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氮磷互作对粳稻不同粒位籽粒灌浆及淀粉合成关键酶活性的调控机制
1
作者 姜红芳 赵艳泽 +5 位作者 万雪 冯莹莹 张诗曼 闫秉春 张文忠 高继平 《植物营养与肥料学报》 北大核心 2025年第5期829-844,共16页
【目的】探究氮磷互作对粳稻产量、不同粒位籽粒灌浆特性以及淀粉合成关键酶活性的影响,为北方粳稻实现稳产增产的氮磷平衡施肥策略提供理论依据。【方法】于2021和2022年在沈阳农业大学卡力玛水稻实验站进行田间试验,供试品种为粳稻北... 【目的】探究氮磷互作对粳稻产量、不同粒位籽粒灌浆特性以及淀粉合成关键酶活性的影响,为北方粳稻实现稳产增产的氮磷平衡施肥策略提供理论依据。【方法】于2021和2022年在沈阳农业大学卡力玛水稻实验站进行田间试验,供试品种为粳稻北粳3号。设置9个氮磷组合处理,由3个氮、磷水平组成:N 210 kg/hm^(2)和P2O5105 kg/hm^(2)(常规量,N3、P3)、减量15%(N2、P2)和减量30%(N1、P1)。自抽穗开花(即稻穗顶端小穗开花)至成熟期,分别采集稻穗的强势粒、弱势粒和中势粒。一部分烘干、称重,利用Richards方程拟合灌浆过程,并计算灌浆特征相关参数;另一部分用于测定强势粒和弱势粒中腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPP)、颗粒结合型淀粉合成酶(GBSS)、可溶性淀粉合成酶(SSS)和淀粉分支酶(SBE)活性。在成熟期,调查水稻产量,单位有效穗数,以及强、中、弱势粒的粒数、结实率、千粒重。【结果】不同氮肥水平下,达到最高产量所需的磷肥水平存在差异,其中N3P3、N3P2、N2P1处理的产量无显著差异,且三者产量均显著高于N3和N2水平下其他处理。N3水平下,适量减磷(P2)对产量构成因素无不利影响,过度减施磷肥(P1)显著降低了单位面积有效穗数、穗粒数、结实率;N2水平下,P3显著降低了单位面积有效穗数和穗粒数,P2显著降低了穗粒数,而P1增加了穗粒数,维持了千粒重;过量减施氮肥显著降低水稻产量构成因素和产量,N1水平下3个磷处理产量均显著低于N3水平。比较产量最高的3个处理,N2P1处理的强、中、弱势粒数均高于N3P3、N3P2处理,强、中势粒结实率与N3P3、N3P2处理差异不显著,但弱势粒结实率显著降低。千粒重受中势粒影响最大,受弱势粒影响次之,增施磷肥有利于提高强、中、弱势粒千粒重。在本研究氮、磷肥用量范围内,氮磷减施呈降低最大灌浆速率、平均灌浆速率、达到最大灌浆速率时的生长量和延长达到最大灌浆速率的时间、活跃生长期的趋势,与N3P3处理相比,N3P2和N2P1处理强、中、弱势粒的活跃生长期分别延长了3.6、2.3、2.3天和3.8、3.3、2.3天。与N3相比,N2抑制了强、弱势粒AGPP活性,而对SSS、SBE和GBSS活性无明显抑制;N1则降低了上述酶活性。磷肥减施抑制了强势粒AGPP和GBSS活性以及弱势粒GBSS活性。相关性分析结果表明,强势粒平均灌浆速率主要由其AGPP、SSS、GBSS活性共同调控,粒重主要受SSS活性的正向影响;弱势粒的粒重与其AGPP和SSS活性均呈极显著正相关。【结论】磷肥显著影响强势粒灌浆速率、达到最大灌浆速率时的生长量及中势粒达到最大灌浆速率的时间,而氮肥显著影响中势粒达到最大灌浆速率时的生长量和弱势粒达到最大灌浆速率的时间。平衡氮磷用量可协调灌浆期强、弱势粒中淀粉合成关键酶活性,优化籽粒灌浆特性,延长强、中、弱势粒的活跃生长期,有利于发挥产量构成因素的综合优势,实现水稻增产稳产。 展开更多
关键词 水稻 氮磷互作 产量构成 粒位 灌浆特征 淀粉合成关键酶
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氮肥对水稻胚乳淀粉品质、相关酶活性及基因表达量的影响 被引量：24
2
作者 孙涛 同拉嘎 +4 位作者 赵书宇 王海微 韩云飞 张忠臣 金正勋 《中国水稻科学》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期475-484,共10页
【目的】旨在为阐明灌浆成熟期氮素营养对水稻淀粉品质影响机理以及建立优质高产水稻栽培技术提供理论依据。【方法】选用4个籽粒直链淀粉含量差异显著的粳稻品种,通过盆栽试验研究氮素营养对稻米淀粉组分和蛋白质含量及稻米蛋白质水解... 【目的】旨在为阐明灌浆成熟期氮素营养对水稻淀粉品质影响机理以及建立优质高产水稻栽培技术提供理论依据。【方法】选用4个籽粒直链淀粉含量差异显著的粳稻品种,通过盆栽试验研究氮素营养对稻米淀粉组分和蛋白质含量及稻米蛋白质水解对淀粉黏滞特性的影响,并分析氮素营养对灌浆过程中籽粒蔗糖合酶(SuSy)、蔗糖磷酸合酶(SPS)、蔗糖酸性转化酶(AI)活性及OsGBSSⅠ、Os ISAⅠ、OsSBEⅠ、OsSBEⅡ基因转录表达量的影响。【结果】结果表明,籽粒支链淀粉含量对氮素营养很敏感,灌浆成熟期氮素营养能改变籽粒淀粉组分含量;施氮条件下,高直链淀粉含量品种蒸煮食味品质下降更加明显,去除稻米蛋白质可明显提高稻米黏滞特性,蛋白质对淀粉黏滞特性的影响很大;增加灌浆成熟期氮素营养能显著或极显著提高籽粒Su Sy和AI活性,显著抑制籽粒SPS活性;灌浆成熟期氮素营养能改变灌浆不同时期籽粒OsGBSSⅠ、OsISAⅠ和OsSBEⅡ基因转录表达量,以致灌浆过程中这些基因的转录表达量变化动态发生改变,但OsSBEⅠ基因转录表达量不因氮素营养而发生改变;受氮素营养的影响,灌浆起始期籽粒OsGBSSⅠ基因表达量明显上调,而灌浆中后期明显下调;氮素营养明显抑制灌浆成熟期籽粒OsI SAⅠ基因和灌浆中后期的OsS BEⅠ基因转录表达,显著提高灌浆前期和中期的籽粒OsSBEⅠ基因转录表达量;氮素营养能抑制灌浆起始期籽粒OsSBEⅡ基因的转录表达,而提高灌浆中后期的基因转录表达。【结论】灌浆成熟期氮素营养除了通过蛋白质含量对淀粉品质产生影响外,还通过调控淀粉合成相关的酶活性和基因表达量等生理环节对淀粉含量和精细结构起作用,最终改变稻米黏滞特性和食味品质。 展开更多
关键词 水稻 氮素营养 淀粉合成关键酶基因 转录表达量
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机插密度和穗肥减量对优质食味水稻品种籽粒淀粉合成的影响 被引量：22
3
作者 陈云 刘昆 +7 位作者 张宏路 李思宇 张亚军 韦佳利 张耗 顾骏飞 刘立军 杨建昌 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第8期1540-1550,共11页
机插密度对优质食味水稻品种籽粒淀粉合成的影响尚不明确。试验以3个江苏省代表性优质食味水稻品种南粳9108、南粳5055和南粳46为材料,行距固定为30 cm,通过设置10、12、14、16和18 cm株距,形成33.3×10^(4)、27.8×10^(4)、23.... 机插密度对优质食味水稻品种籽粒淀粉合成的影响尚不明确。试验以3个江苏省代表性优质食味水稻品种南粳9108、南粳5055和南粳46为材料,行距固定为30 cm,通过设置10、12、14、16和18 cm株距,形成33.3×10^(4)、27.8×10^(4)、23.8×10^(4)、20.8×10^(4)和18.5×10^(4)穴hm^(-2)5种机插密度,研究了机插密度对上述优质食味水稻品种产量和籽粒淀粉合成的影响,并观察了穗肥施氮量减半施用对优质食味水稻籽粒淀粉合成的调控效应。结果表明:(1)3个优质食味水稻品种产量均在密度为27.8×10^(4)穴hm^(–2)时最高。成熟期稻米直链淀粉含量随机插密度增加呈先下降后上升的趋势,支链淀粉含量则不断下降。机插密度控制在27.5×10^(4)~29.9×10^(4)穴hm^(–2)时,有利于提高上述优质食味水稻品种的食味值。(2)随机插密度增加,颗粒结合态淀粉合成酶(granule-bound starch synthase,GBSS)和ADP-葡萄糖焦磷酸化酶(ADP-glucose pyrophosphorylase,AGP)在籽粒灌浆前中期(抽穗后8~20 d)的活性有所上升,但在灌浆后期迅速下降,而机插密度对淀粉分支酶(starch branching enzyme,SBE)活性无明显影响。其中,抽穗后12~16 d籽粒中GBSS和AGP活性与直链淀粉和总淀粉含量呈显著或极显著正相关。(3)与正常穗肥相比,穗肥减半处理能显著降低优质食味水稻品种灌浆前中期籽粒中GBSS和AGP活性,降低稻米直链淀粉含量,提升优质食味稻米的食味值。上述结果表明,机插密度可通过调控灌浆前中期籽粒中淀粉合成关键酶(GBSS和AGP)活性,调控直链淀粉含量进而影响稻米食味值。合理的机插密度和穗肥施用量有助于进一步改善优质食味稻米的食味品质。 展开更多
关键词 优质食味水稻 机插密度 淀粉合成关键酶 食味值 直链淀粉
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