水稻穗上芽发生的生理基础及其调控研究

【摘要】：穗上芽是指作物在收获前遇到连续高温高湿天气,籽粒穗上发芽的现象。在杂交水稻制种生产上,穗上芽的发生成为制约制种产量和品质的主要因素之一。本研究以穗上发芽难易程度不同的两水稻品种为试验材料,对种子发芽和穗上芽发生过程中相关的生理生化变化进行了研究;于齐穗后7d用外源GA_3和ABA喷施水稻,研究了外源植物生长物质对穗上芽发生、内源激素及其它相关生理生化变化,相关农艺性状指标变化的影响情况,结论如下: 发芽势高的水稻品种种子易穗上发芽。穗上芽发生难易除种子自身遗传因子的影响之外,还与水稻种子自身内源激素GA_3和ABA含量密切相关,尤其与GA_3/ABA比值有关,易穗上发芽品种GA_3/ABA比值相对较高。研究表明,易穗上发芽水稻品种在穗萌到穗芽过程中α-淀粉酶活性、可溶性糖含量、可溶性蛋白和种子中含水量比不易穗上发芽的品种均相对较高。 外源植物生长物质能在一定程度上影响穗上芽的发生,经外源GA_3处理后能明显提高不易穗上发芽种子金23B的穗芽率。穗芽率升高可能是由于外源GA_3作用改变了内源GA_3水平,引起种子内一系列生理生化变化,如提高了GA_3/ABA比值、α-淀粉酶活性和可溶性糖含量,淀粉类物质降解加速,从而使田间种子不经休眠直接在穗上发芽。经外源ABA处理后易穗上发芽种子V20B的穗芽率明显降低,内源ABA含量提高,相关生理生化特征发生变化,从而促进种子休眠,抑制穗上芽发生。 外源GA_3处理在一定程度上增加穗长,但对籽粒充实度、千粒重有一定的负面影响。此外,外源GA_3处理还可使种子休眠降低,在短期内种子的发芽势提高,为异地制种加快种子繁殖缩短时间,但种子活力降低,不利于种子长期贮藏。外源ABA处理,可以促进种子的休眠,并在一定程度上提高籽粒充实度,增加千粒重,但解除种子休眠需一定时间,V20B为60d,金23B大约为90d。