氮素穗肥和NO对水稻幼穗发育及其内源激素的影响

论文摘要

本研究选用两个穗粒数不同的常规粳稻品种武育粳3号和2401,采用不同的氮素穗肥处理,研究了不同施氮水平下各种内源激素调控穗粒数形成的机理机制。1.对武育粳3号和2401幼穗发育过程中（颖花分化至抽穗后7天）细胞分裂素（ZRs、iPAs）、生长素（IAA）赤霉素（GAs）、脱落酸（ABA）的含量及其动态变化分别进行了测定和分析比较。结果表明,幼穗发育过程中穗中细胞分裂素、生长素和脱落酸含量均表现出先下降后上升的趋势。穗肥的施用（HN处理）提高了各个时期细胞分裂素的含量,尤其对颖花分化期效果最为明显;生长素的变化情况比较复杂,花粉母细胞减数分裂期前,LN处理生长素含量稍高于HN处理,之后HN处理又逐渐超过LN处理;脱落酸的变化情况与细胞分裂素刚好相反,氮素穗肥的施用有降低穗部脱落酸含量的效应。穗部赤霉素含量的变化趋势与前述不同,在幼穗分化发育阶段其含量一直保持在较低水平,且高低穗肥间差异较小。另外,对细胞分裂素和生长素的平衡关系分析发现,穗发育期间HN处理ZRs/IAA和iPAs/IAA均高于LN处理:颖花分化期差距最大,随后逐渐减小,到花粉母细胞减数分裂期差异最小,抽穗时比值差距又再次扩大。两个品种均表现出相似的趋势。水稻氮素穗肥的施用具有延长颖花分化时间、增加每穗颖花数的作用,其原因可能与氮素穗肥的施用改变了穗部各内源激素的含量水平及其平衡关系有关。2.以2401为研究材料,于颖花分化期对顶一至顶四叶片、叶鞘分别进行了内源激素测定和比较分析。测定的激素种类分别有细胞分裂素（ZRs、iPhs）、赤霉素（GAs）、生长素（IAA）和脱落酸（ABA）。试验结果显示,颖花分化期各内源激素在顶一至顶四叶片和叶鞘中的变化规律基本目似,但激素的绝对含量有一定差异,叶片中的激素含量普遍高于叶鞘。穗肥处理间表现出显著差异,HN处理各激素含量均高于LN处理。顶一至顶四叶片和叶鞘,iPAs和赤霉素表现出依次降低的趋势;ZRs和生长素处理间有所不同,LN处理顶二叶片和叶鞘中的含量最高,而HN处理顶三叶位最高;脱落酸叶片和叶鞘间稍有不同,叶片顶一至顶三依次升高,顶四含量回落,而叶鞘顶一至顶四含量依次升高。以上结果表明,氮素穗肥可以提高颖花分化期水稻叶片和叶鞘中的激素含量,无论是生长促进类激素还是生长抑制类激素;细胞分裂素类的两种激素ZRs和iPAs变化趋势有所不同,可能与合成部位不同有关。水稻氮素穗肥的施用具有延长颖花分化时间、增加每穗颖花数的作用,这可能与其对营养器官生长的促进作用有关。3.在盆栽条件下,以粳稻品种武育粳3号为研究材料,采用穗部注射的方法,于一次枝梗分化末进行外源一氧化氮释放剂和猝灭剂处理,研究了NO水平对水稻幼穗分化发育的影响。结果表明50μmol·L-1的外源NO释放剂SNP处理能够促进水稻幼穗二次枝梗的分化,导致颖花量的增加,而施用NO猝灭剂PTIO结果相反。同时发现50μmol·L-1SNP处理颖花分化期具有较高的细胞分裂素含量,表明NO与细胞分裂素之间可能存在一定的相互关系。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1 水稻幼穗发育
• 1.1 稻穗结构
• 1.2 水稻幼穗的分化进程及其鉴别方法
• 1.2.1 幼穗分化时期
• 1.2.2 幼穗分化田间鉴定
• 1.3 幼穗发育与颖花数形成的关系
• 2 氮素营养与颖花数形成的关系
• 3 植物激素与颖花数形成的关系
• 3.1 植物激素与幼穗发育
• 3.1.1 细胞分裂素
• 3.1.2 生长素
• 3.1.3 赤霉素
• 3.1.4 脱落酸
• 3.1.5 乙烯
• 3.2 植物激素与营养生长
• 3.2.1 光合生产
• 3.2.2 叶片衰老
• 4 研究目的和意义
• 5 研究内容及技术路线
• 参考文献
• 第二章 氮素穗肥对水稻幼穗发育及其内源激素含量的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 试验设计
• 1.2 取样方法
• 1.3 测试项目
• 2 结果与分析
• 2.1 不同氮素穗肥处理的幼穗生长动态
• 2.2 枝梗及颖花分化情况
• 2.3 幼穗中细胞分裂素和生长素的动态变化
• 2.3.1 细胞分裂素
• 2.3.2 生长素
• 2.3.3 细胞分裂素与生长素的比值
• 2.4 幼穗中脱落酸的动态变化
• 2.5 幼穗中赤霉素的动态变化
• 3 小结
• 参考文献
• 第三章 氮素穗肥对水稻颖花分化始期营养器官内源激素含量的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 试验设计
• 1.2 测定项目
• 2 结果与分析
• 2.1 细胞分裂素含量变化
• 2.1.1 ZRs
• 2.1.2 iPAs
• 2.2 赤霉素含量变化
• 2.3 生长素含量变化
• 2.4 脱落酸含量变化
• 2.5 叶片SPAD值变化
• 2.6 叶片光合速率变化
• 3 小结
• 参考文献
• 第四章 一氧化氮对水稻幼穗发育及其内源细胞分裂素含量的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 试验设计
• 1.2 取样与分析
• 2 结果与分析
• 2.1 NO对水稻幼穗鲜重和长度生长动态的影响
• 2.2 NO对枝梗和颖花分化与退化数量的影响
• 2.2.1 枝梗分化与退化
• 2.2.2 颖花分化与退化
• 2.3 NO对幼穗细胞分裂素含量的影响
• 3 小结
• 参考文献
• 第五章 讨论与结论
• 1 讨论
• 1.1 氮素穗肥对水稻幼穗发育及其内源激素含量的影响
• 1.2 氮素穗肥对水稻颖花分化始期营养器官内源激素含量的影响
• 1.3 一氧化氮对水稻幼穗发育及其内源细胞分裂素含量的影响
• 2 全文总结
• 参考文献
• 致谢
• 附:硕士期间已发表和待发表论文