水稻蔗糖合成相關(guān)酶活性和基因表達及產(chǎn)量對硅營養(yǎng)的響應(yīng).pdf

1、水稻是典型的喜硅作物，其根系能主動吸收硅，莖葉中含硅量通常占干物重的10％-20％。硅元素缺乏會影響水稻的生長發(fā)育，嚴重時會導致減產(chǎn)。增加水稻硅施用量，不僅可以優(yōu)化水稻的受光態(tài)勢、提高水稻的抗倒伏能力、增強水稻對水分脅迫、鹽脅迫等多種非生物脅迫以及對稻瘟病、胡麻斑病等生物脅迫的抗性，又可以減少農(nóng)藥用量和農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境污染以及保證水稻的可持續(xù)生產(chǎn)都具有重要的生產(chǎn)意義。
　　關(guān)于施用硅肥對水稻產(chǎn)量和抗倒伏以及抗病等方面的影響，國內(nèi)外已有

2、很多報道，但對灌漿過程中硅營養(yǎng)對水稻產(chǎn)量、品質(zhì)性狀和抗倒伏性以及蔗糖合成相關(guān)酶活性和基因mRNA表達量的影響方面國內(nèi)外報道并不很多。因此，本試驗選用寒地早熟品種空育131、墾稻12號、龍粳21號及穗數(shù)型高產(chǎn)品種松粳6號和穗重型超級稻品種松粳9號分別進行田間隨機區(qū)組試驗和盆栽試驗，研究了水稻灌漿過程中葉片蔗糖合成相關(guān)酶活性和基因轉(zhuǎn)錄表達量以及產(chǎn)量、品質(zhì)和抗倒伏性狀對硅營養(yǎng)的響應(yīng)，旨在為明確寒地水稻施用硅肥效果和最佳施用時期以及闡明硅營養(yǎng)響

3、應(yīng)的分子機理提供理論依據(jù)。
　　研究結(jié)果表明，灌漿過程中葉片蔗糖合成酶活性和蔗糖磷酸合成酶活性表現(xiàn)為單峰曲線變化趨勢，其中蔗糖合成酶活性是抽穗后20d-25d達到峰值，而蔗糖磷酸合成酶活性是抽穗后15d和20d到達峰值;灌漿過程中葉片酸性蔗糖轉(zhuǎn)化酶活性是從抽穗后10d開始一直呈逐漸降低的變化，在本試驗中抽穗后10d的酶活性最高;硅營養(yǎng)對灌漿過程中的葉片蔗糖合成酶、蔗糖磷酸合成酶、酸性蔗糖轉(zhuǎn)化酶活性都有顯著的影響，幼穗分化始期增加硅

4、營養(yǎng)能顯著提高蔗糖合成相關(guān)酶活性。灌漿過程中上述三個蔗糖合成相關(guān)酶活性是獨立的變化過程。
　　灌漿過程中葉片蔗糖合成酶基因SUT和AGPL的mRNA表達量呈單峰曲線變化，隨灌漿進程表達量逐漸升高，達到峰值后又逐漸下降，其中AGPL基因mRNA表達量達到峰值的時間為抽穗后15d，而SUT基因是抽穗后20-25d，幼穗分化始期增加硅營養(yǎng)可提高灌漿過程中葉片蔗糖合成酶基因的轉(zhuǎn)錄表達量，而且兩基因的轉(zhuǎn)錄表達過程是相互獨立。
　　對寒

5、地水稻而言，最佳施用硅肥的時期是從最高分蘗期至幼穗分化始期。適量的施用硅肥能夠顯著提高寒地水稻產(chǎn)量，硅肥最佳施用量因品種而異，施用量少增產(chǎn)效果不顯著，過多會導致減產(chǎn)，肥料效率低;硅肥對產(chǎn)量和品質(zhì)的影響因品種和施肥量而異，但是適宜的施用硅肥可以減少無效分蘗提高成穗率、穗粒數(shù)和結(jié)實率、單株實粒重以及降低稻米直鏈淀粉含量和蛋白質(zhì)含量，而且顯著提高稻米RVA特性中的最高黏度和崩解值，而消減值顯著變小，有利于提高稻米淀粉黏特。幼穗分化始期增加硅營

6、養(yǎng)增粗莖稈和縮短莖稈節(jié)間長度，并顯著提高莖稈的抗倒伏能力，尤其是顯著提高灌漿后期的抗倒伏能力。因此，寒地水稻施用硅肥有利于提高產(chǎn)量和改善稻米品質(zhì)以及抗倒伏性。
　　灌漿過程中葉片蔗糖合成酶活性與稻米支鏈淀粉和直鏈淀粉以及蛋白質(zhì)含量間均呈顯著或不顯著的正相關(guān);蔗糖磷酸合成酶活性與稻米蛋白質(zhì)含量間均呈正相關(guān)，與支鏈淀粉和直鏈淀粉含量間呈正相關(guān)或負相關(guān)，但相關(guān)都沒達到顯著水平;酸性蔗糖轉(zhuǎn)化酶活性與稻米蛋白質(zhì)含量間均呈負相關(guān)，與支鏈淀粉和