水稻品種演替過程中莖鞘非結(jié)構(gòu)性碳水化合物積累與轉(zhuǎn)運(yùn)特征的變化及其機(jī)理研究
發(fā)布時(shí)間:2018-04-22 01:21
本文選題:水稻 + 品種改良; 參考:《華中農(nóng)業(yè)大學(xué)》2017年碩士論文
【摘要】:水稻莖鞘中儲藏的非結(jié)構(gòu)性碳水化合物(NSC,主要包括可溶性糖和淀粉)是籽粒灌漿所需的碳水化合物重要來源,對產(chǎn)量形成具有重要作用。在水稻品種演替過程中籽粒產(chǎn)量逐步增加,但莖鞘NSC積累轉(zhuǎn)運(yùn)的變化特征及其生理基礎(chǔ)仍然不清楚。為此,本研究選取近80年來在全國大面積推廣且能代表品種演替進(jìn)程的21個(gè)中季秈稻品種為材料,其中1940s-1950s時(shí)期包含5個(gè)品種、1960s-1970s時(shí)期包含4個(gè)品種、1980s-1990s包含6個(gè)品種、2000s-2010s包含6個(gè)品種。根據(jù)育成年代并結(jié)合產(chǎn)量變化趨勢將歷史品種劃分為2大類:早期品種(80年代以前的品種)和現(xiàn)代品種(80年代以后的品種)。探究在現(xiàn)代栽培管理?xiàng)l件下不同類型水稻品種莖鞘NSC積累轉(zhuǎn)運(yùn)在水稻品種演替過程中的變化規(guī)律,揭示莖鞘NSC積累轉(zhuǎn)運(yùn)變化的生理機(jī)制,為水稻高產(chǎn)高效栽培與育種提供指導(dǎo)。本試驗(yàn)于2015年和2016年在湖北武穴市大金鎮(zhèn)農(nóng)民田塊進(jìn)行。主要的試驗(yàn)結(jié)果如下:(1)品種演替過程中,水稻產(chǎn)量顯著增加?偡f花數(shù)和每穗穎花數(shù)均隨著品種演替顯著增加。1940s-1950s時(shí)期品種到1960s-1970s時(shí)期品種,水稻產(chǎn)量增加主要在于提高了收獲指數(shù);從1960s-1970s時(shí)期品種到2000s-2010s時(shí)期品種,水稻產(chǎn)量增加主要在于生物量和收獲指數(shù)的共同提高,但以生物量增加為主。(2)品種演替過程中,抽穗期莖鞘NSC積累量逐漸增加。與早期品種相比,現(xiàn)代品種莖鞘NSC積累量增加主要是莖鞘NSC濃度和生物量共同增加引起。早期品種莖鞘NSC積累量增加主要以提高莖鞘NSC濃度為主;現(xiàn)代品種莖鞘NSC積累量增加主要以增加生物量為主。(3)與早期品種相比,現(xiàn)代品種莖鞘NSC積累量增加的主要原因是葉片內(nèi)水解蔗糖的酸性轉(zhuǎn)化酶(INV)和蔗糖合成酶(分解方向)(SSc)活性低,同時(shí)合成蔗糖的蔗糖合成酶(合成方向)(SSs)和蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性更高。此外,莖鞘內(nèi)腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)活性也明顯更高。(4)灌漿期莖鞘NSC的表觀轉(zhuǎn)運(yùn)量(ATMNSC)、表觀轉(zhuǎn)運(yùn)率(ARNSC)、表觀貢獻(xiàn)率(ACNSC)在四個(gè)類型品種間表現(xiàn)為,1980s-1990s時(shí)期品種莖鞘ATMNSC、ARNSC、ACNSC最大,2000s-2010s時(shí)期品種和1960s-1970s時(shí)期品種次之,1940s-1950s時(shí)期品種最小。與早期品種相比,現(xiàn)代品種抽穗后莖鞘ATMNSC、ARNSC、ACNSC均顯著更高。(5)與早期品種相比,現(xiàn)代品種抽穗后莖鞘NSC轉(zhuǎn)運(yùn)能力強(qiáng)的主要原因有三個(gè):從臨時(shí)“源”的角度來講,現(xiàn)代品種抽穗期莖鞘NSC積累量更多,抽穗后莖鞘SPS活性更高,有利于莖鞘NSC輸出;從“流”的角度來講,現(xiàn)代品種穗頸節(jié)內(nèi)大、小維管束數(shù)目也有大幅增加,提供通暢的物質(zhì)運(yùn)輸途徑;從“庫”的角度來講,籽粒庫容增加,籽粒INV和AGPase活性提高,庫容納的同化物量增加以及籽粒中蔗糖-淀粉的轉(zhuǎn)化速度加快,從而有利于NSC轉(zhuǎn)運(yùn)。(6)與NN處理相比,LN處理下莖鞘NSC積累量顯著增加,其主要?dú)w結(jié)于莖鞘NSC濃度的提高。LN處理下莖鞘NSC濃度提高的主要原因是葉片內(nèi)水解蔗糖的INV和SSc活性更低,而葉片內(nèi)合成蔗糖的SSs和SPS活性高,有利于葉片輸出更多的蔗糖。(7)與NN處理相比,LN處理下莖鞘NSC轉(zhuǎn)運(yùn)能力更強(qiáng),其可能原因有:從臨時(shí)“源”方面來講,抽穗時(shí)莖鞘NSC積累量高,灌漿期莖鞘α-淀粉酶、β-淀粉酶和SPS活性高,有利于莖鞘內(nèi)NSC動(dòng)員以及再分配;從“庫”水平上來講,籽粒內(nèi)SSc和AGPase活性更高,籽粒中蔗糖-淀粉的轉(zhuǎn)化速度加快。
[Abstract]:In this paper , the changes of stem sheath NSC accumulation in the stem and sheath of rice varieties were mainly caused by the increase of biomass and harvest index . ( 5 ) Compared with early varieties , there are three main reasons for the stronger transport ability of the stem sheath NSC after the spike of the modern variety . In the view of " the source " , the quantity of the stem sheath NSC in the spike sheath of the modern variety is much higher , which is beneficial to the movement of the stem sheath NSC .
【學(xué)位授予單位】:華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2017
【分類號】:S511
【參考文獻(xiàn)】
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3 劇成欣;陶進(jìn);錢希e,
本文編號:1784977
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