【摘要】：社會的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步對水稻種植業(yè)提出了新的要求,兼顧提高水稻產(chǎn)量和改善稻米品質(zhì)同步發(fā)展,已經(jīng)成為新時期水稻生產(chǎn)的主要發(fā)展方向。Wx基因是控制稻米品質(zhì)的關(guān)鍵基因之一,其在遺傳學(xué)和分子生物學(xué)方面的的分析較為透徹,但在群體條件下系統(tǒng)分析Wx基因的表達(dá)效應(yīng)尚未得到有效開展。本試驗(yàn)以不同Wx基因(Wxa、Wxin、Wxb、wx)近等基因系為供試材料,設(shè)置了結(jié)實(shí)期不同的氮肥處理,觀察不同Wx基因型水稻稻米淀粉性質(zhì)特征及其對后期氮肥的響應(yīng),并嘗試從基因表達(dá)與環(huán)境互作的角度去分析稻米品質(zhì)的環(huán)境效應(yīng)及其形成機(jī)制,得到對后期施肥影響稻米品質(zhì)的準(zhǔn)確認(rèn)識,為優(yōu)質(zhì)栽培調(diào)控體系提供必要理論依據(jù)。主要結(jié)果如下:1、不同Wx基因型水稻兩年的產(chǎn)量高低一致表現(xiàn)為WxaWxinWxbwx基因型。同時,各基因型對后期氮肥的反應(yīng)有所差異,Wxa、Wxin基因型隨后期氮肥的增加表現(xiàn)較大的增產(chǎn)幅度。Wxa基因型水稻的有效穗數(shù)、千粒重表現(xiàn)較高,結(jié)實(shí)率相對較低;每穗粒數(shù)以Wxin、wx基因型水稻相對較高,Wxb基因型最低。Wxa、Wxin基因型水稻結(jié)實(shí)期干物質(zhì)積累較高,Wxb基因型相對較低。少量施肥即可引起秈型Wxa基因型水稻產(chǎn)量的顯著增加,而粳型Wxb基因型水稻對后期施肥表現(xiàn)相對不敏感。2、在糯型水稻(wx基因型)中導(dǎo)入不同Wx基因,顯著提高稻米的糙米率、精米率。后期氮肥施用一定程度上改善了稻米的加工品質(zhì)和外觀品質(zhì);稻米直鏈淀粉含量和膠稠度因Wx基因型的不同產(chǎn)生顯著差異,呈現(xiàn)明顯的秈、粳型品質(zhì)特征。隨著施氮量的增加,表觀直鏈淀粉含量增加,膠稠度變短,崩解值、最高粘度下降,消減值、峰值時間增加,蒸煮品質(zhì)呈現(xiàn)顯著下降的變化,且低氮水平條件下的氮肥增加更容易導(dǎo)致稻米品質(zhì)的明顯下降。Wxa、Wxin基因型水稻對后期施肥的反應(yīng)較Wxb、wx基因型更為敏感。3、導(dǎo)入Wx基因后,小型淀粉粒和中型淀粉粒所占的體積百分比增加,大型淀粉粒所占的體積百分比降低。淀粉粒表面積和數(shù)量所占的百分比表現(xiàn)出,非糯性材料比糯性材料具有更高比例的小型淀粉粒和較低比例的中型和大型淀粉粒。小型淀粉顆粒所占的體積百分比與糊化特征呈顯著負(fù)相關(guān);大型淀粉粒所占體積百分比與各糊化特征值呈顯著正相關(guān)。隨著后期施氮量的增加,各材料小型淀粉粒所占體積、表面積、數(shù)量百分比呈增加趨勢,中型淀粉粒與小型淀粉粒變化趨勢相反。小型淀粉顆粒的增加,中型淀粉顆粒的降低,使得淀粉糊化所需的熱量減少,糊化熱焓值降低。4、支鏈淀粉結(jié)構(gòu)在不同Wx基因型間存在明顯差異,分支度大小表現(xiàn)為WxWxbWxinWxa,顯示越趨向秈型,短鏈比例越少的趨勢。淀粉結(jié)晶度、膨脹勢等也呈現(xiàn)相應(yīng)變化。稻米直鏈淀粉含量和崩解值、糊化溫度呈顯著負(fù)相關(guān),與最終粘度、消減值、回復(fù)值、峰值時間呈顯著正相關(guān)。支鏈淀粉分支度與各指標(biāo)呈現(xiàn)相反的相關(guān)關(guān)系。淀粉結(jié)構(gòu)對后期氮肥的反應(yīng)總體上秈型Wa材料以短鏈比例降低,粳型Wxb材料中長鏈比例增加為顯著特征,結(jié)果均導(dǎo)致淀粉分支度的降低。淀粉結(jié)晶度和膨脹勢隨著后期氮肥水平的提高而降低,與直鏈淀粉呈顯著負(fù)相關(guān),與支鏈淀粉分支度呈顯著正相關(guān)。5、不同基因型Wx基因的表達(dá)強(qiáng)度變化動態(tài)基本一致,在強(qiáng)勢粒中,抽穗后Wx基因表達(dá)量不斷增加,抽穗后10d左右達(dá)到表達(dá)高峰,抽穗后15d開始下降。而弱勢粒在抽穗后20d尚處于表達(dá)增加的過程。各材料GBSS活性與Wx基因表達(dá)量呈顯著正相關(guān)。隨著后期施肥水平的提高,Wxa、Wxin基因表達(dá)量顯著增加,wx基因表達(dá)量總體上很低,對后期施肥相對不敏感,GBSS活性呈現(xiàn)相應(yīng)變化。
[Abstract]:The development of society and the progress of economy have put forward new requirements for rice planting. The simultaneous development of increasing rice yield and improving rice quality has become the main development direction of rice production in the new era. In this experiment, the near isogenic lines of different Wx genes (Wxa, Wxin, Wxb, wx) were used as test materials, and different nitrogen fertilizer treatments were set up to observe the starch properties of different Wx genotypes of rice and their response to nitrogen fertilizer at later stage. The main results are as follows: 1. The yield of rice with different Wx genotypes in two years is consistent with that of WxaWxin Wxbwx genotype. At the same time, the response of Wxa and Wxin genotypes to nitrogen fertilizer was different, and the yield of Wxa and Wxin genotypes increased greatly in the following period. The Wxb genotype was relatively low, but the Wxb genotype was relatively insensitive to late fertilization. 2. Different Wx genes were introduced into waxy rice (wx genotype) to significantly increase the brown rice rate and milled rice rate. The amylose content and gel consistency of rice were significantly different from those of Wx genotype, showing obvious indica and japonica quality characteristics. Wxa and Wxin genotypes were more sensitive to late fertilization than Wxb and Wx genotypes. 3. The percentage of small starch grains and medium starch grains increased after the introduction of Wx gene. The volume percentage of large starch granules decreased. The surface area and quantity percentage of starch granules showed that non-waxy materials had higher proportion of small starch granules and lower proportion of medium and large starch granules than waxy materials. The volume percentage of small starch grains was positively correlated with the gelatinization characteristics. With the increase of nitrogen application rate, the volume, surface area and quantity percentage of small starch grains increased, while that of medium starch grains was opposite to that of small starch grains. The branching degree of amylopectin was WxWxbWxinWxa, indicating that the more indica type, the less short chain proportion. The starch crystallinity, swelling potential and so on also showed corresponding changes. The amylopectin content and disintegration value of rice, gelatinization temperature were obvious. The branching degree of amylopectin was inversely correlated with each index. The reaction of starch structure to nitrogen fertilizer in late stage was generally characterized by the decrease of short-chain ratio in indica wa materials and the increase of long-chain ratio in Japonica Wxb materials. Starch crystallinity and swelling potential decreased with the increase of nitrogen fertilizer level in the late stage, negatively correlated with amylopectin, and positively correlated with amylopectin branching degree. 5. The dynamic changes of Wx gene expression intensity of different genotypes were basically the same. In strong grains, Wx gene expression increased after heading and left 10 days after heading. GBSS activity was positively correlated with Wx gene expression. With the increase of fertilization level, Wxa and Wxin gene expression increased significantly, Wx gene expression was generally very low, and was relatively insensitive to late fertilization. SS activity showed corresponding changes.
【學(xué)位授予單位】：揚(yáng)州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S511

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本文編號：2222713