不同温度对水稻灌浆期籽粒淀粉关键酶活性及稻米品质的影响
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农技推广系统种植业岗位培训练习题(问答)1、高产水稻栽培在肥料运筹上,按基肥、追肥的比重及其追肥时期、数量配置上,水稻施肥法一般可分为哪四种?每种施肥法的主要特点是什么?。
答:1.底肥“一道清”施肥法即将全部肥料于整田时一次施下,使土肥充分混合的全层施肥法。
适用于粘土、重壤土等保肥力强的稻田。
2.“前促”施肥法在施足底肥基础上,早施、重施分蘖肥,使稻田在水稻生长前期有丰富的速效养分,以促进分蘖早生快发,确保增蘖增穗。
尤其是基本苗较少的情况下更为重要。
一般基肥占总施肥量的70~80%,其余肥料在返青后全部施用。
此施肥法多用于栽培生育期短的品种,施肥水平不高或前期温度较低,肥效发挥慢的稻田。
3.“前促、中控、后补”施肥法这种施肥法仍注重肥料的早期施用。
其最大特点是强调中期限氮和后期补氮。
在施足底肥基础上,前期早攻分蘖肥,促进分蘖确保多穗,中期晒田控氮,抑制无效分蘖,争取壮杆大穗,后期酌情施穗肥,以达多穗多粒增加粒重的目的。
这种施肥法,在生产上应用广泛,尤其在南方一季中稻区,适用于施肥水平较高,生育期较长,分蘖穗比重大的杂交稻。
4.“前稳、中促、后保”施肥法在栽足基本苗的前提下,减少前期施肥量,使水稻稳健生长,主要依靠栽培的基本苗成穗,本田期不要求过多分蘖。
中期重施穗肥,促进穗大粒多,后期适当补施粒肥,增加结实率和粒重。
适用于生长期较长的品种和肥料不足,土壤保肥力较差田块。
以上几种方法各有其适应条件,不能一概而论。
但从水稻的生育特点与对肥料的吸收规律,前期集中施肥与分段施肥,则以分段施肥更有利于各产量构成因素的发展,获得较理想的产量。
2、壮秧的一般标准和意义。
答:1.壮秧的标准壮秧的标准有形态特征和生理特性两方面。
形态特征包括叶宽苗健、扁蒲白根、生长整齐、适当秧龄等,生理特性包括光合能力强、碳氮比(C/N)适中、束缚水含量相对较高、移栽后发根力和抗逆性强等方面。
2.壮秧的意义在南方稻区,特别是双季稻,水稻秧田期常占全生育期的1/4~1/3,营养生长期则有1/2~2/3在秧田期渡过,所以秧苗好坏对水稻产量影响很大。
各种植物激素对水稻籽粒灌浆的影响及其机制叶菀;齐智伟;李晓静;饶玉春【摘要】综述了生长素、细胞分裂素、脱落酸、赤霉素、乙烯这五大植物激素以及多胺、5-氨基酮戊酸、烯效唑这3类小分子物质对水稻籽粒灌浆、结实的影响,为使用植物激素、小分子物质调控水稻灌浆以提高产量提供理论依据.%The influence of five hormone, auxin, cytokinin, abscisic acid, gibberellin, ethylene, and three micromolecule, polyamine, unicon-rnazole on grain filling and setting were summarized, which provides theoretical basis for using plant hormone and micromolecule to increase thernproduction of rice.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2013(041)001【总页数】3页(P9-11)【关键词】水稻灌浆期;植物激素;籽粒结实;产量【作者】叶菀;齐智伟;李晓静;饶玉春【作者单位】浙江师范大学化学与生命科学学院,浙江金华321004;浙江师范大学化学与生命科学学院,浙江金华321004;浙江师范大学化学与生命科学学院,浙江金华321004;浙江师范大学化学与生命科学学院,浙江金华321004【正文语种】中文【中图分类】S511水稻为世界五大粮食作物之一。
提高水稻产量,将有效解决世界粮食短缺问题。
水稻整个生育期可分为营养生长期和生殖生长期。
籽粒的形成在生殖生长期。
生殖生长期又包括拔节孕穗期、抽穗开花期和灌浆结实期3个时期。
对产量起最终决定作用的是灌浆结实期。
而籽粒灌浆指光合产物向籽粒运输的过程。
在灌浆结实期,水稻籽粒的生长发育、灌浆充实过程主要是胚乳细胞的发育及胚乳中淀粉的合成与积累过程。
櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄[73]陶 钰,姚 宇,王坤庭,等.穗肥氮素用量与结实期遮光复合作用对常规粳稻品质的影响[J].作物学报,2022,48(7):1730-1745. [74]HuangSJ,ZhaoCF,ZhuZ,etal.CharacterizationofeatingqualityandstarchpropertiesoftwoWxallelesjaponicaricecultivarsunderdifferentnitrogentreatments[J].JournalofIntegrativeAgriculture,2020,19(4):988-998.[75]韩展誉,管弦悦,赵 倩,等.灌浆温度和氮肥及其互作效应对稻米贮藏蛋白组分的影响[J].作物学报,2020,46(7):1087-1098.[76]YamakawaH,HiroseT,KurodaM,etal.Comprehensiveexpressionprofilingofricegrainfilling-relatedgenesunderhightemperatureusingDNAmicroarray[J].PlantPhysiology,2007,144(1):258-277. [77]马兆惠,李 坤,程海涛,等.表观直链淀粉和蛋白质双低型粳稻食味的关联性状分析[J].沈阳农业大学学报,2019,50(1):10-18.[78]王文霞,陈丽明,王海霞,等.淹水缓解直播早籼稻苗期低温冷害的生理特性研究[J].中国水稻科学,2021,35(2):166-176.[79]TangS,ZhangHX,LiuWZ,etal.Nitrogenfertilizeratheadingstageeffectivelycompensatesforthedeteriorationofricequalitybyaffectingthestarch-relatedpropertiesunderelevatedtemperatures[J].FoodChemistry,2019,277:455-462.刘琳帅,卞景阳,孙兴荣,等.水稻低温冷害的研究进展[J].江苏农业科学,2022,50(24):9-15.doi:10.15889/j.issn.1002-1302.2022.24.002水稻低温冷害的研究进展刘琳帅1,2,卞景阳1,2,孙兴荣1,2,邵 凯1,2,刘 凯2,3,来永才2,3,姜树坤4(1.黑龙江省农业科学院大庆分院,黑龙江大庆163316;2.国家耐盐碱水稻技术创新中心东北分中心,黑龙江大庆163316;3.黑龙江省农业科学院,黑龙江哈尔滨150086;4.黑龙江省农业科学院齐齐哈尔分院,黑龙江齐齐哈尔161006) 摘要:低温胁迫被认为是严重影响水稻生产的重要非生物胁迫之一,明确水稻生长发育对低温胁迫的响应机制并加以利用,进而在生产上采取耐冷栽培措施或培育出耐冷性较强的水稻新品种对土壤的充分利用和水稻生产的安全性都具有重要意义。
华中农业大学硕士学位论HUAZHONG AGRICULTURAL UNIVERSITY 硕士学位论文 MASTER’S DEGREE DISSERTATION稻米品质形成对施氮水平和灌浆期温度的响应 RESPONSE OF RICE QUALITY FORMATION TO NITROGENLEVEL AND TEMPERATURE DURING GRAIN FILLINGSTAGE中国 武汉 WUHAN,CHINA 二〇一八年六月 JUNE ,2018研 究 生:张利娟CANDIDATE : ZHANG LIJUAN学 号:2016301120037 STUDENT NO.:专 业:作物学 MAJOR : CROP SCIENCE导 师: SUPERVISOR :曹凑贵 教授PROFESSOR CAO COUGUI华中农业大学硕士学位论文稻米品质形成对施氮水平和灌浆期温度的响应Response of rice quality formation to nitrogen level andtemperature during grain filling stage研究生: 张利娟学号 : 2016301120037指导教师 : 曹凑贵教授蔡明历高级工程师学位类型领域::农业硕士作物学华中农业大学植物科学技术学院中国·武汉College of Plant Sciences and Technology Hua ZhongAgruicultural UniversityWuhan,China分类号密级本研究得到长江中下游北部单双季稻混作区周年光温高效利用与水肥精确调控节本丰产增效关键技术研究与模式构建(项目编号:2017YFD0301400)的资助。
稻米品质形成对施氮水平和灌浆期温度的响应目录目录 (I)摘要 (i)Abstract ................................................................................................................................................... i v 1前言. (1)1.1问题的由来 (1)1.2温度和施氮水平对水稻生长发育及产量的影响 (2)1.2.1温度对水稻生长发育及产量的影响 (2)1.2.2施氮水平对水稻生长发育及产量的影响 (2)1.3 灌浆期温度和施氮水平对稻米品质的影响 (3)1.3.1灌浆期温度对稻米品质的影响 (3)1.3.2施氮水平对稻米品质的影响 (4)1.4稻米品质评价与分类方法 (5)1.5研究目的及意义 (6)1.6主要研究内容 (6)1.6.1灌浆期温度响应试验 (6)1.6.2氮肥响应试验 (6)1.7技术路线 (7)2材料与方法 (8)2.1 试验地点及材料 (8)2.1.1试验地点概况 (8)2.1.2试验材料 (8)2.2试验设计 (8)2.2.1试验处理 (8)2.2.2田间管理 (9)华中农业大学2018届硕士研究生学位论文2.3测定指标与方法 (9)2.3.1气象数据 (9)2.3.2生育进程 (10)2.3.3 灌浆期剑叶SPAD值 (10)2.3.4干物质积累量与植株总氮含量 (10)2.3.5产量 (10)2.3.6稻米品质 (11)2.4数据分析方法 (11)3结果与分析 (11)3.1不同处理灌浆期温度条件及其生育进程 (11)3.2灌浆期温度对稻米品质的影响 (14)3.3灌浆期温度对产量及其构成因子的影响 (17)3.4灌浆期温度对SPAD值的影响 (19)3.5灌浆期温度对成熟期干物质积累与分配的影响 (20)3.6不同灌浆期温度处理的生理指标与品质形成的相关性 (23)3.6.1剑叶SPAD值与品种类型的相关性 (23)3.6.2干物质积累与分配与品种类型的相关性 (23)3.7不同施氮水平的生育进程 (28)3.8施氮水平对稻米品质的影响 (29)3.9施氮水平对产量的影响 (33)3.10施氮水平对灌浆期剑叶SPAD值的影响 (35)3.11施氮水平对植株总氮含量的影响 (39)3.12氮素水平对干物质积累及分配的影响 (41)3.13不同施氮水平的生理指标与品质形成的相关性 (46)3.13.1 灌浆期剑叶SPAD值与品种类型的相关性 (46)3.13.2植株含氮量与品种类型的相关性 (48)3.13.3齐穗期、成熟期干物质积累分配与品种类型相关性 (49)4讨论 (52)4.1不同品种对灌浆期温度反应的分类 (52)4.2灌浆期温度条件对不同类型品种影响的差异性 (52)4.2.1灌浆期温度条件对不同类型品种生长发育的影响 (52)4.2.2 灌浆期温度对产量的影响 (53)4.2.3灌浆期温度对稻米品质的影响 (54)4.3不同品种对施氮水平反应的分类 (54)4.4 施氮水平对不同类型品种影响的差异性 (56)4.4.1施氮水平对水稻群体生长发育的影响 (56)4.4.2施氮水平对产量及其构成因子的影响 (57)4.4.3施氮水平对稻米品质的影响 (57)5 结论 (58)参考文献 (60)致谢 (67)摘要为了探讨不同水稻品种的稻米品质对不同施氮水平和灌浆期温度条件的响应,筛选出稻米外观品质好、氮素或高温稳定性强的水稻品种,探明品种特征特性与品质稳定性关系,为优质稻品种选择、优质稻栽培中合理施氮、科学安排播种期等提供理论依据。
博士研究生入学考试题一作物生理学1.比较分析环境因子对禾谷类作物籽粒淀粉合成和蛋白质积累的影响及其异同点。
1、地域禾谷类作物籽粒蛋白质和淀粉含量有明显的地区差异性。
在同一经度上由北向南每推进10。
,籽粒中蛋白质平均提高4.5%,淀粉含量平均降低0.5%。
而在同一纬度上由西向东推进40。
,蛋白质含量提高了5.47%。
低温和长昼减慢了淀粉的生物合成。
2、温度温度对禾谷类作物籽粒蛋白质和淀粉含量的影响,主要是指气温。
玉米、水稻、大豆等作物籽粒蛋白质含量均随气温的升高而增加。
籽粒蛋白质含量与抽穗至成熟期间的平均气温呈显著正相关。
多数研究认为,水稻籽粒成熟期间的温度(无论是气温还是水温)与稻米直链淀粉含量呈负相关.有研究表明,在22〜31。
C的温度范围内,随着平均温度的升高,低直链淀粉品种的直链淀粉含量下降,但中等和高直链淀粉品种,直链淀粉含量未改变.3、水分小麦、水稻、豆类及油料作物等籽粒蛋白质和淀粉含量随降水量增加、土壤水分增多而减少。
水分不足条件下,含量提高可能与籽粒缩小有关。
4、养分增施氮肥,可以提高籽粒蛋白质含量。
磷钾肥对蛋白质含量的影响是间接的。
与氮代谢有关,施用适量磷钾肥有助于氮肥发挥作用,氮磷钾配合施用,产量和蛋白质含量均明显增加,蛋白质总量提高近1倍。
施肥可以提高籽粒中蛋白质含量,但蛋白质的生物价值却有所降低.此外,硫能提高蛋白质含量,改善蛋白质的氨基酸组成。
施用钾肥和磷肥有利于子粒淀粉含量的提高,氮肥能引起淀粉含量的下降。
4、病虫害病、虫危害均使使子粒淀粉和蛋白质含量下降。
2.以某一作物为例,分析其源库特征与栽培对策.玉米“源”、“库”、“流”是玉米产量构成的三大因素.只有当作物群体和个体的发展达到源足、库大、流畅的要求时,才可能获得高产。
实际上,源、流、库的形成和功能的发挥不是孤立的,而是相互联系、相互促进的,有时可以相互代替.从源与库的关系看,源是产量库形成和充实的物质基础.作物在正常生长情况下,源与库的大小和强度是协调的,否则,若有较多的同化物而无较大的贮存库,或者有较大的贮存库而无较多的同化物,均不能高产。
非对称性增温对水稻品种南粳44米质及关键酶活性的影响董文军;田云录;张彬;陈金;张卫建【摘要】气候变暖存在明显的昼夜不同步性,日最低气温升幅大于日最高气温升幅.利用稻田开放式增温系统在江苏南京开展了昼夜不同增温对稻米品质及其关键酶活性的影响研究.结果表明,3种增温处理均明显提前了水稻的灌浆结实期,并改变了灌浆期高于35℃高温的出现日期和天数,引起稻米整精米率、垩白率、垩白度、RVA 特征谱、淀粉组分、淀粉合成关键酶活性、蛋白质含量以及蛋白质合成关键酶活性的明显变化.稻米的整精米率显著下降,垩白率和垩白度显著增加,总淀粉含量差异不显著,但籽粒中直链淀粉含量显著下降,籽粒中支/直淀粉比例显著提高.其中夜间增温的直链淀粉含量下降最多,全天增温的支/直比提高最多,比常规对照分别下降4.5%和提高4.6%.灌浆前期3种增温处理均降低了籽粒ADPG-PPase活性,而灌浆中后期表现不一致.增温处理对籽粒SBE活性的影响不明显.增温处理下稻米的峰值黏度、热浆黏度、崩解值和糊化温度呈上升趋势,最终黏度、消解值和回复值呈下降趋势.其中,以全天增温的峰值黏度和崩解值增幅最大,白天增温的最终黏度和回复值降幅最大.增温处理均降低籽粒中蛋白质含量,全天和夜间增温差异显著,分别较常规对照降低5.6%和4.0%.灌浆前期3种增温处理均降低籽粒GS、GOGAT活性,灌浆中后期有所差异.上述结果表明,预期的气候变暖将使稻米的加工、外观品质变劣.稻米直链淀粉含量可能受灌浆前期ADPG-PPase活性的影响较大,而支链淀粉含量受SBE活性的影响较大.蛋白质的合成与灌浆前期GS和GOGAT活性关系密切.因此,增温对稻米品质及关键酶的影响较为复杂.%Climate warming presents significantly asymmetric trends with greatly diurnal differences, greater temperature elevations existing for the daily mean minimum temperature than for the daily mean maximum temperature. To date, the evidence islacking for the effects of asymmetric warming on grain quality of single cropping rice based on field experiments. We performed field warming experiment under Free Air Temperature Increased (FATI) facility to investigate the impacts of asymmetric warming on grain quality and activities of key enzymes of single cropping rice in 2008 in Nanjing, Jiangsu Province, China. The results showed that the all-day warming (AW), daytime warming (DW) and nighttime warming (NW) treatments obviously advanced the grain filling and seed setting stage and changed the beginning date and the duration of high temperature above 35℃ in the stage of grain filling, consequently resulting in obvious changes of head rice rate, chalky grain rate, chalkiness, RVA characteristics, starch content and its components, protein content, and the activities of key enzymes for starch and protein syntheses. All the treatments decreased significantly head rice rate, increased significantly chalky grain rate and chalkiness of rice grain, and had no significant impact on the starch content of rice grain but tended to reduce the amylose content and increase the ratio of amylopectin to amylose. And the highest values of the amylose content and the ratio of amylopectin to amylose existed in the NW and AW plots which were 4.5% lower and 4.6% higher than those in the control plots in 2008, respectively. The activity of ADPG-PPase in grain decreased under the warmed plots during the early phase of rice grain filling, while had certain differences during the middle and late phases of rice grain filling. Warming treatments had no significant effect on the activity of SBE in grain. There were increasing trends of peak viscosity, hot viscosity, breakdown and pasting temperature, and decreasing trends of final viscosity, setback and consistency in rice grain under the warmed plots. The highest increase of peak viscosity and break down existed in the AW plots, and the highest decrease of final viscosity and consistency existed in the DW plots compared with those in control plots.The content of grain protein was decreased by warming treatments. Grain protein contents were significantly decreased by 5.6% and 4.0%, respectively in the AW and NW treatments. The activities of GS and GOGAT in grain were decreased under the warmed plots during the early phase of rice grain filling, while there were differences for them during the middle and late phase of rice grain filling. All these results suggest that milling and appearance qualities of rice would get worse under warming plots. The impact of ADPG-PPase activity was greater on amylose content and that of SBE on amylopectin content in rice during the early phase of grain filling. The protein synthesis was closely related to the activities of GS and GOGAT during the early phase of rice filling. Therefore, the effects of asymmetric climate warming on grain quality and activities of key enzymes for single cropping rice are complicated.【期刊名称】《作物学报》【年(卷),期】2011(037)005【总页数】10页(P832-841)【关键词】气候变暖;开放式增温;稻米品质;淀粉;蛋白质;关键酶【作者】董文军;田云录;张彬;陈金;张卫建【作者单位】南京农业大学应用生态研究所,江苏南京210095;南京农业大学应用生态研究所,江苏南京210095;南京农业大学应用生态研究所,江苏南京210095;南京农业大学应用生态研究所,江苏南京210095;南京农业大学应用生态研究所,江苏南京210095;中国农业科学院作物科学研究所/农业部作物生理生态与栽培重点开放实验室,北京100081【正文语种】中文近二、三十年来, 全球气候以变暖为主要特征。
水稻抽穗灌浆与气象条件一般早稻抽穗灌浆期约需25—30天,中稻30—35天,晚稻40—45天,是决定粒数和粒重的关键时期。
据上海植物生理研究所对11个水稻品种的研究证明,水稻从开花到成熟,每穗干重约增加2克左右,其中来自茎杆的约为0.5克,来自衰老叶片的运转物质约0.2—0.3克,可见籽粒2/3以上的重量,是来自开花后绿叶的光合作用。
此期的天气条件如何,直接关系到水稻产量的高低。
影响抽穗开花的天气条件温度。
水稻开花最适宜温度为25—30℃。
温度低于23℃,就影响籼稻花药的开裂。
花粉发芽的最适宜温度与开花要求一致,高于40℃花粉管会发生变态;20℃左右花粉发芽与伸长推迟,从17℃降至13℃发芽速度下降到一半,花粉管几乎不伸长,低于10℃则不能发芽。
温度对水稻开花、受精的影响还因品种不同有所差异。
连作晚稻开花期易受低温危害,日平均气温连续3天低于20℃(粳稻)和23℃(籼稻),就会形成翘穗头。
高温常使早、中稻开花和受精受到影响,使空壳率显著增加。
35℃是造成水稻空壳和秕谷的致害温度。
水份。
水稻开花受精时,干旱或降水集中,都会影响正常的开花受精过程:干旱造成抽穗困难,致使穗下部空秕粒增多;开花期受旱会降低花粉活力,因而空壳增多。
开花最适宜的湿度为70—80%;雨水过多,会影响水稻放花,同时日照不足,花粉发育不良,空秕粒也增多。
风速。
风速达4米/秒以上时,就会影响正常的开花授粉;6米/秒以上时影响更大。
晴暖微风的天气最有利于水稻开花受精。
影响水稻灌浆的天气条件光照。
光照强度和光照时数影响稻叶的光合作用和碳水化合物向谷粒的运转。
在灌浆速率最高的时期,光照不足对粒重影响极大。
千粒重平均日增重相差可达0.3克。
温度。
水稻灌浆与温度关系密切。
粳稻灌浆最适宜气温为20—22℃。
籼稻灌浆适宜温度比粳稻稍高,但温度过高对籼稻灌浆也有障碍。
影响籼稻灌浆结实的高温极限是35℃,低温极限是23℃。
另外晴雨相间、温度日较差大的天气有利水稻灌浆成熟。
稻米品质形成和调控机理概述王惠贞;吴瑞芬;李丹【摘要】针对国内外稻米品质的研究现状,分析了稻米品质的形成机制,探讨了不同生育期稻米品质形成的影响因素。
在全球气候变化的背景之下,如何适应CO2浓度和温度增高的影响将是今后提高稻米品质的研究方向之一。
%This paper introduced the evaluation criteria of rice quality, for rice appearance quality, milling quality, cooking quality, eating quality and nutrition quality, according to the research of rice quality in China and abroad. Moreover, the mechanism of the rice quality formation was discussed, which mainly included the relationship between the organization structure, the material basis and the rice quality, as well as the influence factors in different growth stages of the formation of the rice quality. Furthermore, in this paper, the influencing factors of the rice quality was analyzed from genetic characteristics and environmental factors. In conclusion, starch and protein play an important role in rice quality formation. And the change of environmental factors would affect the synthesis and accumulation of starch. The environmental factors covered temperature, light, CO 2 and others. In the background of global climate change, we should take appropriate measures to adjust to the influence of the increasing of the temperature and the CO 2 density, so as to improve rice quality. It should be regarded as one of the research direction about improving rice quality in future.【期刊名称】《中国稻米》【年(卷),期】2016(000)001【总页数】5页(P10-13,18)【关键词】水稻;稻米品质;形成机制;影响因素【作者】王惠贞;吴瑞芬;李丹【作者单位】内蒙古生态与农业气象中心,呼和浩特010051;内蒙古生态与农业气象中心,呼和浩特010051;内蒙古生态与农业气象中心,呼和浩特010051【正文语种】中文【中图分类】S511水稻是世界上主要的粮食作物,也是我国最重要的消费农产品。
DOI:10.13292/j.1000-4890.2013.0131生态学杂志Chinese Journal of Ecology2013,32(2):482-491灌浆结实期温度对水稻产量和品质形成的影响*龚金龙张洪程**胡雅杰龙厚元常勇王艳邢志鹏霍中洋(扬州大学,农业部长江流域稻作技术创新中心/江苏省作物遗传生理重点实验室,江苏扬州225009)摘要灌浆结实期是水稻产量和品质形成的关键时期,该时期温度对水稻籽粒灌浆具有显著的影响。
随着全球气候趋暖以及极端天气频发,温度胁迫下籽粒灌浆和稻米品质的响应特征及其生理生化机制是目前稻作研究的热点之一。
本文以灌浆结实期温度为切入点,对水稻产量和品质形成的适宜温度与温度影响时段以及温度胁迫下水稻生理生化特征等方面进行了梳理。
灌浆初期(齐穗后20d)是温度影响水稻产量和品质形成的关键时期,适温(21 26ħ)有利于水稻灌浆和淀粉的充实与沉积,过高或过低温度均不利于提高水稻产量和品质。
温度胁迫下,水稻生理生化活性下降,光合功能降低,抗逆性减弱,干物质积累和运转受抑,从而造成产量下降及品质变劣。
这些可能为水稻优质高产栽培和灌浆结实期温度研究提供一定的参考。
关键词水稻;灌浆结实期;温度;产量;品质;生理生化中图分类号S511文献标识码A文章编号1000-4890(2013)2-0482-10Effects of air temperature during rice grain-filling period on the formation of rice grainyield and its quality.GONG Jin-long,ZHANG Hong-cheng**,HU Ya-jie,LONG Hou-yuan,CHANG Yong,WANG Yan,XING Zhi-peng,HUO Zhong-yang(Innovation Center of Rice Cul-tivation Technology in the Yangtze Valley,Ministry of Agriculture/Key Laboratory of Crop Geneticsand Physiology of Jiangsu Province,Yangzhou University,Yangzhou225009,Jiangsu,China).Chinese Journal of Ecology,2013,32(2):482-491.Abstract:The grain-filling period of rice is critical to the formation of rice grain yield and itsquality,whereas the air temperature in this period has significant effects on the rice grain-filling.With the global warming and the increasing frequency and amplitude of extreme temperatureevents,to study the response characteristics of rice grain-filling and grain quality to temperaturestress and the related physiological and biochemical mechanisms is one of the research hotspots inrice cultivation.Taking the air temperature during rice grain-filling as the cut-in point,this paperdiscussed the appropriate temperature for the formation of rice grain yield and its quality,the crit-ical period affected by temperature,and the physiological and biochemical characteristics of riceunder temperature stress.The key stage the temperature affected the rice grain yield and its qual-ity was the early period of grain-filling(20days after full heading).The optimum temperature,21-26ħ,was conducive to the enrichment and deposition of starch in rice grain,while too highor too low temperature was unbeneficial to the grain yield and its quality.Under temperaturestress,the physiological and biochemical activities of rice decreased,its photosynthetic functionsdeclined,resistance to adversity lowered,and dry matter accumulation and translocation were re-strained,resulting in the decline of rice production and the deterioration of rice grain quality.These findings could provide reference for the rice cultivation of high yield and high quality andthe research of the temperature in rice grain-filling period.Key words:rice;grain-filling period;temperature;grain yield;quality;physiology and bio-chemistry.*国家粮食丰产科技工程项目(2011BAD16B03和2012BAD04B08)和超级稻配套栽培技术开发与技术集成(农业部专项)资助。
黑龙江农业科学2014(7):32~35Heilongjiang Agricultural Sciences不同温度对水稻灌浆期籽粒淀粉关键酶活性及稻米品质的影响解 忠(黑龙江省农业科学院牡丹江分院,黑龙江牡丹江157041)摘要:为了阐明不同温度条件下优质米形成的生理机制,以水稻品种牡丹江28和牡丹江30为试验材料,研究了不同温度对水稻灌浆期籽粒淀粉关键酶活性及稻米品质的影响。
结果表明:灌浆成熟期高温处理下水稻籽粒蛋白质含量升高,直链淀粉含量变化因品种而异,而食味值变差。
整个灌浆过程ADPG焦磷酸化酶和可溶性淀粉合成酶在高温处理下的酶活性高于常温处理,淀粉分支酶活性因品种不同而表现不同。
高温处理使糊化开始温度升高,粘滞峰消减值变大,高温处理下两品种糊化开始温度较常温处理均有升高,回冷粘滞性恢复值变化与糊化开始温度一致。
高温处理下最终粘度呈上升趋势,下降粘度值因品种而有所差异。
关键词:水稻;温度;酶活性;品质中图分类号:S511 文献标识码:A 文章编号:1002-2767(2014)07-0032-04收稿日期:2014-04-04作者简介:解忠(1971-),男,黑龙江省东宁县人,学士,农艺师,从事水稻育种和栽培研究。
E-mail:xiezhong2013@126.com。
水稻灌浆成熟期籽粒淀粉合成过程中的关键酶主要包括ADPG焦磷酸化酶、淀粉合成酶和淀粉分支酶。
针对3种酶在灌浆成熟期的变化趋势及与稻米淀粉含量的关系,许多学者从遗传和生理学角度已经进行了大量研究报道[1-6]。
目前,水稻灌浆成熟期籽粒淀粉合成关键酶的分子生物学相关研究也在进行中。
但有关灌浆成熟期不同温度对籽粒淀粉合成关键酶活性及稻米品质影响方面的研究在国内外报道相对较少。
该研究利用牡丹江28、牡丹江30两个品质有差异的水稻品种为研究对象,于2012年在黑龙江省农业科学院牡丹江分院温室内高温和温室外常温处理下进行盆栽试验。
各盆栽处理于齐穗后置于玻璃温室内和玻璃温室外两种温度条件下,研究不同温度对淀粉合成相关酶活性和稻米品质的影响。
该研究将有助于阐明不同温度条件下优质米形成的生理机制,并对寒地水稻优质栽培提供理论依据。
1 材料与方法1.1 材料供试粳稻品种为牡丹江28和牡丹江30。
1.2 方法1.2.1 试验设计 试验于2012年在黑龙江省农业科学院牡丹江分院进行。
盆栽试验,设置温室内高温(20~39℃)和温室外常温(18~32℃)两种处理,盆径35cm,高50cm,每盆装土15kg。
4月15日播种,5月20日插秧,每个品种设8盆,每盆5株。
每盆底肥施尿素1.0g、磷酸二铵1.0g和氯化钾0.8g,栽培管理与生产田相同。
在齐穗后分别将4盆放在温室内,另外4盆放在温室外。
抽穗期选取同日抽穗的稻穗挂牌标记,自抽穗第15天起,每隔5d取1次样,在9∶20~9∶30取标记穗3穗,采用液氮冷冻处理后,于-20℃冰箱中保存。
抽穗后30d将玻璃温室内的盆移到玻璃温室外,成熟后混收脱粒,进行食味品质分析。
1.2.2 测定项目与方法 每穗上选取灌浆基本一致的穗中部籽粒测定酶活性,参照Nakamura等[7]方法测定籽粒ADPG焦磷酸化酶、可溶性淀粉合成酶和淀粉分支酶活性。
采用PS-500型食味计测定食味值。
用澳大利亚Newport Soence公司生产的4-D型粘度速测仪进行RVA特性测定。
1.2.3 数据处理及分析 使用Microsoft Excel2003进行数据处理。
2 结果与分析2.1 灌浆成熟期不同温度对淀粉合成关键酶活性的影响 由表1~表4可知,两品种淀粉合成关键酶活性变化趋势表现为,整个灌浆过程ADPG焦磷237期 解 忠:不同温度对水稻灌浆期籽粒淀粉关键酶活性及稻米品质的影响酸化酶和可溶性淀粉合成酶在高温处理下的酶活性高于常温处理;淀粉分支酶活性因品种不同而表现不同,牡丹江28灌浆前期(抽穗至抽穗20d)常温处理淀粉分支酶活高于高温处理,灌浆后期(抽穗25~30d)常温处理淀粉分支酶活性低于高温处理。
而牡丹江30灌浆前期(抽穗至抽穗15d)常温处理淀粉分支酶酶活低于高温处理,灌浆后期(抽穗20~30d)常温处理酶活高于高温处理。
说明灌浆期高温可以提高ADPG焦磷酸化酶和可溶性淀粉合成酶活性,但淀粉分支酶在不同温度下的变化因品种不同而有所差异。
表1 抽穗后15dADPG焦磷酸化酶、可溶性淀粉合成酶及淀粉分支酶活性比较Table 1 Comparison of ADPG pyrophosphorylase activity,soluble starchsynthase activity and starch branch enzyme on 15 th day after heading品种Variety活性ActivityADPG焦磷酸化酶ADPG pyrophosphorylase可溶性淀粉合成酶Soluble starch synthase淀粉分支酶Starch branch enzyme高温Hightemperature常温Normaltemperature高温Hightemperature常温Normaltemperature高温Hightemperature常温Normaltemperature牡丹江28Mudanjiang 28 0.902 0.881 1.458 1.423 4.863 5.272牡丹江30Mudanjiang 30 0.773 0.758 1.566 1.531 4.685 4.452表2 抽穗后20dADPG焦磷酸化酶、可溶性淀粉合成酶及淀粉分支酶活性比较Table 2 Comparison of ADPG pyrophosphorylase activity,soluble starch synthase activityand starch branch enzyme on 20th day after heading品种Variety活性ActivityADPG焦磷酸化酶ADPG pyrophosphorylase可溶性淀粉合成酶Soluble starch synthase淀粉分支酶Starch branch enzyme高温Hightemperature常温Normaltemperature高温Hightemperature常温Normaltemperature高温Hightemperature常温Normaltemperature牡丹江28Mudanjiang 28 0.858 0.834 1.279 1.242 4.465 5.003牡丹江30Mudanjiang 30 0.746 0.688 1.568 1.555 4.236 4.533表3 抽穗后25dADPG焦磷酸化酶、可溶性淀粉合成酶及淀粉分支酶活性比较Table 3 Comparison of ADPG pyrophosphorylase activity,soluble starch synthase activityand starch branch enzyme on 25th day after heading品种Variety活性ActivityADPG焦磷酸化酶ADPG pyrophosphorylase可溶性淀粉合成酶Soluble starch synthase淀粉分支酶Starch branch enzyme高温Hightemperature常温Normaltemperature高温Hightemperature常温Normaltemperature高温Hightemperature常温Normaltemperature牡丹江28Mudanjiang 28 0.801 0.742 1.244 1.211 4.427 4.127牡丹江30Mudanjiang 30 0.701 0.632 1.517 1.388 3.085 4.16733 黑 龙 江 农 业 科 学7期表4 抽穗后30dADPG焦磷酸化酶、可溶性淀粉合成酶及淀粉分支酶活性比较Table 4 Comparison of ADPG pyrophosphorylase activity,soluble starch synthase activityand starch branch enzyme on 30th day after heading品种Variety活性ActivityADPG焦磷酸化酶ADPG pyrophosphorylase可溶性淀粉合成酶Soluble starch synthase淀粉分支酶Starch branch enzyme高温Hightemperature常温Normaltemperature高温Hightemperature常温Normaltemperature高温Hightemperature常温Normaltemperature牡丹江28Mudanjiang 28 0.787 0.591 1.209 1.112 4.126 3.472牡丹江30Mudanjiang 30 0.676 0.628 1.466 1.308 2.387 3.4592.2 不同温度对稻米食味品质的影响由表5可知,常温处理下牡丹江30蛋白质含量明显高于牡丹江28,而直链淀粉含量低于牡丹江28。
高温处理下蛋白质含量和直链淀粉含量均为牡丹江30大于牡丹江28。
不同温度处理下,两品种蛋白质含量均为高温处理高于常温处理。
直链淀粉含量变化因品种而异,高温处理下牡丹江30直链淀粉含量较常温处理有所增加,而牡丹江28在高温下要低于常温。
两品种食味值在高温下均变差。
表5 灌浆结实期温度对稻米蛋白质、直链淀粉和食味值的影响Table 5 Effect of temperature on protein content,amylase content and taste meter value处理Treatment品种Variety蛋白质含量Protein content/%直链淀粉含量Amylose content/%食味值Rice taste value高温High temperature牡丹江28 8.62 15.13 62.0牡丹江30 8.93 16.67 58.0常温Normal temperature牡丹江28 7.36 16.51 76.0牡丹江30 7.85 15.62 74.02.3 不同温度对稻米淀粉谱特性的影响由表6可知,尽管高温处理下牡丹江30最低粘度和最高粘度有所下降,但最终粘度还是呈上升趋势。
下降粘度值两品种则表现相反,牡丹江表6 灌浆结实期不同温度对稻米淀粉谱特性的影响Table 6 Effect of different temperature on amylography during grain filling stage处理Treatment品种Variety最低粘度Lowestviscosity最高粘度Peakviscosity最终粘度Finalviscosity下降粘度Decreasingviscosity粘滞峰消减值Viscosityreduction回冷粘滞性恢复值Back to thecold viscosityrecovery value糊化开始温度/℃Gelatinizationstarttemperature高温牡丹江28 245.3 310.1 342.1 102.8 33.6 133.7 82.2High temperature牡丹江30 186.2 286.9 313.7 105.9 25.5 125.8 80.6常温Normal牡丹江28 175.3 293.4 281.7 121.3 10.7 107.5 74.1牡丹江30 211.2 298.9 301.6 91.9 7.3 96.9 75.9437期 解 忠:不同温度对水稻灌浆期籽粒淀粉关键酶活性及稻米品质的影响28在高温处理下呈下降趋势,而牡丹江30则表现为上升趋势。