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强再生力水稻品种碳氮营养与激素生理特征研究
黄素华, 林席跃, 雷正平, 丁在松, 赵明
作物学报    2021, 47 (11): 2278-2289.   DOI: 10.3724/SP.J.1006.2021.02070
摘要   (642 HTML21 PDF(pc) (964KB)(1006)  

明确强再生力品种腋芽萌发的生理基础与激素调控特点对于再生稻品种筛选和栽培技术调控具有重要意义。本研究利用在江西崇义县建立的再生稻品种筛选平台, 分析了2019年筛选的13个品种头季收获时不同部位的非结构性碳水化合物(non-structural carbohydrate, NSC)及全氮含量, 并对促进和抑制腋芽萌发的主要激素油菜素内酯和独脚金内酯的合成和信号转导关键基因的表达进行了研究。结果表明, 13个品种的再生力存在较大的差异, 变化范围为1.26~2.38; 不同品种之间, 不同节位之间的叶片、叶鞘和茎秆的可溶性糖、淀粉和非结构性碳水化合物含量均存在极显著的差异(P值均小于0.001); 而全氮含量除了上下节位茎秆的差异不显著外, 其余的也均存在极显著的差异; 与再生力的相关性分析表明仅有下部节位茎秆的可溶性糖、淀粉和NSC含量与再生力相关性达到显著或极显著水平(R2分别为0.4442*、0.9000**和0.8303**), 而其他均无显著相关性。强再生力品种谷优676中BR合成和信号途径中促进分蘖的基因CYP90ACYP852AD2BRIBSKCYCD3表达水平增高, 而抑制分蘖的基因CYP734A1BZRBKI表达水平较低。可见, 可以利用下部节位茎秆的淀粉含量作为强再生力品种的筛选指标, 同时以BR途径相关基因表达水平作为辅助指标。



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图1 13个杂交稻品种再生力与再生季、头季及周年产量的相关性
正文中引用本图/表的段落
13个水稻品种的再生力存在着较大的差异(表3), 其变化范围为1.26~2.38。其中谷优676最高, 泸优明占再生力最低。13个品种头季产量变化范围为7.65~ 10.13 t hm-2, 再生季产量范围为4.05~6.57 t hm-2, 品种间头季、再生季和周年产量均存在显著差异(表3)。然而, 13个品种的再生力与再生季、头季及周年产量之间均无显著的相关性, 决定系数R2分别仅为0.0383、0.0131和0.0364 (图1)。
再生季产量不高和不稳定, 制约着再生稻大面积推广和应用, 增大再生季亩穗数是提高和稳定再生季产量的主导栽培措施。再生力与再生季产量存在显著的相关性[17], 再生力是再生稻品种选育和筛选的关键指标之一[1-2,18]。而本研究中, 13个品种的再生力与再生季及全年产量均无显著的相关性。再生季产量不仅取决于穗数,还决定于穗粒数。如图1所示, 本研究中两个偏离直线回归较大的品种为晶两优534和甬优4949, 它们的再生季产量为所测试品种中最大, 均超过6 t hm-2, 而它们的再生力则相差极大, 分别为1.99和1.57; 穗粒数分别为92.6和123.3, 甬优4949再生季较多的穗粒数弥补了其再生率的不足。何爱斌等[19]的研究中也表明籼粳杂交稻甬优4949的再生率为1.45, 再生季穗粒数为120粒, 其穗粒数远高于另一籼型杂交稻两优6326。可见, 大穗型和多穗型品种类型的差异会对再生率和再生季产量相关性分析产生影响, 将再生力作为关键筛选指标可能仅适用于多穗型的品种。
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