近年來極端高溫氣候頻發(fā),作物生長環(huán)境惡化,水稻等農(nóng)作物同化物轉(zhuǎn)運受抑、源庫關(guān)系失調(diào),嚴(yán)重影響產(chǎn)量及品質(zhì)的形成。目前有關(guān)水稻同化物轉(zhuǎn)運和分配機理及其對高溫等脅迫響應(yīng)機制的研究多集中在“源”和“庫”方面,而高溫等逆境脅迫影響同化物在韌皮部裝載、運輸及卸載作用機理及調(diào)控措施的研究相對較少。鑒此,本研究以耐熱性差異較大的日本晴（NIPP,耐熱）及其突變體（HTS,熱敏感）為材料,研究高溫影響同化物（蔗糖）在水稻莖鞘、葉片和籽粒轉(zhuǎn)運和代謝作用途徑,探討高溫下外源蔗糖調(diào)節(jié)水稻同化物積累及分配的作用機理。主要結(jié)果如下:1.開花期高溫脅迫導(dǎo)致水稻結(jié)實率及千粒重顯著下降,其中HTS的降幅大于NIPP。然而,水稻籽粒形態(tài)、淀粉分支酶活性及劍葉光合速率受高溫影響較小,推測花期高溫導(dǎo)致粒重下降主要在于“流”的不暢,而不是“源”和“庫”的限制。高溫下,穗部干物質(zhì)量及非結(jié)構(gòu)性碳水化合物比例顯著降低,而莖鞘及葉片明顯增加。此外,高溫下水稻葉片及葉鞘胞間連絲連接處觀察到胼胝質(zhì)沉積的現(xiàn)象,表明同化物轉(zhuǎn)運的共質(zhì)體途徑也可能受到高溫脅迫的影響。由于高溫下水稻籽粒、莖鞘及葉片激素含量與碳水化合物變化趨勢不一致,由此推理蔗糖而... 

【文章來源】：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京市

【文章頁數(shù)】：143 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

開花期高溫脅迫對水稻結(jié)實率、千粒重、粒型及光合速率的影響

圖 2.2 開花期高溫脅迫對水稻植株溫度的影響。a，NIPP 對照植株溫度圖片；b，NIPP 高溫植株溫度圖片；c，HTS對照植株溫度圖片；d，HTS 對照植株溫度圖片；e，NIPP 溫度均值；f，HTS 溫度均值（n=3, P<0.05）Fig 2.2 The tissue temperatures of leaf, panicle, and neck panicle node of rice under heat stress. The thermal images werephotographed by a thermal infrared imager under natural and heat stress condition. a and c, the thermal images of NIPPunder natural and heat stress conditions, respectively; b and d, the thermal images of HTS under natural and heat stressconditions, respectively. e and f, the average temperature of leaf, panicle and neck panicle node of NIPP and HTS,respectively (n=3, P<0.05)2.2.3 籽粒淀粉分支酶活性高溫脅迫下籽粒淀粉分支酶活性發(fā)生小幅度下降，但高溫處理與對照間無顯著差異，高溫處理期間（花后 12 天）與高溫處理結(jié)束后（花后 22 天）表現(xiàn)一致。

圖 2.3 開花期高溫脅迫對籽粒淀粉分支酶活性的影響（n=3, P<0.05）Fig 2.3 Effect of heat stress on the activity of starch branching enzyme (n=3, P<0.05)2.2.4 干物質(zhì)積累分配開花期高溫脅迫顯著降低 NIPP 與 HTS 單株干物質(zhì)的增加，耐熱性較差的 HTS 高溫逆境下單株干重與對照相比下降幅度更大（圖 2.4 a）。與對照相比，高溫處理導(dǎo)致單穗干物質(zhì)積累量減少，HTS 干物質(zhì)積累量的下降幅度大于 NIPP（圖 2.4 b）。相反，莖鞘及葉片干物質(zhì)量在高溫處理后顯著高于對照，在莖鞘中表現(xiàn)更為突出（圖 2.4 c, d）。穗重占總重的比例在高溫處理顯著低于常溫對照，耐熱性較差的 HTS 穗重占總重比例下降幅度大于耐熱性較好的 NIPP（圖 2.4 e）。莖鞘及葉片干重占總重的比例在高溫處理下顯著高于常溫對照，并且 HTS 增加幅度大于 NIPP（圖 2.4 f, g）。圖 4h 揭示了高溫處理結(jié)束后單穗干物質(zhì)增加量占高溫處理結(jié)束后單株干物質(zhì)積累量的比例，高溫處理下兩株系均顯著下降，并且耐熱性較差的 HTS 下降幅度大于耐熱性較好的 NIPP，高溫處理 NIPP 為 27.9%，HTS 為 17.7%，對照處理 NIPP 為 75.1%，HTS 為 101.7%。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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