水稻分蘗角度動態(tài)變化的生態(tài)生理機理研究和數(shù)量遺傳分析.pdf

1、分蘗是水稻等禾本科作物在生長發(fā)育過程中形成的一種特殊的分枝，是十分重要的株型指標，與籽粒產(chǎn)量密切相關(guān)。分蘗及其葉片著生姿態(tài)是分蘗性狀研究中的核心內(nèi)容，而分蘗角度控制分蘗和葉片的著生姿態(tài)，進而影響植株光能利用和群體內(nèi)個體間競爭。水稻前期分蘗散生可增加植株截光面積、提早封行和抑制雜草發(fā)生，后期分蘗直立則改善群體通風透光、提高抵御病害和倒伏能力。作者及所在課題組在前期研究工作中發(fā)現(xiàn)了前期分蘗散生、拔節(jié)后分蘗漸趨直立的水稻基因型DI508，經(jīng)初

2、步研究，表明其分蘗角度的變化與光周期相關(guān)。在此基礎(chǔ)上，本文以分蘗角度動態(tài)型水稻基因型DI508和全生育期分蘗直立型基因型(協(xié)優(yōu)9308或9308)、半散生基因型(M09或DI444)為材料，分析比較它們的形態(tài)特征和生長發(fā)育特性、光能和養(yǎng)分吸收利用上的差異，利用大田分期播種試驗和可控環(huán)境條件研究水稻分蘗角度的光周期和溫度效應(yīng)，利用2個重組自交系群體進行分蘗角度的QTL分析，以闡明分蘗角度動態(tài)變化的生理生態(tài)和遺傳機理。主要結(jié)果如下：

3、 1、分蘗角度動態(tài)型水稻DI508表現(xiàn)為分蘗期散生快長、拔節(jié)后趨于直立的生長特性，其主莖第1、第2和第3分蘗在始蘗期與水平地面夾角平均分別為59.74°、62.94°和68.54°，與半散生型基因型M09相似，抽穗后分蘗角度幾近90°，與直立型基因型9308相似。DI508的分蘗成穗率為68.35％，高于M09；成熟期單株干重達155.54g，比M09和9308分別高15.84％和64.09％；單蘗干量9.15g，比M09和9308分別

4、高63.69％和44.78％；生育后期上三葉凈光合速率值為26.89μmol.m-2.s-1、25.69μmol.m-2.s-1和24.83μmol.m-2.s-1，下降幅度明顯小于M09和9308。 2、DI508對光環(huán)境適應(yīng)性較強，分蘗盛期和灌漿期的最大凈光合速率和光飽和點介于協(xié)優(yōu)9308(分蘗直立型)和DI444(分蘗半散生型)之間。DI508在弱光下光合速率和表觀量子效率均要高于其它兩個基因型，且光補償點較低。在各種光強

5、下，D1508的羧化效率在分蘗盛期與另外兩個基兇型相近，但在灌漿期明顯高于DI444；同時，該材料有較高的水分利用效率。 3、DI508的分蘗角度在不同施氮條件下均呈動態(tài)變化，且植株收斂指數(shù)在分蘗盛期后逐漸增大，但施氮水平對分蘗角度和植株收斂指數(shù)有明顯的影響：200kg/ha和400kg/ha施氮水平下，DI508分蘗角度和植株收斂指數(shù)明顯大于不施氮或100kg/ha施氮處理。同樣，在不同氮-磷-鉀施用配比條件下，DI508的分

6、蘗角度亦呈動態(tài)變化，但分蘗角度和植株收斂指數(shù)在不同養(yǎng)分配比下差異顯著，表現(xiàn)為隨磷鉀施用比例的增加而減小。DI508從植株形態(tài)和產(chǎn)量上顯示較高的氮利用效率，株高、冠層高度、莖蘗數(shù)、成穗率、凈光合速率、比葉重、單株葉面積、葉面積指數(shù)、干物質(zhì)和產(chǎn)量等均隨著施氮水平和磷、鉀肥比例的提高而增加。 4、在田間不同播期條件下，DI508分蘗角度從半散生漸趨直立的變化均發(fā)生在自然光周期變短(6月21日夏日至)后10-15d。人工光周期處理條件下

7、，DI508的分蘗角度同樣表現(xiàn)出動態(tài)變化，短日照(10h光期)處理促使分蘗角度轉(zhuǎn)變提前，而長日照(14h光期)處理則延緩轉(zhuǎn)變。結(jié)果顯示，DI508分蘗角度發(fā)生變化的臨界光照時數(shù)在10h左右，而溫度對分蘗角度的變化無顯著影響。 5、利用珍汕97B/密陽46雜交后代構(gòu)建的重組自交系(RIL)群體和協(xié)青早B/密陽46雜交后代構(gòu)建的重組自交系(RIL)群體，對分蘗角度進行QTLs分析。結(jié)果表明，在始蘗期2個遺傳群體的第1和9染色體上均檢