灌浆结实期温度对水稻产量和品质形成的影响

灌浆结实期是水稻产量和品质形成的关键时期,该时期温度对水稻籽粒灌浆具有显著的影响.随着全球气候趋暖以及极端天气频发,温度胁迫下籽粒灌浆和稻米品质的响应特征及其生理生化机制是目前稻作研究的热点之一.本文以灌浆结实期温度为切入点,对水稻产量和品质形成的适宜温度与温度影响时段以及温度胁迫下水稻生理生化特征等方面进行了梳理.灌浆初期(齐穗后20 d)是温度影响水稻产量和品质形成的关键时期,适温(21 ～ 26℃)有利于水稻灌浆和淀粉的充实与沉积,过高或过低温度均不利于提高水稻产量和品质.温度胁迫下,水稻生理生化活性下降,光合功能降低,抗逆性减弱,干物质积累和运转受抑,从而造成产量下降及品质变劣.这些可能为水稻优质高产栽培和灌浆结实期温度研究提供一定的参考.     

水稻籽粒灌浆过程中蛋白质表达特性及其对氮肥运筹的响应

采用大田栽培的方式,研究了大穗型水稻金辉809籽粒灌浆过程中蛋白质的差异表达变化模式以及同一施氮量下不同的氮肥施用比例(总施氮量225 kg/hm2,基蘖肥:穗粒肥分别为7∶3和6∶4)对强弱势粒灌浆影响的分子机制。获得了水稻不同灌浆时段籽粒总蛋白的表达图谱,共发现32个在灌浆过程中发生显著差异表达的蛋白点,涉及籽粒的淀粉合成,能量代谢,激素信号转导,基因表达调节和抗逆响应等。在此基础上,进一步构建了不同灌浆发育时段水稻强弱势籽粒响应不同氮肥比例调控的蛋白表达图谱,结果发现强势籽粒响应氮肥调控出现差异表达的蛋白点有8个,而弱势籽粒有26个,可见强势籽粒灌浆具有更强的环境稳定性,相对地,弱势籽粒灌浆则易被环境所调节。在总施氮量不变的情况下,适当增加生育后期氮肥的施用量,有利于增强弱势籽粒中信号转导,促进相关基因的表达,提高物质调运与能量代谢速率,增强抗逆性,增强弱势籽粒的代谢水平,延长其灌浆时期,提升弱势籽粒活性和灌浆强度,增加结实率和千粒重,最终实现高产高效。研究结果对于进一步明确氮素调控水稻强弱势粒灌浆的分子生态特性具有重要的理论与实际意义。     

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。     

河套灌区不同强度低温冷害对玉米生物量累积和产量的影响

深入揭示不同发育期、不同强度和持续日数的低温冷害对玉米生物量累积和产量的影响,对农业防灾减灾具有重要意义。本文以河套灌区玉米低温冷害为研究对象,在对WOFOST模型进行参数校准的基础上,通过数值模拟试验方法,对模型在研究区域上的适应性进行了分析、检验,同时探讨了不同发育阶段出现不同强度和持续日数低温对玉米贮存器官生物量累积和产量的影响。结果表明:在玉米出苗-灌浆期中的每个发育期发生低温时,玉米贮存器官生物量累积和产量对低温强度和持续日数的响应程度基本一致;当降温强度不同、持续日数相同时,灌浆期低温对玉米产量和贮存器官生物量累积的影响最大;当降温强度相同,持续日数不同时,低温持续日数1 d,玉米拔节至抽雄期发生的低温对贮存器官生物量和产量的影响最大,低温持续日数大于3 d时,玉米灌浆期发生的低温对贮存器官生物量和产量的影响最大;发生时段不同时,出苗至拔节期发生的低温,玉米产量和贮存器官生物量随低温持续日数增加而减少,但持续日数相同,不同低温强度对其影响差别不大;其他发育阶段随着低温强度加大,持续日数增加,玉米产量和贮存器官生物量减少。本文结果较好地反映了研究区低温冷害对玉米生长影响的实际情况,可为当地农业生产决策提供科学依据。     

水稻籽粒灌浆过程中超弱发光特性的研究

本实验对水稻籽粒灌浆过程中不同时期籽粒进行了超弱发光测定。实验结果表明：在整个灌浆过程中单粒发光量呈单峰曲线,在籽粒全部充实并且颜色由青转黄时,发光量最大;发光强度呈递减趋势;运用该技术有可能进行水稻不同品种间的比较和品种灌浆力强弱的筛选。     

灌浆期高温对水稻光合特性、内源激素和稻米品质的影响

以2个籼稻品种:温度钝感型品种K30和温度敏感型品种R21为材料,利用人工气候室控温,在水稻灌浆期设置高温(日均温度34.9℃)和适温(日均温度28.0℃)处理,测定不同灌浆时期(5,10,15,20,25d和30d)光合特性、内源激素含量及稻米品质的变化。结果表明,高温增强了K30的光合能力,K30高温处理净光合速率(Pn)在整个灌浆期都明显高于对照;R21在灌浆前期(5、10d和15d)高温处理与适温处理Pn差异不明显,在灌浆后期(20、25d和30d)高温处理Pn下降。高温增加了K30叶片和籽粒脱落酸(ABA)含量;而R21高温处理和适温处理叶片与籽粒ABA含量的对比不明显。高温处理对两个水稻品种叶片和籽粒赤霉素(GA3)与生长素(IAA)含量也有不同程度影响。高温胁迫降低稻米品质,但K30比R21表现出更强的温度钝感特性。     

低温对杂交水稻乳熟期剑叶光合作用和光合产物运输的影响

为了解寒露风引起晚稻减产的生理原因,本试验以两个不同抗冷力的杂交水稻组合为材料,研究了低温对水稻乳熟期剑叶光合作用与果糖１,６－二磷酸酯酶（ＦＢＰａｓｅ）活性的影响。结果表明：低温引起离体剑叶光合效率与ＦＢＰａｓｅ 活性下降,不抗冷的“汕优６３”及其亲本的光合效率与ＦＢＰａｓｅ 活性比抗冷的“秀优５７”及其亲本下降幅度较大。乳熟期是籽粒灌浆的高峰期,自然低温（寒露风）造成晚造水稻减产与乳熟期连体剑叶的光合作用下降和ＦＢＰａｓｅ 对低温的适应和调节能力有关     

高温对杂交水稻籽粒灌浆和剑叶某些生理特性的影响

以杂交籼稻特优559为材料,探讨了高温胁迫对水稻灌浆期剑叶中有关生理特性和籽粒灌浆速率的影响.结果表明:高温胁迫加速了剑叶叶绿素的丧失,使SOD活性明显降低,质膜透性和MDA含量明显增加,脯氨酸、AsA、GSH、可溶性蛋白质以及可溶性糖含量明显降低,籽粒灌浆速率和籽粒重下降.高温使灌浆期水稻叶片衰老加速、光合能力下降是其导致灌浆速率、结实率、粒重和籽粒产量降低的主要生理原因.     

杂交水稻灌浆过程中籽粒充实的生理研究

杂交水稻在籽粒灌浆过程中,存在两个灌浆高峰期,籽粒中蔗糖含量增加的高峰出现在第一个灌浆高峰期;稻穗上,下部籽粒中ＵＤＰＧ焦磷酸化酶活性高峰出现的时期分别与群体籽粒两个灌浆高峰期基本一致;杂交水稻籽粒中的３－磷酸甘油酸磷酸酶活性高峰比常规稻的出现早。     

低温对水稻生长发育的影响

本溪地处辽宁东部山区,气候较为冷凉,低温冷害一般是3～4年出现一次,它具有温度低,日照少等特点,群众称之为“哑巴灾”。低温对水稻影响很大,一般减产15～40％。本文着重探讨水稻从幼穗形成到灌浆期间低温影响的规律,以了解低温冷害造成减产的机理,为采取防御措施提供依据。     

优质早籼新品种农大228耐高温逼熟生理基础研究初探

灌浆期耐热性不同的早籼品种在细胞膜热稳定性及籽粒灌浆特性上存在明显差异。50℃热致死时间所表达的细胞膜热稳定性可以很好地反映出不同水稻品种灌浆期耐热性的强弱,农大228具有较好的细胞膜质量,是其耐高温逼熟的物质基础。农大228籽粒灌浆速率高而且灌浆期闻变幅平稳,灌浆持续期较短是其耐高温逼熟的生理机制之一。     

不同品种水稻幼苗对低温处理及其后温度回升的反应

水稻是原产于热带、亚热带的喜温性作物,在其发育的各阶段对温度都是比较敏感的。关于零上低温对秧苗的生理影响曾有含水量、叶绿素含量、质膜通透性和脯氨酸含量变化等方面的报告。我们在利用低温处理进行品种苗期耐冷性鉴定过程中,注意到不同抗性品种从低温处理结束转到暖温后,在死亡率、叶色、叶片枯萎程度等方面比在低温处理阶段差异更大,因此,对品种苗期耐     

脱落酸与稻麦籽粒灌浆的关系（简报）

水稻籽粒灌浆前期,单粒的内源ABA含量与籽粒增重呈正相关,而籽粒的ABA浓度则相反。抽穗及灌浆初期喷施较低浓度(10 ppm)的 ABA可增强同化物向穗部运输。小麦籽粒灌浆前期,内源ABA的量(包括单粒含量和浓度)对籽粒灌浆速率表现为正效应,后期则为负效应。     

石羊河流域武威绿洲春玉米水氮耦合效应

为探讨西北旱区春玉米最佳的水氮耦合模式,在甘肃石羊河流域武威绿洲边缘进行田间正交试验,研究不同生育阶段水量分配及施氮量对春玉米群体产量和水氮利用的影响.结果表明：石羊河流域武威绿洲春玉米籽粒产量随施氮量的增加而增加;施氮量为300 kg·hm^-2、拔节期灌水136 mm时的籽粒产量最大.籽粒灌溉水利用效率随灌水量的增加而降低;全生育期灌水340 mm时增施氮肥可使籽粒产量和籽粒灌溉水利用效率同时提高;施氮量为300 kg·hm^-2、苗期和灌浆期分别灌水34 mm时籽粒灌溉水利用效率最大.各因素对玉米植株全氮累积总量的影响由大到小依次为：施氮量、拔节期灌水、苗期灌水、灌浆期灌水和抽穗期灌水.石羊河流域武威绿洲春玉米水氮耦合最佳模式为：施氮量300 kg·hm^-2,苗期、拔节期、抽穗期和灌浆期分别灌水34、136、68和102 mm.     

优质早籼新品种农大228耐高温逼熟生理基础研究初探

灌浆期耐热性不同的早籼品种在细胞膜热稳定性及籽粒灌浆特性上存在明显差异.50℃热致死时间所表达的细胞膜热稳定性可以很好地反映出不同水稻品种灌浆期耐热性的强弱,农大228具有较好的细胞膜质量,是其耐高温逼熟的物质基础.农大228籽粒灌浆速率高而且灌浆期间变幅平稳,灌浆持续期较短是其耐高温逼熟的生理机制之一.     

水稻籽粒中的淀粉合成关键酶及其与籽粒灌浆和稻米品质的关系

文章介绍水稻籽粒中淀粉合成关键酶及其在籽粒灌浆和制约稻米品质中的作用,以及影响它们的外界环境因素的研究进展。     

聚糠萘水剂对黑龙江省不同积温带玉米籽粒灌浆的影响

2010和2011年在黑龙江省3个积温带(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)上,以不同基因型玉米品种郑单958和丰单3号为试材,研究不同环境温度下外源植物激素复配剂聚糠萘水剂（PASP-KT-NAA,PKN）对玉米籽粒灌浆过程和产量的影响.结果表明： 从第Ⅰ积温带到第Ⅲ积温带,玉米灌浆期的温度呈降低趋势;平均最低气温分别为12.16、11.40和9.56 ℃,玉米籽粒灌浆中后期有效积温不足,平均最低气温低于16 ℃,严重影响玉米的灌浆过程.施用PKN处理提高了3个积温带玉米籽粒干物质积累和籽粒灌浆速率;延迟了丰单3号籽粒灌浆速率达峰值的时间（T_max）,提早了郑单958的T_max;提高了两品种籽粒灌浆速率最大时的生长量和籽粒最大灌浆速率;缩短了籽粒的灌浆活跃期.PKN处理明显提高了3个积温带下两玉米品种的产量,第Ⅲ积温带的郑单958和丰单3号产量分别比第Ⅰ、Ⅱ积温带高82%、5.1%和3.4%、0.8%.施用外源PKN有助于玉米利用有限的积温,提高籽粒灌浆速率,降低籽粒含水量,最终增加产量.     

小麦籽粒灌浆特征及影响因素的研究进展

本文对小麦籽粒灌浆特征及影响因素研究进展进行了综述。小麦籽粒灌浆过程中,粒重的增长进程(即灌浆进程)呈“S”型变化趋势,目前通常用Logistic生长方程、Richards生长方程和三次多项式方程对该“S”型曲线进行模拟。这些方程中的参数,如灌浆持续期、最大灌浆速率、平均灌浆速率、最大粒重等均表征着一定的生物学意义,其中灌浆速率主要由遗传控制,灌浆持续期主要取决于环境因素。从现有文献看,灌浆速率是决定籽粒重量的关键性参数,而灌浆持续期与籽粒重量间的相互关系仍有待进一步研究。小麦开花时有相当数量的贮藏性物质以非结构碳水化合物形式贮藏在叶片、茎鞘和茎秆中,在籽粒灌浆期间分解并向籽粒转移,对籽粒重量的贡献率达1／3以上,描述物质转移的指标包括干物质转移量、干物质转移效率和转移干物质对籽粒的贡献率等,小麦遗传特性、养分供应水平和气候条件均影响小麦灌浆期间的物质转移,如杂种小麦的干物质转移效率和转移干物质对籽粒的贡献率均明显高于亲本,适量增施氮肥能够促进开花后营养器官贮存光合产物向籽粒中的运转,提高籽粒可溶性糖含量,灌浆期间受到干旱胁迫时,转移干物质对籽粒的贡献率明显增加;环境温度、光照、土壤水分和养分(特别是氮素)状况对小麦灌浆过程及相关参数有显著影响。过去虽然对小麦灌浆过程进行了大量卓有成效的研究工作,但是,在籽粒灌浆过程中收获指数的动态变化、植物营养调控对根冠关系、灌浆过程和物质转移的影响、田间个体和群体调控及不同高产栽培模式下灌浆过程及物质转移的差异、灌浆过程和物质转移与品质形成的相互关系等方面的研究资料比较缺乏;在灌浆过程中繁殖体大小等级结构的变化、蘖群中优势蘖穗籽粒灌浆特征与非优势蘖穗籽粒灌浆特征和物质转移的差异、不同穗位籽粒灌浆特征间的差异、灌浆过程与植物体氮素气态损失间的关系等领域的研究资料更加缺乏。而这些问题的研究,对进一步深入了解小麦灌浆过程,丰富小麦籽粒和品质形成理论,指导高产优质小麦育种,实现高产优质高效小麦栽培等具有十分重要的理论和实践意义。     

稻米直链淀粉含量的形成及其与灌浆结实期温度的关系

通过多类型品种的田间分期番种和人工气候箱控温处理等试验,对稻米直链淀粉含量（Ａｍｙｌｏｓｅ ｃｏｎｔｅｎｔ,简称ＡＣ）的形成动态变化特征及灌浆结实期温度的影响效应进行了分析。结果表明：水稻灌浆结实过程中稻米ＡＣ的形成动态变化过程叮嘱一次或二次曲线进行模拟,灌浆初期籽粒中的ＡＣ值很低,随之急剧上升,至２０～３０ｄ左右达到最大值,然后ＡＣ的变化基本趋于稳定;稻米ＡＣ的形成变化与籽粒于物质积累过程喑存在     

生育前期遮光对水稻灌浆期剑叶生理特性及籽粒生长的影响

通过盆栽试验研究了生育前期（插秧至孕穗期）遮光对水稻分蘖、灌浆期剑叶生理特性、籽粒生长、产量及其构成因素的影响.结果表明：前期遮光使水稻分蘖数明显降低（降低26.72%）,齐穗期与成熟期发生延迟;遮光结束后,水稻灌浆期剑叶叶面积、可溶性糖含量分别比对照增加了33.86%和30.23%;每穗实粒数、千粒重、籽粒终极生长量、最大灌浆速率、平均灌浆速率分别比对照降低了8.65%、4.81%、9.74%、20.22%和19.13%;有效穗数与产量分别降低了25.26%和39.56%,差异显著;灌浆速率峰值的出现时间提前了1.66 d,实际灌浆时间延长了6.80 d.与弱耐荫水稻品种相比,耐荫品种灌浆前中期的剑叶叶绿素a、叶绿素b、叶绿素(a+b)含量增加,灌浆期的剑叶叶面积增加幅度大,蛋白氮、可溶性糖含量及叶绿素 a/b升高,籽粒终极生长量及千粒重接近对照,减产幅度相对较低.