杂交水稻种子成熟过程活力、生理生化和耐藏力的变化及脱水剂应用效果的研究

发布时间：2017-05-13 16:13

  本文关键词：杂交水稻种子成熟过程活力、生理生化和耐藏力的变化及脱水剂应用效果的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【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。主要研究结果如下： 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13-28d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16-34d采收的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、苗鲜重和干重综合分析,发现授粉19-28d收获的钱优1号种子与授粉19～34d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。 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10d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19d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。 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C(?)03g0267200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19d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 Hspl8.0和Os03g0267200基因的相对表达量均与种子活力显著相关。 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22-25d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22-25d采收种子的生活力与活力无显著变化,授粉后28d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。 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64Hsp18.0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。
【关键词】：杂交水稻 制种 种子成熟 活力 老化耐性 ABA GA_3 脱水剂 耐藏性
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S511
【目录】：

• 致谢5-6
• 目录6-11
• 摘要11-14
• Abstract14-17
• 缩略语17-18
• 前言18-21
• 第一章 文献综述21-45
• 1. 种子活力21-26
• 1.1 影响种子活力的因素21-23
• 1.1.1 遗传因素21-22
• 1.1.2 环境因素22-23
• 1.2 种子活力的测定23-26
• 1.2.1 基于生化变化测定种子活力23-25
• 1.2.2 基于光电子技术测定种子活力25-26
• 2. 种子成熟过程生理生化变化26-35
• 2.1 糖类27-28
• 2.1.1 糖在正常种子成熟中的作用27-28
• 2.1.2 糖在顽拗性种子成熟中的作用28
• 2.2 小热激蛋白28-31
• 2.2.1 sHSPs在植物发育中的作用29
• 2.2.2 sHSPs的分子伴侣功能29-30
• 2.2.3 sHSPs在植物抗逆中的作用30-31
• 2.3 激素31-33
• 2.3.1 种子成熟过程脱落酸含量的变化及作用31-32
• 2.3.2 种子成熟过程赤霉素含量的变化及作用32-33
• 2.4 抗氧化酶系统33-35
• 3. 种子耐藏性35-39
• 3.0 种子耐藏性的测定35-36
• 3.1 遗传基因与种子耐藏性的关系36-38
• 3.2 环境因子与种子耐藏性的关系38-39
• 4. 脱水剂的应用39-45
• 4.1 脱水剂的脱水原理及其种类40-41
• 4.1.1 常用脱水剂的脱水原理40
• 4.1.2 常用脱水剂的种类40-41
• 4.2 脱水剂在作物生产上的应用41-43
• 4.2.1 脱水剂在高粱上的应用41-42
• 4.2.2 脱水剂在油菜上的应用42
• 4.2.3 脱水剂在豆类作物上的应用42-43
• 4.2.4 脱水剂在小麦上的应用43
• 4.2.5 脱水剂在水稻上的应用43
• 4.3 脱水剂在种子生产上的应用43-45
• 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45-71
• 1 材料与方法46-48
• 1.1 材料46
• 1.2 方法46-48
• 1.2.1 试验材料的种植46
• 1.2.2 发芽试验46-47
• 1.2.3 种子长宽厚和千粒重测定47
• 1.2.4 种子胚乳和胚重量测定47
• 1.2.5 种皮厚度测定47
• 1.2.6 种子淀粉粒发育观察47-48
• 1.2.7 种子含水量测定48
• 1.2.8 种子发芽与幼苗质量综合评价48
• 1.3 统计分析48
• 2 结果48-68
• 2.1 不同成熟期杂交水稻种子生活力和活力的变化48-50
• 2.2 不同成熟期杂交水稻种子的幼苗质量50-53
• 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53-56
• 2.4 不同成熟期杂交水稻胚乳、胚重量及胚乳/胚比值变化56-58
• 2.5 不同成熟期杂交水稻种子长宽厚和千粒重的变化58-60
• 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60-62
• 2.7 不同成熟期杂交水稻种子含水量的变化62-63
• 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63-68
• 3 讨论68-70
• 4 小结70-71
• 第三章 杂交水稻种子成熟过程生理生化交化和小热激蛋白基因表达及与种子生活力和活力的关系71-97
• 1 材料与方法72-77
• 1.1 材料72
• 1.2 方法72-77
• 1.2.1 不同成熟期水稻种子的获得72
• 1.2.2 种子可溶性糖及总淀粉测定72-73
• 1.2.3 种子可溶性蛋白测定73
• 1.2.4 种子GA_3与ABA测定73-74
• 1.2.5 种子可溶性寡糖测定74
• 1.2.6 种子抗氧化物酶活性测定74-75
• 1.2.7 种子小热激蛋白(sHSPs)基因的相对表达量测定75-77
• 1.3 统计分析77
• 2 结果77-94
• 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77-81
• 2.2 不同成熟期杂交水稻种子可溶性蛋白含量的变化81-82
• 2.3 不同成熟期杂交水稻种子GA_3与ABA含量的变化82-83
• 2.4 不同成熟期杂交水稻种子可溶性寡糖含量的变化83-85
• 2.5 不同成熟期杂交水稻种子抗氧化物酶活性的变化85-87
• 2.6 不同成熟期杂交水稻种子sHSPs基因的相对表达量变化87-88
• 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88-94
• 3 讨论94-96
• 4 小结96-97
• 第四章 不同成熟期杂交水稻种子的老化耐性及与GA_3和ABA的关系97-117
• 1 材料与方法98-99
• 1.1 材料98
• 1.2 方法98-99
• 1.2.1 不同成熟期种子的采收98
• 1.2.2 不同成熟期种子加速老化试验98
• 1.2.3 成熟种子浸种及加速老化试验98-99
• 1.2.4 发芽试验99
• 1.3 数据分析99
• 2. 结果99-114
• 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99-103
• 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103-106
• 2.3 ABA、GA_3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106-110
• 2.4 ABA、GA_3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110-114
• 3 讨论114-115
• 4 小结115-117
• 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117-145
• 1 试验材料及方法118-120
• 1.1 材料118
• 1.2 方法118-120
• 1.2.1 脱水剂的喷施118-119
• 1.2.2 种子发芽试验119
• 1.2.3 种子含水量测定119
• 1.2.4 种子抗氧化物酶活性测定119
• 1.2.5 种子可溶性寡糖含量测定119
• 1.2.6 种子可溶性糖及淀粉测定119
• 1.2.7 种子可溶性蛋白测定119
• 1.2.8 种子64S Hsp18.0基因相对表达量测定119
• 1.2.9 种子贮藏119-120
• 1.2.10 种子带菌检测120
• 1.3 统计分析120
• 2 结果120-141
• 2.1 脱水剂喷施对种子生活力活力影响120-127
• 2.2 脱水剂喷施对种子含水量和千粒重影响127-129
• 2.3 脱水剂的喷施对种子抗氧化物酶活性影响129-132
• 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132-137
• 2.5 脱水剂喷施对种子sHSPs基因的表达量影响137-138
• 2.6 脱水剂喷施对种子带菌率影响138-139
• 2.7 脱水剂喷施对种子耐藏性影响139-141
• 3 讨论141-144
• 4 小结144-145
• 总结145-146
• 参考文献146-164
• 博士期间发表或完成论文164-165

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 杜秀敏,殷文璇,赵彦修,张慧;植物中活性氧的产生及清除机制[J];生物工程学报;2001年02期

2 李锐;王文国;范林洪;王胜华;;金发草LEA3基因两个剪接体转化酿酒酵母的抗非生物胁迫功能分析[J];中国生物工程杂志;2012年08期

  本文关键词：杂交水稻种子成熟过程活力、生理生化和耐藏力的变化及脱水剂应用效果的研究，由笔耕文化传播整理发布。

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本文编号：363010