施氮处理对水稻颖果发育稻米品质的影响.doc

施氮处理对水稻颖果发育、稻米品质的影响 研究生：李运祥 导 师：王忠教授 学号：01142 （扬州大学农学院，扬州225009） 1.前言 水稻是最重要的粮食作物之一，世界有三分之一以上的人口以稻米为主食。 在我国水稻栽培面积占粮食作物种植面积的1/3，产量占粮食总量的近一半，人均年消费稻米150kg，因而稻米生产量的高低及品质优劣与农民的收入和人们的生活息息相关。然而，在以往一段较长的时间里，我国对稻米的生产以量为主，不大重视品质。改革开放以来，随着人民生活水平的提高以及稻米贸易对品质的要求，促使我国开始重视对稻米品质问题的研究。 稻米品质是品种遗传特性和环境因素综合作用的结果。环境因素包括水稻生长期间的气候条件、栽培措施以及水分与肥力状况、海拔等多方面因素。环境条件对稻米品质的影响主要是通过影响植株和颖果的生理过程而发挥作用的。如：环境对稻米垩白的调控作用主要是通过影响光合同化物积累运转、颖果中代谢酶活性、以及胚乳细胞发育和淀粉体充实等生理过程而实现的；温度对稻米直链淀粉的调控是通过影响胚乳细胞中RNA转录或转录后加工而实现的。在影响稻米品质的诸多环境因子中，氮肥的施用量和施用时期对水稻植株生长及稻米品质的影响尤其明显。例如，在水稻生长后期如以氮为主的穗肥施用过多，则会影响水稻植株含氮化合物数量，造成稻米中氮化合物含量过高而导致食味下降，同时追施氮肥会对稻米垩白状况也有显著影响，因此它一直是科技工作者、稻米生产者研究和关注的热点。 2.选题依据 稻米品质是一综合性状，一般分为碾米品质、外观品质、蒸煮食用品质和营养品质等四个方面，而这四个方面的品质以及产量都与胚乳细胞的发育有关。水稻胚乳细胞中的主要贮藏物为淀粉和蛋白质，它们分别贮藏在淀粉体（合成与积累淀粉的具有双层膜的质体）和蛋白体（包裹贮藏蛋白的具单层膜的囊泡）中。若胚乳细胞活性高，充实良好，则其中的淀粉粒与淀粉体均呈有棱角的多面体，蛋白体则因最后被淀粉体挤压而充满于淀粉体间隙中，这样的米就无垩白而透明发亮且粒重高，这种米不仅有好的外观品质，而且又易加工而无碎米。若充实不良，淀粉体则呈球形，细胞中空隙多，此时米粒不仅轻而且呈现垩白；但当米粒中的蛋白体较多时，米的营养虽好，但食用品质较差。稻米粒重和品质既受遗传基因控制，又受环境气候和栽培条件的影响，而遗传因素在很大程度上决定水稻品种的特性，在实际生产中人们通过栽培措施来改善提高稻米的产量和品质。因此，通过不同氮素处理实验以研究探明氮素使用量对胚乳细胞发育的规律、胚乳发育与粒重和品质形成之间关系的影响，进而调控胚乳的发育，对提高稻米的产量和品质都具有重要的意义。 3.研究内容目的和意义 3.1 研究内容 3.1.1 研究施氮处理对水稻植株生理活性的影响 (1)水稻植株鲜干重变化动态 (2)不同发育时期水稻剑叶中叶绿素含量差异 (3)水稻植株的株高和分蘖数的差异 3.1.2 研究施氮处理对颖果生理活性的影响 (1)不同发育天数颖果鲜干重的测定。 (2)不同发育天数颖果和颖壳中叶绿素含量测定。 (3)不同发育天数颖果中可溶性糖、淀粉、直链淀粉的测定。 (4)不同发育天数颖果中蛋白质种类和含量、赖氨酸含量的测定。 3.1.3 研究施氮处理对颖果形态结构的影响 (1)水稻开花后5天、7天、10天的颖果的胚乳充实过程、蛋白体、淀粉体、糊粉层的生理结构观察。 (2)水稻成熟子粒形态结构的观察。 3.1.4 研究施氮处理对稻米品质的影响 (1)稻米碾米品质的测定：出糙率、精米率、整精米率、垩白度、垩白率。 (2)稻米蒸煮品质的测定：胶稠度、糊化温度。 3.2 研究的目的和意义 通过上述研究，旨在探明不同氮素处理对水稻颖果的生理、生化和形态结构的发生形成的影响，以及不同氮素使用量对稻米品质形成的影响。通过实验研究水稻颖果中胚乳细胞的分裂、分化和充实的生理过程，胚乳中蛋白体、淀粉体、糊粉层等超微结构的形成、变化规律以及稻米品质的形成与氮素之间的关系，为稻米的优质高产提供理论依据和切实可行的途径。 3.3 研究创新之处 3.3.1 研究层次： 用电镜观察水稻成熟子粒胚乳细胞的超微结构，从亚细胞水平研究不同氮素使用量的情况下，水稻胚乳细胞中淀粉的充实状况、蛋白体的种类；用超薄树脂切片机对不同氮素处理下颖果中淀粉体、蛋白体以及糊粉层的形成、发育进程的进行观察：从胚乳细胞数目与粒重，淀粉体的充实和蛋白体的种类与稻米品质等关系方面来探讨提高水稻产量与改良品质的途径。这与一般的仅从整体、组织、器管水平上的研究相比较，无疑有很大进步。 3.3.2 研究方法： （1）在谷物中水稻胚乳核较小，淀粉含量相对较高而蛋白质的含量相对较低(切片易碎)，因而研究水稻胚乳发育的难度要大于小麦、大麦和玉米等胚乳。本实验室选用优良的固定剂与低粘性的树脂固定与包埋观