不同倍性水稻差異性狀及相關(guān)機(jī)理研究.pdf

1、水稻是主要的糧食作物，在中國(guó)水稻植株種植面積占耕地面積的30％。部分水稻品種染色體組加倍后產(chǎn)生的劑量效應(yīng)能夠相應(yīng)提高水稻的產(chǎn)量、品質(zhì)和環(huán)境適應(yīng)性。本文對(duì)不同倍性水稻不同性狀之間差異進(jìn)行對(duì)比性研究，為更好的利用四倍體水稻提供理論指導(dǎo)。
　　本文以5份同源四倍體水稻和5份相應(yīng)的二倍體水稻為材料，收獲后對(duì)其7個(gè)谷粒性狀、堊白度、膠稠度、堿消值、糊化溫度、可溶性蛋白質(zhì)和直鏈淀粉含量進(jìn)行了差異性比較分析[1]，同時(shí)對(duì)其進(jìn)行結(jié)實(shí)率差異分析。并

2、通過(guò)激光掃描共聚焦顯微鏡對(duì)四倍體水稻花粉的發(fā)育過(guò)程及花粉管生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)進(jìn)行觀察研究，同時(shí)對(duì)花粉直徑和正常發(fā)育花粉進(jìn)行概率統(tǒng)計(jì)。最后對(duì)四倍體水稻耐鹽機(jī)理進(jìn)行研究，包括內(nèi)源物質(zhì)的積累及脂膜過(guò)氧化產(chǎn)物丙二醛（MDA），超氧化物歧化酶（SOD），過(guò)氧化氫酶(CAT)和過(guò)氧化物酶(POD)的動(dòng)態(tài)變化情況[2]。通過(guò)對(duì)五份對(duì)應(yīng)材料研究結(jié)果如下：
　　1、在谷粒性狀中，5個(gè)品種大多都達(dá)到顯著差異水平，四倍體水稻與相應(yīng)二倍體水稻相比。同源四倍體水稻較

3、其二倍體莖稈粗度增加的較多。四倍體植株的單粒重更高，最高為圭630（4）0.57g。對(duì)于膠稠度水平，紅米品種基本達(dá)到一個(gè)中膠稠度的類(lèi)別，達(dá)到消費(fèi)者喜愛(ài)水平。在糊化溫度水平，同源四倍體水稻達(dá)到消費(fèi)者喜愛(ài)的中糊化溫度。在可溶性蛋白質(zhì)、直鏈淀粉和蛋白質(zhì)含量均為增加趨勢(shì)，只是堊白度較大。結(jié)實(shí)率的研究發(fā)現(xiàn)四倍體水稻雖然均低于其相應(yīng)的二倍體品種，但仍有結(jié)實(shí)率較高的品種，存在優(yōu)勢(shì)的品種較多?？偟膩?lái)說(shuō)，盡管不同品種之間的差異存在，但存在一些水稻品種染色

4、體加倍后的劑量效應(yīng)能夠提高水稻的產(chǎn)量、品質(zhì)。[1]。
　　2、花粉發(fā)育過(guò)程自四分體后分成七個(gè)階段發(fā)育完成?；ǚ壑睆浇y(tǒng)計(jì)研究發(fā)現(xiàn)，四倍體水稻明顯高于其相應(yīng)二倍體水稻，且大多達(dá)到極顯著水平，其中增幅最大的是紫粳（4），平均直徑達(dá)62.426μm。花粉的變大可能與四倍體水稻染色體加倍存在一定關(guān)系。花粉發(fā)育過(guò)程與二倍體一致，但存在較多異常發(fā)育的現(xiàn)象。四倍體水稻正常發(fā)育概率明顯低于其相應(yīng)二倍體水稻，最低為紫米（4）57.40%。值得一提的是

5、在某些四倍體水稻花粉中發(fā)現(xiàn)了雙萌發(fā)孔現(xiàn)象且占一定的比率。同源四倍體水稻花粉粒發(fā)育異常的現(xiàn)象主要有細(xì)胞質(zhì)消失、細(xì)胞褶皺和細(xì)胞質(zhì)聚集染色中間形成空洞等，其中細(xì)胞褶皺和細(xì)胞質(zhì)消失只能看到細(xì)胞壁的現(xiàn)象最為常見(jiàn)。在對(duì)花粉管生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)研究發(fā)現(xiàn)，生長(zhǎng)過(guò)程與二倍體水稻一致，同源四倍體水稻花粉管生長(zhǎng)速率略低于其相應(yīng)二倍體且發(fā)育緩慢。同時(shí)發(fā)現(xiàn)當(dāng)具有兩個(gè)萌發(fā)孔的花粉粒落在柱頭時(shí)，存在兩種情況，有的只能伸出一個(gè)花粉管；有的兩個(gè)萌發(fā)孔同時(shí)伸出花粉管的現(xiàn)象。還發(fā)現(xiàn)一

6、些異常發(fā)育的花粉粒也可以進(jìn)一步發(fā)育伸出花粉管，但是否具有受精能力，仍需進(jìn)一步的觀察研究。
　　3、在較高濃度的鹽脅迫下，不同倍性水稻幼苗的發(fā)芽勢(shì)均下降，然而四倍體水稻的發(fā)芽率及發(fā)芽勢(shì)會(huì)不同程度的高于其相應(yīng)的二倍體品種。對(duì)于脯氨酸含量的研究，發(fā)現(xiàn)處理后其含量均呈上升趨勢(shì)且四倍體水稻增幅均更高?？扇苄缘鞍踪|(zhì)含量在處理后明顯降低，但四倍體水稻含量同樣高于其二倍體水稻。
　　4、鹽脅迫后，在所有研究的水稻品種中丙二醛含量均明顯升高，

7、但四倍體水稻增幅相對(duì)于二倍體較低。在一定程度上說(shuō)明四倍體水稻在鹽脅迫后，膜系統(tǒng)受損傷程度更低。鹽脅迫下，四倍體水稻的SOD、POD、CAT三種保護(hù)性酶活性均高于二倍體水稻，但增幅不同。說(shuō)明在鹽脅迫下四倍體水稻對(duì)活性氧的清除能力更高。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)同源四倍體水稻在同樣的鹽處理下表現(xiàn)出更好的適應(yīng)性，應(yīng)激能力更好。
　　本研究調(diào)查了不同品種不同倍性水稻之間米質(zhì)的差異及在鹽脅迫下生理生化變化情況，并利用激光掃描共聚焦顯微鏡對(duì)花粉發(fā)育過(guò)程及花