Wx近等基因系水稻的產(chǎn)量和稻米品質(zhì)及其穗肥施用的效應(yīng)研究.pdf

1、隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對(duì)主食稻米的需求正在從數(shù)量型向質(zhì)量食味型轉(zhuǎn)變，稻米的高產(chǎn)與優(yōu)質(zhì)并存已經(jīng)成為水稻生產(chǎn)中亟需解決的問題。Wx基因是決定稻米品質(zhì)的關(guān)鍵基因之一，在遺傳學(xué)和分子生物學(xué)方面已經(jīng)有了較為透徹的分析，但在群體條件下系統(tǒng)分析Wx等位基因在產(chǎn)量形成和群體發(fā)育等方面作用效應(yīng)的研究尚未得到有效開展。作為本研究的前期工作，建立了以揚(yáng)輻糯4號(hào)為親本，導(dǎo)入不同Wx等位基因（Wxa-1、Wxa-2、Wxb、Wxin）的Wx

2、基因近等基因系。本研究以這套Wx基因近等基因系為供試材料，并實(shí)施不同的穗肥處理，改變水稻結(jié)實(shí)期的生長(zhǎng)條件，研究不同的Wx等位基因?qū)λ井a(chǎn)量及其構(gòu)成因素、群體生理特性、稻米品質(zhì)、籽粒發(fā)育及淀粉粒結(jié)構(gòu)的影響，初步評(píng)價(jià)了Wx基因的作物學(xué)效應(yīng)。主要結(jié)果如下：
　　⑴不同的Wx基因系材料間存在較為明顯的產(chǎn)量差異，Y1（Wxb基因系）Y9（wx基因系）的產(chǎn)量水平表現(xiàn)一般較低，而Y3（Wxa-1基因系）、Y5（Wxa-2基因系）、Y7（Wxin

3、基因系）的產(chǎn)量水平相對(duì)較高，特別是Wxa-2基因系多數(shù)條件下表現(xiàn)最高的產(chǎn)量水平。不同的Wx基因?qū)λ敕适┯玫姆磻?yīng)也存在不同的基因型差異，Wxin、wx基因型水稻反應(yīng)較不敏感，而Wxb、Wxa-1、Wxa-2相對(duì)敏感，隨著穗粒肥水平的提高，產(chǎn)量增加較為明顯。不同Wx等位基因?qū)τ行霐?shù)、每穗粒數(shù)、千粒重均有顯著影響。在wx背景材料中導(dǎo)入不同的Wx基因，有效穗數(shù)增加;Wxb(Y1)、Wxa-1(Y3)、Wxa-2(Y5)基因系每穗粒數(shù)水平較低，

4、而Wxin(Y7)、wx(Y9)基因系每穗粒數(shù)較高;Wxa-2基因型水稻千粒重最大，wx基因型千粒重最小。
　?、撇煌腤x基因?qū)λ境樗肫诤徒Y(jié)實(shí)期的光合速率有一定的影響?？傮w上wx(Y9)基因系光合速率表現(xiàn)最低，Wxin(Y7)和Wxa-2(Y5)基因系表現(xiàn)較高水平，Wxb(Y1)和Wxa-1(Y3)基因系相對(duì)次之。隨著穗肥施用水平的提高，光合速率有明顯上升，但在不同的Wx基因系間的影響程度有所不同。與光合速率的差異相對(duì)應(yīng)，葉綠

5、素?zé)晒鈪?shù)Fv/Fm也出向相應(yīng)的差異。不同的Wx基因系水稻葉片葉綠素含量在結(jié)實(shí)期的變化表現(xiàn)出一定的差異，Wxb和wx結(jié)實(shí)后期葉片SPAD值下降緩慢，而Wxa-2基因型材料結(jié)實(shí)后期葉片較易衰老。
　　⑶在抽穗期，不同的Wx基因系間單莖干物質(zhì)生產(chǎn)量即存在較為明顯的差異，Y1、Y9生產(chǎn)能力相對(duì)較差，而Y3、Y5、Y7物質(zhì)生產(chǎn)能力相對(duì)較高;除Y9外，其他材料隨穗肥使用，抽穗期的干物質(zhì)生產(chǎn)有明顯增加。成熟期的干物質(zhì)積累情況和抽穗期趨勢(shì)接近。

6、結(jié)實(shí)期的干物質(zhì)積累各材料并未出現(xiàn)較大差異，總體生產(chǎn)力偏小的Y9，結(jié)實(shí)期生產(chǎn)能力卻表現(xiàn)不差。表明不同Wx基因?qū)Ω晌镔|(zhì)生產(chǎn)的影響，主要表現(xiàn)在抽穗之前的生產(chǎn)差異，而抽穗后的積累能力差異較小。
　　⑷不同Wx基因系材料間的差異首先表現(xiàn)為直鏈淀粉的合成差異，直接相關(guān)的GBSS酶峰值活性表現(xiàn)為Wxa-2(Y5)、Wxa-1(Y3)、Wxin(Y7)、Wxb(Y1)、wx(Y9)的由大到小的順序，這種趨勢(shì)在不同穗肥水平下表現(xiàn)一致。除此之外，淀粉

7、合成過程的其他幾個(gè)關(guān)鍵酶，ADPG-ppase、SSS和SBE在其活性高峰水平也均出現(xiàn)顯著的材料間差異。可見，Wx基因?qū)Ψ蔷幋a的其他淀粉合成相關(guān)酶類也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的影響。
　?、刹煌腤x基因系間稻米的外觀品質(zhì)存在著顯著的差異，導(dǎo)入Wx基因增大了籽粒的粒長(zhǎng)、粒寬，同時(shí)降低了籽粒的堊白度，但對(duì)稻米的加工品質(zhì)未見顯著影響。而對(duì)于蒸煮食味品質(zhì)，不同Wx近等基因系間崩解值、消減值、峰值時(shí)間和糊化溫度均表現(xiàn)為Wxa-2＞ Wxa-1＞W(wǎng)xin

8、＞ Wxb＞ wx。稻米淀粉DSC特征值存在著明顯的基因型差異，起始溫度、峰值溫度、終止溫度和糊化范圍均以親本揚(yáng)輻糯4號(hào)最高，Wxb次之，Wxa-1、Wxa-2、Wxin較低;熱焓值則以Wxa-2最低，峰值指數(shù)以wx和Wxb表現(xiàn)較小，而Wxa-1、Wxa-2表現(xiàn)較高。
　?、什煌琖x近等基因系材料淀粉的相對(duì)結(jié)晶度差異顯著，表現(xiàn)為wx(Y9)＞W(wǎng)xb(Y1)＞ Wxin(Y7)＞W(wǎng)xa-1(Y3)＞W(wǎng)xa-2(Y5)，表明不同Wx基