杂交水稻种子成熟过程活力、生理生化和耐藏力的变化及及脱水剂应用效果的研究

摘要

杂交水稻生产对我国农业的发展发挥了重要作用。杂交水稻种子生产过程，如能加快种子成熟后期脱水速度，降低收获前种子含水量，对机械收获时减少破损率、避免穗上发芽以及后作的种植具有重要意义。不同成熟度种子的活力、生理生化和耐贮藏能力差异较大，研究它们在种子成熟期间的变化规律，综合考虑各种因素以确定种子的适宜收获期对提高种子质量有重要意义。本文以杂交水稻钱优1号和Y两优689F1代种子为材料，开展了杂交水稻种子成熟过程活力、生理生化和耐藏力变化及脱水剂应用效果的研究。本研究主要内容包括：
　　⑴研究了杂交水稻种子成熟过程生活力和活力的变化。发现授粉13～28 d后采收的钱优1号种子，其发芽率与发芽势均较高，而授粉13d和16d收获种子的幼苗质量较弱。授粉后16～34 d呆收的Y两优689种子，其发芽率与发芽势均较高，而授粉16d收获种子的幼苗质量较差。运用模糊隶属函数法对不同成熟期种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数和平均发芽时间，以及幼苗的根数、根长、苗高、苗鲜重和于重综合分析，发现授粉19～28 d收获的钱优1号种子与授粉19～34 d收获的Y两优689种子生活力及活力均较高，均可作为适宜的收获时间。
　　⑵扫描电镜观察了钱优1号与Y两优689杂交水稻种子成熟过程其果种皮和糊粉层的变化，发现授粉10 d后，两个品种的糊粉层厚度均呈现先下降后上升的变化趋势，果种皮厚度则呈现下降趋势。研究了钱优1号与Y两优689杂交水稻种子成熟过程种子长宽厚、千粒重，胚与胚乳千粒重，果种皮层和糊粉层厚度等指标的变化规律以及它们与种子发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数和平均发芽时间的直线回归关系。钱优1号种子成熟过程，授粉19 d以后采收种子的长宽厚、胚与胚乳的比值等大部分指标趋于稳定，种子宽度、厚度、鲜种子与干种子的千粒重以及果种皮厚度均与种子生活力活力显著相关。Y两优689种子成熟过程，授粉19d以后采收种子的长宽厚、糊粉层厚度、千粒重等大部分指标趋于稳定，种子的宽度、厚度、鲜种子与干种子的千粒重、种胚与胚乳的千粒重以及果种皮厚度均与种子生活力显著相关，其中种子的宽度和种胚的千粒重与种子活力也显著相关。
　　⑶扫描电镜观察了钱优1号与Y两优689杂交水稻种子成熟过程淀粉粒的发育情况。发现随着种子成熟，淀粉粒在胚乳中的数量明显增加，淀粉粒的排列也由松散到致密。研究了杂交水稻种子成熟过程其含水量、可溶性总糖、总淀粉、可溶性蛋白、GA3、ABA、棉子糖、水苏糖、蔗糖、葡萄糖、果糖物质含量的变化，SOD、POD、CAT和APX抗氧化物酶活性的变化，以及热激蛋白64S Hsp18.0和Os03g0267200基因的相对表达量。并对它们与种子发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数和平均发芽时间进行直线回归分析。发现大部分指标在授粉19 d时发生显著变化。钱优1号种子成熟过程，GA3、可溶性糖、可溶性蛋白、水苏糖和蔗糖与种子生活力与活力显著相关。Y两优689种子成熟过程，种子含水量、ABA、GA3、总淀粉、可溶性蛋白、棉子糖、水苏糖和蔗糖的含量以及POD、CAT和APX酶的活性均与种子生活力显著相关。种子总淀粉、可溶性蛋白、棉子糖、水苏糖和蔗糖的含量，POD、CAT和APX酶活性，以及64S Hsp18.0和Os03g0267200基因的相对表达量均与种子活力显著相关。
　　⑷研究了不同成熟期杂交水稻种子的老化耐性及与GA3和ABA的关系。钱优1号杂交水稻种子，加速老化9d后，授粉后19d收获种子的生活力与活力均无显著变化，授粉后22～25 d采收的种子生活力活力显著下降。Y两优689杂交水稻种子，加速老化9d后，授粉后22～25 d采收种子的生活力与活力无显著变化，授粉后28 d收获种子生活力与活力均显著下降。GA3浸种可显著提高钱优1号与Y两优689杂交水稻种子活力，进而提高其耐老化能力。ABA浸种后种子生活力与活力均显著下降，然而老化前后种子生活力活力无显著变化。
　　⑸研究了脱水剂喷施对杂交水稻种子生活力活力及生理生化的影响。综合考虑喷施脱水剂对种子含水量、生活力、活力以及千粒重的影响，脱水剂F可降低钱优1号杂交水稻种子含水量5.3％，且对种子的千粒重和质量无不利影响。表明将脱水剂应用于杂交水稻制种过程的脱水是可行的。蔗糖含量与钱优1号杂交水稻种子后期的脱水过程具有正相关，而棉子糖、水苏糖、葡糖糖、果糖与种子后期脱水无明显相关性。种子快速脱水阶段，对照种子小热激蛋白64S Hsp18.0基因的表达量下调，而喷施脱水剂种子64S Hsp18.0基因的表达量上调。

目录

声明

致谢

摘要

缩略语

前言

第一章 文献综述

1．种子活力

1．1 影响种子活力的因素

1．2 种子活力的测定

2．种子成熟过程生理生化变化

2．1 糖类

2．2 小热激蛋白

2．3 激素

2．4 抗氧化酶系统

3．种子耐藏性

3．1 遗传基因与种子耐藏性的关系

3．2 环境因子与种子耐藏性的关系

4．脱水剂的应用

4．1 脱水剂的脱水原理及其种类

4．2 脱水剂在作物生产上的应用

4．3 脱水剂在种子生产上的应用

第二章 杂交水稻制种过程收获期的确定及成熟过程种子长、宽、厚等指标的变化及与种子生活力和活力的关系

1 材料与方法

1．1 材料

1．2 方法

1．3 统计分析

2 结果

2．1 不同成熟期杂交水稻种子生活力和活力的变化

2．2 不同成熟期杂交水稻种子的幼苗质量

2．3 不同成熟期杂交水稻种子发芽与幼苗质量的模糊隶属函数值

2．4 不同成熟期杂交水稻胚乳、胚重量及胚乳／胚比值变化

2．5 不同成熟期杂交水稻种子长宽厚和千粒重的变化

2．6 不同成熟期杂交水稻种子果种皮及糊粉层厚度的变化

2．7 不同成熟期杂交水稻种子含水量的变化

2．8 杂交水稻种子成熟过程种子长宽厚等指标及含水量变化与种子生活力活力的直线回归关系

3 讨论

4 小结

第三章 杂交水稻种子成熟过程生理生化变化和小热激蛋白基因表达及与种子生活力和活力的关系

1 材料与方法

1．1 材料

1．2 方法

1．3 统计分析

2 结果

2．1 不同成熟期杂交水稻种子可溶性总糖及淀粉含量的变化

2．2 不同成熟期杂交水稻种子可溶性蛋白含量的变化

2．3 不同成熟期杂交水稻种子GA3与ABA含量的变化

2．4 不同成熟期杂交水稻种子可溶性寡糖含量的变化

2．5 不同成熟期杂交水稻种子抗氧化物酶活性的变化

2．6 不同成熟期杂交水稻种子sHSPs基因的相对表达量变化

2．7 种子成熟过程可溶性糖、可溶性蛋白等物质含量及sHSPs基因相对表达量与种子生活力和活力的相关性

3 讨论

4 小结

第四章 不同成熟期杂交水稻种子的老化耐性及与GA3和ABA的关系

1 材料与方法

1．1 材料

1．2 方法

1．3 数据分析

2．结果

2．1 不同成熟期钱优1号杂交水稻种子加速老化后的生活力活力变化

2．2 不同成熟期Y两优689杂交水稻种子加速老化后的生活力活力变化

2．3 ABA、GA3及其抑制剂浸种处理后钱优1号杂交水稻成熟种子老化耐性的变化

2．4 ABA、GA3及其抑制剂浸种处理后Y两优689杂交水稻成熟种子老化耐性的变化

3 讨论

4 小结

第五章 脱水剂喷施对杂交水稻种子生活力活力及生理生化的影响

1 试验材料及方法

1．1 材料

1．2 方法

1．3 统计分析

2 结果

2．1 脱水剂喷施对种子生活力活力影响

2．2 脱水剂喷施对种子含水量和千粒重影响

2．3 脱水剂的喷施对种子抗氧化物酶活性影响

2．4 脱水剂喷施对种子可溶性总糖、可溶性寡糖、可溶性蛋白和总淀粉含量影响

2．5 脱水剂喷施对种子sHSPs基因的表达量影响

2．6 脱水剂喷施对种子带菌率影响

2．7 脱水剂喷施对种子耐藏性影响

3 讨论

4 小结

总结

参考文献

博士期间发表或完成论文