[00883962]水稻不同粒位籽粒充实与品质差异形成机理及其调控

该项目属于农业技术领域。针对水稻不同粒位籽粒充实与品质表现不整齐、穗粒协调性差而导致结实不稳定的问题，经10年研究，阐明了不同粒位籽粒充实与品质差异形成机理，提出了促进结实期物质运转和籽粒充实的关键栽培技术，通过在全省推广应用，有效地促进了水稻高产、优质、高效、生态和安全生产。1.研明了水稻穗上不同粒位籽粒结实特性与品质分布规律。不同粒位空粒率分布具随机性；一次枝梗籽粒充实度与粒重一般以第5或第6粒最高，第2粒最低；二次枝梗籽粒充实度与粒重以第1粒最高，第2粒最低，与开花顺序基本一致。碾米品质穗上、中部＞穗下部，一次枝梗＞二次枝梗，优劣状况与籽粒充实程度相一致；同枝梗上第1粒垩白度最低，第2粒最高，RVA谱主要特征值崩解值同上第1粒较高，二次枝梗上第2粒较低，但蒸煮食味品质和淀粉粘滞特征值其它指标与籽粒开花早迟关系不明确。2.阐明了不同粒位籽粒充实和品质差异形成的生理机制。籽粒中Z+ZR、IAA、ABA含量、ABA/(IAA+ZR)比值和SuSase、StSase、AGPase、BE等酶活性高低与籽粒开花日序密切相关，开花越早峰值越高，到达峰值时间越早，其与直链淀粉含量呈显著正相关，与垩白度、胶稠度呈显著负相关；而乙烯释放速率、ACC浓度则相反。籽粒中ABA和乙烯共同作用调节代谢酶活性，调控胚乳细胞增殖和籽粒灌浆。施用外源ABA和硝酸钴，迟开花籽粒胚乳细胞分裂速率、细胞数目、籽粒灌浆速率和粒重、整精米率和直链淀粉含量增加，垩白度降低；外源GA、ACC、乙烯利或氟草酮效果则相反。阐明了“激素-酶-籽粒充实与品质形成”内在机理。3.研明了温光水肥对不同粒位籽粒充实与品质的影响。灌浆前中期高低温胁迫降低整精米率和直链淀粉含量，增加垩白度，灌浆前期和早开花籽粒影响较大，高温大于低温。花后30d内随光强减弱，整精米率降低，垩白和蛋白含量增加，直链淀粉下降，一次枝梗影响大于二次枝梗，迟开花籽粒大于早开花籽粒。结实期土壤轻度胁迫(-20kPa)促进茎鞘同化物运转，有利弱势籽粒充实；0-240kg/km<'2>范围内，增施氮肥可调节碳氮代谢，下部和迟开花籽粒充实度与碾米、外观品质改善。4.创立了“增加抽穗前同化物在茎鞘的积累和抽穗时的糖花比及灌浆初期籽粒活性，促进结实期物质运转和籽粒充实”为目标的高产优质调控途径。提出分蘖盛期至80%有效穗轻度搁田(-15kPa)和结实期干湿交替灌溉(-20kPa)技术；据江苏主要稻作方式，提出大面积麦秸还田下，基蘖肥：穗肥=6:4或7:3的氮肥管理模式。构建了“水稻高产优质肥水管理模式”。为培育壮秧和调节杂籼制种花期开展研究，获国家发明专利3项(公开1项)，制定地方标准3个。该技术成果通过国家和省部级项目在江苏稻麦两熟区域推广实施，培训人员近6000人，2008-2010年累计推广1105万亩，增稻谷44.2万吨，创经济效益121500万元，取得较大的经济、社会和生态效益。在《AgriculturalSciencesinChina》、《ACTAAGRONOMICASINICA》等发表论文32篇。论文被他引355次；文献经国内外查新，除委托单位外，其他未见报道。经扬州市科技局组织专家鉴定，一致认为该成果达国际先进水平。