【目的】探明水稻功能叶在高温胁迫下的生理反应及适应机理。【方法】在人工气候室对两个耐热性不同的水稻品系进行高温处理(8:00～17:00,37℃,17:00～8:00,30℃),研究高温胁迫对水稻剑叶叶绿素含量、光合特性、热稳定蛋白和膜透性等理化特性的影响。【结果】高温胁迫下,水稻剑叶叶绿素含量和叶绿素a/b值下降,胁迫后恢复期间稍有回升,耐热品系996叶绿素含量高于热敏感品系4628。高温使剑叶净光合速率和气孔导度下降,细胞间CO2浓度上升,与热敏感品系4628相比,耐热品系996在高温胁迫下能保持较高的光合特性;高温使水稻剑叶中可溶性糖含量、可溶性蛋白质含量和游离脯氨酸含量下降,热稳定蛋白...

【目的】通过对水稻抽穗开花期耐热性的遗传研究,为水稻耐热种质资源的利用及分子标记辅助选择育种提供理论和实践依据。【方法】以2个籼稻品种T219(对高温敏感)和T226(耐高温)为亲本构建的202个株系的重组自交系(RILs),利用人工气候室进行了2年的高温处理试验,对RILs在抽穗开花期的耐热性状进行了主效应QTL以及QTL上位性分析。【结果】利用181个在亲本间具有多态性的SSR标记,构建了覆盖水稻全基因组1559.6cM、标记间平均距离为8.3cM的遗传连锁图谱。2年共检测到7个抽穗开花期耐热性主效应QTL以及7对上位性QTL。2004和2005年分别检测到3个和4个QTL,共解释29%和...

以耐冷水稻品系996和冷敏感水稻品系4628为材料,在抽穗开花期采用人工气候室进行连续7 d低温(06:00—08:00,19℃;08:00—10:00,21℃;10:00—16:00,23℃;16:00—19:00,21℃;19:00—23:00,19℃;23:00—06:00,17℃)和适温(06:00—08:00,24℃;08:00—10:00,26℃;10:00—16:00,30℃;16:00—19:00,26℃;19:00—23:00,24℃;23:00—06:00,22℃)处理,研究低温胁迫对水稻剑叶保护酶活性和膜透性的影响。结果表明:低温胁迫下水稻剑叶中超氧化物歧化酶(SOD)、...

以扬稻6号与南粳43为试验材料,在人工气候箱对2个水稻品种进行高温处理,研究始穗期高温胁迫对水稻剑叶理化特性的影响。结果表明:高温胁迫下,水稻剑叶叶绿素含量、游离脯氨酸(proline,Pro)、可溶性糖、可溶性蛋白质、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性、抗坏血酸(ascorbic acid,ASA)与还原型谷胱甘肽(glu-tathione,GSH)含量明显降低,丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量和细胞膜透性显著增加。与南粳43相比,扬稻6号在高温胁迫下仍能保持较高叶绿素含量、游离脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白质、SOD活性、ASA与GSH...

利用2013年极端自然高温的有利条件,调查198份在极端自然高温期间抽穗扬花的水稻材料结实率,分析了抽穗扬花期极端自然高温胁迫对不同类型水稻结实率的影响。结果表明,持续高温对供试材料的结实率存在一定的影响,且品种(系)间存在明显差异。对杂交籼稻组合的亲本进行分析发现,不同不育系或恢复系所配F1组合的结实率存在明显差异,不育系和恢复系对杂交F1组合的耐高温性存在一定的影响。相关分析表明,高温期间抽穗的常规籼稻恢复系和常规粳稻结实率与日最高温度均呈负相关,相关不显著,杂交籼稻F1组合结实率与恢复系结实率呈显著正相关。初步筛选出"宁恢广抗占"、"蜀恢527"、"成恢3203"和"籼引-8"4份籼稻恢...

以光合作用高温稳定性差异明显的籼型水稻品种蜀恢527和特籼占25为材料,研究开花期高温对其功能叶片相关生理特性的影响。结果表明:高温胁迫下光合作用高温稳定型品种蜀恢527的净光合速率及结实率降幅较小,叶片脯氨酸积累量增幅较大,细胞膜伤害率明显较低;同时剑叶Rubisco大亚基、小亚基和Rubisco粗酶液中总蛋白质含量的50.0℃热稳定性均较高。Rubisco的大、小亚基中,以小亚基的稳定性对温度变化反应最为敏感,可为水稻抽穗开花期耐热性资源鉴定、评价及机制研究提供一定的参考。

为探讨转C4光合基因水稻在生育后期剑叶PSⅡ对氮素水平的响应特性,采用转pepc(PC)、ppdk(PK)、pepc+ppdk(CK)和未转基因的Kitaake(WT)为试验材料,测定了不同氮素条件下(0.7 mmol/L(1/4N)、3 mmol/L(1N)、6mmol/L(2N))不同品种剑叶SPAD值和形态学指标的变化,并运用叶绿素荧光动力学技术测定了各个品种叶绿素荧光动力学曲线和荧光参数的变化。结果表明,1/4N处理能增加各品种的根长,减小剑叶面积、株高以及叶片叶绿素含量,2N能使剑叶面积和叶绿素含量增加,转C4光合基因品种叶绿素含量在1/4N氮条件下具有显著优势,PC在1/4N条件下...

以热钝感品种创两优丰占、中间型品种Y两优1号和热敏感品种农香32为试验材料，于抽穗期利用人工气候室进行高温处理(最高温度39.0℃、相对湿度75%～80%、光照度5.0×105lx)，通过测定高温处理与对照处理(大田栽培)花粉、花药的性状与光合特性及外观品质等，分析抽穗期高温胁迫对水稻花粉、花药及光合特性的影响。结果表明：与对照相比，高温胁迫下创两优丰占、Y两优1号、农香32花药长分别增加了7.93%、10.96%、 106.56%，花药宽增加了30.99%、 56.79%、 106.54%，花药体积分别增加了84.62%、 167.92%、764.00%；花粉直径分别增加了5.83、3.50、2.60μm；可育花粉率分别下降19.97%、23.12%、29.19%，柱头着粉数分别减少了10、8、9个，柱头花粉萌发率分别下降39.09%、39.83%、41.47%;3个品种整精米长分别降低4.59%、5.66%、13.12%，宽分别降低2.01%、3.18%、10.42%，长宽比分别降低了2.44%、2.55%、3.33%，结实率分别下降了23.39%、24.59%、49.49%，千粒质量分别下降了8.92%、16.86%、17.79%;3个水稻品种在高温胁迫下叶绿素荧光参数Fv/Fm分别下降了7.87%、8.24%、17.98%，ΦPSII分别下降了19.05%、20.00%、24.14%,qL分别下降了30.00%、33.33%、40.00%,YNO平均上升了5.33%、7.46%、11.27%，表明其有效光能利用率、光反应中心活性和热耗散调节能力下降，胁迫解除后，Fv/Fm、ΦPSII、qL缓慢升高，YNO缓慢降低。综上可知，高温胁迫下水稻花药和花粉膨大，花粉活力和柱头花粉萌发率降低，有效光能利用率降低；在高温胁迫下，热钝感品种较热敏感品种具有较好的花粉活性和散落特性以及光合特性，这可能是水稻耐高温的关键因素。

以热钝感品种创两优丰占、中间型品种Y两优1号和热敏感品种农香32为试验材料，于抽穗期利用人工气候室进行高温处理(最高温度39.0℃、相对湿度75%～80%、光照度5.0×105lx)，通过测定高温处理与对照处理(大田栽培)花粉、花药的性状与光合特性及外观品质等，分析抽穗期高温胁迫对水稻花粉、花药及光合特性的影响。结果表明：与对照相比，高温胁迫下创两优丰占、Y两优1号、农香32花药长分别增加了7.93%、10.96%、 106.56%，花药宽增加了30.99%、 56.79%、 106.54%，花药体积分别增加了84.62%、 167.92%、764.00%；花粉直径分别增加了5.83、3.50、2.60μm；可育花粉率分别下降19.97%、23.12%、29.19%，柱头着粉数分别减少了10、8、9个，柱头花粉萌发率分别下降39.09%、39.83%、41.47%;3个品种整精米长分别降低4.59%、5.66%、13.12%，宽分别降低2.01%、3.18%、10.42%，长宽比分别降低了2.44%、2.55%、3.33%，结实率分别下降了23.39%、24.59%、49.49%，千粒质量分别下降了8.92%、16.86%、17.79%;3个水稻品种在高温胁迫下叶绿素荧光参数Fv/Fm分别下降了7.87%、8.24%、17.98%，ΦPSII分别下降了19.05%、20.00%、24.14%,qL分别下降了30.00%、33.33%、40.00%,YNO平均上升了5.33%、7.46%、11.27%，表明其有效光能利用率、光反应中心活性和热耗散调节能力下降，胁迫解除后，Fv/Fm、ΦPSII、qL缓慢升高，YNO缓慢降低。综上可知，高温胁迫下水稻花药和花粉膨大，花粉活力和柱头花粉萌发率降低，有效光能利用率降低；在高温胁迫下，热钝感品种较热敏感品种具有较好的花粉活性和散落特性以及光合特性，这可能是水稻耐高温的关键因素。

【目的】挖掘新的控制水稻叶绿素含量的相关位点和基因,为水稻叶绿素含量的遗传机制研究提供理论基础。【方法】利用剑叶叶色存在明显差异的粳稻TD70和籼稻Kasalath杂交构建的包含186个株系的重组自交系群体为供试材料,通过对两亲本及RIL群体重测序,构建了包含12 328个Bin标记的高密度遗传图谱。RIL群体及亲本分别于2011和2020年正季在江苏省农业科学院种植。抽穗后第3天使用叶绿素仪测定剑叶SPAD值。使用IciMappingv3.4软件完备区间作图法,对控制水稻抽穗期剑叶叶绿素含量的QTL进行鉴定。利用便携式光合仪测定RIL群体中20个SPAD极端株系的水分利用效率、蒸腾速率、气孔导度和净光合速率等光合作用参数。【结果】2年共检测到19个抽穗期剑叶叶绿素含量相关QTL,分别分布在除第8、9和10染色体外的其他9个染色体上。单一QTL贡献率为3.09%—13.13%,LOD值为2.74—14.08。通过物理位置比对,发现其中10个QTL与前人定位到的叶绿素含量相关位点在相同或邻近区域。qCHL2-1和qCHL5-1 2年均被检测到,表现出较强的稳定性。qCHL2-1位于第2染色体的7.63—7.71 Mb处,2年LOD值分别为14.08和7.93,贡献率分别为13.13%和7.94%。qCHL5-1位于第5染色体的23.44—23.49 Mb处,2年LOD值分别为4.31和3.76,贡献率分别为3.57%和4.82%。结合功能注释和亲本间序列分析,分别在qCHL2-1和qCHL5-1染色体区间内找到2个与剑叶叶绿素含量相关的基因Os02g0236000和Os05g0476700。这两个基因的核苷酸序列在两亲本间均存在差异。Os02g0236000编码水稻天冬氨酸氨基转移酶(AAT1),是水稻氮代谢途径中的重要酶,与蛋白质及氨基酸含量有关。Os05g0476700编码叶面斑点相关蛋白,推测与叶片颜色有关。根据AAT1在CDS+273 bp有无突变对RIL群体进行等位型分类。在20个SPAD极端株系中,AAT1不同等位型株系的剑叶SPAD值和水分利用效率、蒸腾速率、气孔导度和净光合速率等光合作用指标均存在显著差异。【结论】共检测到19个控制水稻抽穗期剑叶叶绿素含量QTL,鉴定了2个稳定存在的QTL——qCHL2-1和qCHL5-1,在这两个QTL区间筛选到2个可能调控水稻抽穗期剑叶叶绿素含量的基因。其中1个AAT1(Os02g0236000)不同等位型的光合作用参数在20个极端SPAD株系中存在显著差异,推测其为最可能的候选基因,可用于后续剑叶叶绿素调控基因的功能研究。

【目的】探讨在高温和干旱胁迫下不同水稻品种产量和品质形成的特点。【方法】常规中熟籼稻品种黄华占(耐热品种)和双桂1号(热敏感品种)与超级稻品种两优培九(两系杂交籼稻)和扬粳4038(粳稻)种植于盆钵,于抽穗和灌浆早期(始穗后0—10 d)设置高温(日最高温度为37.5℃)、干旱(土壤水势保持在-30±10 kPa)、高温+干旱3种处理,以同期自然温度且正常供水为对照。【结果】与对照相比,高温、干旱和高温+干旱3种处理均显著降低了各品种的花粉可育率、受精率、结实率和产量;降低了精米率、整精米率和崩解值,增加了垩白米率、垩白度和消减值。高温及高温+干旱处理对产量和稻米品质的影响,热敏感品种双桂1号...

以6个水稻品种为试验材料,在田间生长状态下灌溉NaCl配制的水溶液进行盐胁迫,于孕穗期取样分析Na+、K+、Ca2+的吸收规律和剑叶的形态及蒸腾特性,并分析与品种耐盐性的关系。结果表明,6个品种的耐盐性按耐盐系数高低依次为:龙稻5>长白10>松粳12>东农425>牡丹江26>牡丹江30。盐胁迫后水稻植株Na+含量增加,K+含量减少,耐盐品种地上部Na+积累量较少,根中较多,耐盐品种地上部K+积累多,根中差异不明显;Ca2+大多集中在根部,胁迫后耐盐品种在根部变化不明显,敏感品种下降较多。盐胁迫下,供试品种的剑叶长、剑叶宽和剑叶面积处理与对照的差异均达显著或极显著水平,耐盐品种剑叶受损较轻;部分...

为了探讨长穗颈温敏核不育水稻自交结实期剑叶的生理特点,以长穗颈温敏核不育水稻长选3S及其亲本温敏核不育水稻培矮64S为材料,采用冷水灌溉繁殖的方法,比较研究了自交结实期剑叶的生理特性。结果表明,在灌浆结实过程中,长选3S和培矮64S剑叶叶绿素含量均随灌浆进程逐渐下降,剑叶中的谷草转氨酶(GOT)、谷丙转氨酶(GPT)、蔗糖磷酸合成酶(SPS)和蔗糖合成酶(SS)等酶活性及可溶性蛋白质、可溶性糖、蔗糖含量均随灌浆进程先升后降,呈单峰曲线变化,但两者达到峰值的时间及在同一时期的酶活性大小、叶绿素含量、可溶性蛋白质含量、可溶性糖含量及蔗糖含量存在差异。就整个灌浆结实期而言,长选3S剑叶中GPT、GO...

为探究免耕半固态播种模式对水稻剑叶生理及光合特性的影响。通过设计翻耕半固态直播(FZ)、免耕半固态直播(MZ)、水稻插秧(YZ)和传统撒直播(CK)的田间对比试验,研究了不同栽培模式下水稻剑叶生理和光合特性的特征。与CK处理相比,2016年早稻中早39、湘早籼45号FZ、MZ处理的剑叶SPAD值在乳熟期-成熟期显著高于CK处理,2017中早39的FZ、MZ、YZ处理较CK处理早稻与晚稻增幅分别为0.85%～15.41%,1.60%～13.04%,且在齐穗+28 d和齐穗+35 d均达到显著性差异。FZ、MZ和YZ较CK处理水稻剑叶POD和SOD活性在齐穗后均呈增加趋势,而MDA呈降低趋势,其中中早39各时期MDA含量的均值平均降幅分别为13.35%,9.35%,12.49%,9.43%,9.53%和7.12%,湘早籼45降幅分别为10.22%,7.75%,10.01%,6.72%,8.44%和6.01%。FZ、MZ和YZ处理水稻剑叶可溶性糖含量在齐穗+14 d-齐穗+35 d均显著高于CK。2017年晚稻,2个品种的FZ、MZ、YZ处理的蒸腾速率在齐穗+25 d显著高于CK,净光合速率在抽穗期和抽穗后10 d均显著高于CK,分别高出10.56%,11.13%,10.29%和12.40%,14.46%,15.65%。水稻半固态直播和插秧的种植方式能够提高剑叶SPAD值和叶绿素含量,进而有利于提高剑叶光合能力,为水稻齐穗后干物质和有机物质等的积累奠定基础,进而利于水稻产量的提高。

在水分胁迫下水稻剑叶叶片气孔密度明显增加,气孔的长度、宽度明显减小。水分胁迫下气孔密度增加主要是由于叶面积的减小,气孔的行数有所增加。同时研究还表明,秋光的气孔密度与气孔长度呈显著正相关(r=0.989*),比叶重与气孔长度(r=-0.952*)、气孔宽度(r=-0.971*)均呈显著负相关,但相关性都未达到极显著;其余各性状间相关性不显著。沈农265的气孔密度与气孔长度呈显著正相关(r=0.977*),比叶重与叶面积之间的相关性达显著负相关(r=-0.976*),均未达到极显著相关;其余各性状间相关性不显著。随着水分胁迫程度的增加,秋光和沈农265的游离脯氨酸含量也随之增加。除了CDS处理以...