籽粒蛋白質(zhì)含量不同的轉(zhuǎn)基因水稻產(chǎn)量形成特點(diǎn)及其調(diào)控.pdf

1、水稻是人類賴以生存的主要糧食作物之一，持續(xù)提高水稻產(chǎn)量對(duì)保證糧食供應(yīng)安全和社會(huì)穩(wěn)定起十分重要的作用。蛋白質(zhì)作為稻米中的第二大類貯藏物質(zhì)，是人類蛋白的重要來源之一。但水稻籽粒蛋白質(zhì)含量與產(chǎn)量的關(guān)系仍不十分清楚。本試驗(yàn)以日本晴(編號(hào)為A0)和以其為親本通過轉(zhuǎn)基因方式獲得的籽粒蛋白質(zhì)含量有明顯差異的水稻(編號(hào)分別為A2、A4、A9、A11、A19)為材料，研究了施氮量、結(jié)實(shí)期干濕交替灌溉、施用粒肥和噴施外源激動(dòng)素對(duì)上述轉(zhuǎn)基因水稻材料產(chǎn)量形成的

2、影響，以期闡明籽粒蛋白質(zhì)含量不同的轉(zhuǎn)基因水稻產(chǎn)量形成特點(diǎn)及其調(diào)控。主要結(jié)果如下：
　?、旁谙嗤┑織l件下，籽粒蛋白質(zhì)含量均表現(xiàn)為A2最低，A19最高，中間依次為A0、A4、A9、A11。蛋白質(zhì)含量高的水稻材料，其產(chǎn)量水平相對(duì)較低，主要表現(xiàn)為結(jié)實(shí)率與籽粒蛋白質(zhì)含量呈極顯著負(fù)相關(guān)。隨著施氮量的增加，籽粒蛋白質(zhì)含量均有不同程度增加，但各材料籽粒蛋白質(zhì)含量高低順序一致。在本試驗(yàn)施氮量(0～270 kg hm-2)條件下，隨著施氮水平的提

3、高，各水稻材料產(chǎn)量明顯增加，產(chǎn)量增加的主要原因是由于單位面積穗數(shù)和每穗粒數(shù)增加所致。
　?、谱蚜５鞍踪|(zhì)含量高的水稻材料抽穗后莖鞘內(nèi)貯藏物質(zhì)少，向籽粒轉(zhuǎn)運(yùn)量低，對(duì)產(chǎn)量貢獻(xiàn)率小;劍葉中蛋白水解酶活性高、超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)和過氧化物酶(POD)等膜質(zhì)過氧化酶活性低、玉米素(Zeatin，Z)+玉米素核苷(Zeatin riboside,ZR)和吲哚-3-乙酸(Indole-3-acetin acid，IAA)

4、含量低而脫落酸(Abscisic acid, ABA)含量高，使得葉片衰老加快，葉片光合速率降低，減少了抽穗后光合產(chǎn)物的供應(yīng);弱勢粒中Q-酶活性、Z+ZR和IAA含量相對(duì)較低，ABA含量較高，降低了弱勢粒的灌漿速率。以上均為引起籽粒蛋白質(zhì)含量高的水稻結(jié)實(shí)率下降并進(jìn)而最終導(dǎo)致產(chǎn)量降低的重要生理原因。
　?、墙Y(jié)實(shí)期輕干濕交替灌溉提高了A2（籽粒蛋白質(zhì)含量最低）、A0（籽粒蛋白質(zhì)含量中等）、A19（籽粒蛋白質(zhì)含量最高）等材料花后單位干重

5、根系氧化力和抽穗后莖鞘中非結(jié)構(gòu)性碳水化合物(NSC)運(yùn)轉(zhuǎn)量，提高了其劍葉中CAT、POD和SOD等酶的活性，降低了蛋白水解酶活性和MDA含量。輕干濕交替灌溉也提高了上述三個(gè)材料弱勢粒中Q-酶的活性，促進(jìn)了其弱勢粒灌漿，增加了其粒重和結(jié)實(shí)率，最終使產(chǎn)量提高。在重干濕交替灌溉條件下結(jié)果則相反。施用粒肥和噴施外源激動(dòng)素與結(jié)實(shí)期輕干濕交替灌溉有類似的作用。此外，噴施外源激動(dòng)素還可以提高劍葉和籽粒中Z+ZR以及IAA的含量，降低ABA含量，促進(jìn)弱