结实期低温胁迫对水稻强、弱势粒淀粉形成与积累的影响

[目的]研究结实期低温胁迫对水稻强、弱势粒淀粉组分含量、积累速率及关键酶活性的影响,明确淀粉合成关键酶活性变化对淀粉积累速率的调控效应,探究强、弱势粒淀粉形成积累差异对水稻产量的影响.[方法]以耐冷型品种东农428和冷敏型品种松粳10为试验材料,设置1个常温处理(白天温度28℃,14h/夜间温度22℃,10 h,7 d)和4个低温处理(17℃,低温处理时间分别为1、3、5、7 d),分析了结实期低温胁迫对强、弱势粒淀粉组分积累、合成关键酶活性、水稻产量及构成因素的影响,并探讨了灌浆期各阶段淀粉积累差异与酶活性变化的关系.[结果]与对照相比,结实期低温胁迫降低了两个品种水稻强、弱势粒中腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)、可溶性淀粉合成酶(SSS)、淀粉分支酶(SBE)的峰值活性以及支链淀粉和总淀粉含量,提高了齐穗后28～38 d低温处理3、5、7 d的颗粒结合型淀粉合成酶(GBSS)活性和直链淀粉含量.与对照相比,各低温处理酶活性最高和淀粉积累最快的时间均有不同程度的推迟,低温处理7 d的影响最大,强、弱势粒低温处理7 d的支链淀粉和总淀粉含量分别在齐穗后13、18 d降幅最大,直链淀粉含量在28 d增幅最大.相关分析表明,强、弱势粒直链淀粉含量及强势粒支链淀粉、总淀粉含量与其最大积累速率呈极显著正相关,弱势粒支链淀粉、总淀粉含量还受到其最大积累速率出现时间的影响.AGPase、GBSS、SSS、SBE活性变化与淀粉积累速率和积累时间早晚密切相关,对淀粉及淀粉组分含量的变化有着明显的影响.同时,结实期低温胁迫显著降低了水稻的千粒重、结实率和产量,且随低温处理天数的增加降幅逐渐增大.结实期低温胁迫对弱势粒中淀粉合成关键酶活性变化影响大于强势粒,弱势粒淀粉合成积累减慢,含量降低,导致水稻千粒重显著下降,产量降低.[结论]就品种而言,耐冷型东农428具有较高的淀粉合成关键酶活性,淀粉及其组分含量较高,在低温胁迫下产量能维持在较高的水平.因此,强、弱势粒淀粉合成关键酶活性对淀粉合成起着非常关键的调控作用,淀粉组分和含量及其变化对产量有着十分重要的影响.