硅素对水稻幼苗镉积累及抗胁迫应答的调节效应

施硅(Si)可以显著缓解镉(Cd)胁迫对水稻生长发育的毒害效应。本研究通过水培分根试验,研究了Si对水稻幼苗Cd积累及胁迫应答的调节效应。结果表明: Cd胁迫下水稻幼苗的生物量显著降低,加Si可以显著缓解Cd对水稻幼苗生长的抑制效应。水稻幼苗对Cd的吸收、转运和积累明显受到Si的影响,单侧根系Cd胁迫下加Si(Si-Cd+Si,Si-Cd)使根系对Cd的滞留系数达83.3%～83.6%,限制了Cd从根向地上部转移。单侧根系Cd胁迫下非胁迫侧加Si(Si-Cd)处理的植株对Cd的吸收和累积明显增加,尤其是根中Cd的积累量较单侧根系Cd胁迫下无Si(CK-Cd)处理增加了48.2%;而单侧根系Cd胁迫下双侧加Si(Si-Cd+Si)处理则显著降低了根和地上部对Cd的吸收,较CK-Cd处理分别降低了36.7%和54.9%。双侧Cd胁迫下单侧加Si(Cd-Cd+Si)则使根和地上部对Cd的吸收量显著减少,较双侧根Cd胁迫(Cd-Cd)处理分别降低了57.8%和46.5%。Cd胁迫下水稻幼苗根中含较高浓度的Si,加Si则使Cd胁迫下根和地上部积累更多的Si。加Si也影响了水稻幼苗对其他金属元素如钙(Ca)、镁(Mg)、锰(Mn)的吸收,Cd-Cd+Si处理显著增加了根系和地上部的Ca、Mg浓度,但Mn浓度的变化则因Cd胁迫程度而表现不同。加Si对Cd胁迫下根系超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性有一定的影响,尤其是Si-Cd处理的胁迫侧POD和非胁迫侧SOD活性显著上升,有利于清除Cd胁迫产生的氧自由基。总之,Si对Cd胁迫下水稻幼苗生长、Cd和Si等的吸收及根系的抗氧化反应有一定的调节效应,植株体内较高的Si浓度有利于增强植株对Cd的耐受性。     

不同种类镁肥对烤烟中微量元素含量和产质量的影响

针对福建武平烟区土壤酸化严重,土壤有效镁含量偏低导致烟叶镁含量低的问题,研究了3种不同镁肥对土壤和烤后烟叶中微量元素含量以及烤烟产质量的影响。结果表明,施用不同镁肥后均能显著提高土壤交换镁的含量,但不同镁肥对提高土壤交换镁含量的时效不同。各处理土壤其它中微量元素含量以施用硫酸镁的土壤较高,施用氢氧化镁的土壤偏低。烤后烟叶的镁含量以氧化镁处理最高,其次为氢氧化镁。施用镁肥会影响烟叶其它中微量元素的含量,其中施用氢氧化镁会导致中上部烟叶钙铁含量轻度缺乏,而施用硫酸镁会导致烟叶中锌锰含量过高。各处理中以氧化镁处理烟叶化学成分含量最适宜,且经济性状最优。因此,在福建武平烟区建议施用氧化镁,既可以防止烤烟生育前期有效镁的淋失,又可以提高烟叶的产量和质量。     

结实期水分胁迫对不同氮肥水平下水稻产量及其品质的影响

以生产上广泛使用的3个水稻品种为材料,研究了结实期适度水分胁迫对不同氮肥水平下稻米产量及其品质的影响.结果表明,正常施氮水平下,水分胁迫使3个品种籽粒产量降低11.6%～14.7%,虽整精米率有所提高,但垩白度却显著增加(18.7%～33.1%),外观品质变劣;而高氮水平下,水分胁迫处理的产量增加18.8%～22.2%,垩白粒率和垩白度分别降低15.3%～37.2%和13.7%～29.9%,外观品质变优.稻米RVA谱特征值和米饭质地也明显受到结实期土壤水分和施氮水平的影响.正常施氮水平下,水分胁迫处理的最高粘度和崩解值(扬稻6号除外)要低于水层灌溉处理,而其消减值却明显高于水层灌溉处理,水分胁迫使得正常施氮处理的米饭口感较硬,弹性较差,粘性降低,且咀嚼有渣感.而高氮水平下,水分胁迫利于米粉糊化过程中早期粘度的上升,最高粘度增加,崩解值也明显高于水层灌溉,消减值却明显减小,米饭的硬性和凝聚性减小,松弛性和粘附性增大,米饭质地有变优的趋势.     

土壤水分亏缺对水稻茎秆贮藏碳水化合物向籽粒运转的调节

 以两个茎秆贮藏物质利用效率不同的水稻(Oryza sativa)杂交组合(‘汕优63’和‘Pc3 11/早献党’)为材料,进行土壤水分亏缺处理(Water_deficit),以水层灌溉为对照(Well_w atered),研究水分亏缺对水稻茎贮藏性碳水化合物运转及其关键酶活性的调节作用。结果表明,水分亏缺促进了水稻茎秆贮藏物质的运转和对籽粒产量的贡献,开花前茎秆贮藏的碳水化合物对产量贡献率分别提高了1.9～3.0倍(与水层灌溉相比)。土壤水分亏缺诱导了水稻茎节间醎淀粉酶、鈅淀粉酶、醎葡萄糖苷酶、D_酶活性上升,但淀粉磷酸化酶受到了抑制,说明土壤水分亏缺加强水稻茎秆贮藏淀粉水解途径,而不是磷酸解途径。就蔗糖代谢而言,土壤水分亏缺提高了蔗糖磷酸合成酶的活性和活化状态,抑制蔗糖转化酶活性,促进蔗糖合成,加速贮藏物质快速降解和转移,从而调节稻株贮藏碳水化合物向籽粒的分配。     

稻米品质形成的生理基础研究进展

综述了水稻(Oryza sativa L)米质形成的生理基础的研究进展,主要包括稻米品质形成期的源库特征、淀粉合成的关键酶以及淀粉粒的形态、结构及其糊化特性等几个内容,从植物生理学角度来揭示稻米品质形成的规律有着重要的理论意义.     

水分胁迫对水稻籽粒蛋白质积累及营养品质的影响

 以生产上广泛使用的水稻(Oryza sativa)品种‘汕优63’、‘扬稻6号’和‘武育粳3号’为材料,研究了水分胁迫对结实期水稻籽粒蛋白质积累及营养品质的影响。结果表明：正常施氮水平下,花后10～20 d的水分胁迫提高了谷氨酰胺合成酶（Glutamine synthetase,GS）和谷氨酸合酶(Glutamate synthase,GOGAT)活性,提高了籽粒自身利用无机氮合成氨基酸的能力,从而利于籽粒内蛋白质的积累,而高氮水平下,水分胁迫降低了籽粒自身合成氨基酸的能力。以重量为基数的蛋白质含有率在整个灌浆过程中呈“V”型消长,正常施氮水平下,水分胁迫明显提高了花后15 d至成熟期蛋白质含有率,而高氮水平下,水分胁迫处理的蛋白质含有率明显低于水层灌溉。与水层灌溉相比,水分胁迫提高了正常施氮水平下精米中醇溶蛋白和谷蛋白含量,但却明显降低了高氮水平下精米中醇溶蛋白和谷蛋白含量。水分胁迫对 稻米中赖氨酸含量的影响因品种、植株的氮营养水平的不同而不同,水分胁迫显著降低了两 种氮肥水平下‘汕优63’中赖氨酸含量,但却明显提高‘扬稻6号’中赖氨酸含量;而‘ 武育粳3号’于两种氮肥水平下表现恰好相反,正常施氮水平下赖氨酸含量略有升高;而高氮水平下赖氨酸 含量明显降低。     

硅素分期施用对镉污染水稻光合特性及物质积累的影响

硅(Si)可有效提高水稻对镉(Cd)的抗性,但关于优化硅肥管理对水稻耐Cd性、光合及物质积累等响应机制尚不明晰。采用受污染的农田土壤,通过盆栽试验研究移栽期施Si(T)、拔节期施Si(J)、移栽和拔节期等量分期施Si(TJ)对Cd污染水稻光合作用及物质积累的影响,以不施Si(CK)为对照。结果表明：施Si可明显提高Cd污染下水稻净光合速率,延长叶片光合功能,促进叶片Si沉积,增加Cd在叶中的固定,减少其向籽粒转移。与CK相比,TJ处理在全生育期具有较高的光合速率,产量显著高于其他处理。T、TJ、J处理叶片细胞壁Cd的固持量分别增加11.45%、24.16%和30.15%,且叶片Cd更多以惰性形态(包括果胶和蛋白质结合态Cd、不溶解性磷酸Cd和残渣态Cd)存在,导致叶片Cd转移系数降低,T、TJ、J较CK分别降低33.91%、56.67%和52.16%。此外,主成分分析结果表明,3种Si处理对水稻耐Cd性和光合特性的综合影响大小为TJ>J>T。综合考虑Si调控光合作用、产量、叶片和籽粒Cd浓度的效应,推荐Si素于移栽期与拔节期分期施用。     

水稻不同品种对铅吸收、分配的差异及机理

为探究水稻不同品种对Pb吸收积累的差异及机理,以20个不同基因型水稻品种(系)为材料,采用盆栽方法,研究了Pb在水稻植株各器官中的分配及在籽粒中的分布．结果表明,不同品种间,Pb积累量存在显著差异,但品种间的这种差异与品种类型关系不明显;不同器官、不同生育时期,Pb积累量和积累速率不同;各器官Pb浓度按根、茎、叶、穗、籽粒的顺序大幅度下降,分配到籽粒中的Pb比例很低;根与茎,茎与叶片、穗(抽穗期)、籽粒Pb含量呈极显著负相关;根与叶、穗(抽穗期)、籽粒,叶与穗(抽穗期)、籽粒的Pb含量呈正相关,相关性大多达极显著或显著水平;不同品种抽穗期叶片与成熟期籽粒间的Pb含量达显著正相关;Pb在稻米加工各产物中的分布很不均匀,稻谷经脱壳及精加工1次(2min)后,精米Pb含量仅为籽粒总含Pb量的32．88％．     

稻米品质形成的生理基础研究进展

综述了水稻(Oryza sativa L.)米质形成的生理基础的研究进展,主要包括稻米品质形成期的源库特征、淀粉合成的关键酶以及淀粉粒的形态、结构及其糊化特性等几个内容,从植物生理学角度来揭示稻米品质形成的规律有着重要的理论意义。     

结实期土壤水分亏缺影响水稻籽粒灌浆的生理原因

通过分析结实期土壤水分亏缺对水稻(Oryza sativa)籽粒中蔗糖向淀粉合成的生理代谢中关键酶活性及籽粒灌浆的调节作用, 探讨土壤水分亏缺影响水稻籽粒灌浆的生理机制。结果表明, 适度土壤水分亏缺诱导了灌浆高峰期(花后15-20天)水稻籽粒中蔗糖合成酶、腺苷二磷酶葡萄糖焦磷酸化酶、可溶性淀粉合成酶及淀粉分支酶活性的增加, 提高了籽粒灌浆中前期(花后10-20天)籽粒中淀粉积累速率和籽粒灌浆速率。但在灌浆后期(花后20-30天)籽粒中, 上述关键酶活性下降较快, 籽粒活跃灌浆期明显缩短, 灌浆前中期灌浆速率的增加不能完全补偿灌浆期缩短带来的同化物积累损失, 导致水分亏缺处理水稻籽粒充实不良, 结实率、籽粒重和产量显著降低。研究认为, 灌浆期土壤水分亏缺引起的灌浆后期籽粒中蔗糖向淀粉合成代谢中一些关键酶活性快速下降和籽粒内容物的供应不足是籽粒淀粉积累总量减少、粒重降低的主要生理原因。