结果显示,118对 SSR 标记共检测到255个等位变异,变幅为2～4个,平均每个标记2．161个.基因多样性指数变异范围为0．043～0．656,平均0．303.多态信息含量（PIC）变异范围为0．042～0．583,平均0？256.其中高度多态位点（PIC＞0．5）有2个,中度多态位点（0．25＜PIC＜0．5）有66个；通过遗传相似系数及基于数学模型的群体结构分析均将供试材料分为偏籼和偏粳2个类群；聚类结果和海拔高度总体上没有明显规律,但偏籼类群中的偏籼红米亚群按海拔高低分别聚在一起.研究表明,云南哈尼梯田现有栽培水稻以偏籼水稻为主,但本研究估测的遗传多样性低于前人报道.
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