杂交水稻亲本种子与穗萌芽时的生理特性比较
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摘要：对杂交水稻亲本金23B和V20B种子进行了发芽与田间栽培试验，并对其生理特性进行了比较。结果表明，种子萌芽与稻穗萌芽受可溶性糖含量的直接影响，可溶性糖含量越高越易萌芽。可溶性蛋白含量在稻穗萌芽过程中远远高于种子萌芽时期；而α-淀粉酶的活性变化在种子萌芽期与稻穗萌芽期呈现出相反的变化规律。
中图分类号：S511；S311 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2017）06-1023-03
DOI：10.14088/ki.issn0439-8114.2017.06.007
Abstract： With hybrid rice parent line Jin23B and V20B as experimental material， the study was focused on the comparison of physiological characteristics between seed germination and preharvest sprouting. The results showed that seed germination and preharvest sprouting were directly influenced by soluble sugar. The higher the soluble sugar， the easier the germination. The soluble protein content during preharvest sprouting was much higher than that during seed germination， and α-amylases activity showed the opposite law.
Key words： hybrid rice； parent line seed； preharvest sprouting； physiological characteristic comparison
水稻作橹匾的粮食作物，其产量占中国粮食总产量的40%，近年来，随着育种工作者对新品种选育的加快，对新品种制种过程中杂交水稻种子产量的提高，导致农业生产上经常出现水稻在田间出现穗萌芽的现象，尤其在南方，若遇高温多雨天气，稻穗经常萌芽，引起种子产量降低，品质下降，每年平均稻穗萌芽率一般在2%～5%，特殊天气情况下有时高达60%以上[1-3]。众多研究者认为此现象归因于在农业生产上大量施用外源植物生长调节剂“920”导致而成，从而引起杂交水稻亲本在制繁种过程中种子休眠被打破，出现田间稻穗萌芽。本研究通过选取发芽差异显著的V20B与金23B保持系种子进行浸种发芽试验与田间栽培试验，观察在实验室条件下种子的发芽与人工模拟阴雨环境下诱导稻穗萌芽过程中的生理变化，对种子萌芽与稻穗萌芽的形成过程相关的生理特性进行比较，以期为农业生产上选择出在田间不易发生穗萌芽的优良水稻亲本提供理论参考，为研究出能显著抑制穗萌芽的植物生长调节剂提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料
供试材料选取由湖南农业大学水稻研究所提供的发芽差异比较显著且生育期接近的两个杂交水稻亲本金23B和V20B，前者为不易穗萌芽，后者为易穗萌芽。
1.2 方法
1.2.1 室内种子培养 选取充实饱满、大小一致的金23B、V20B种子，用3%次氯酸钠消毒15 min后，用蒸馏水冲洗5次，在温度25 ℃，于暗处浸种处理24 h，种子50粒，置于垫有含湿润滤纸的培养皿中，重复3次，在型号为RQX-300的人工气候光照培养箱[温度（30±1） ℃，相对湿度（85±5）%，光照度93.6 μmol/（m2・s），光照时间12 h]中培养，分别于浸种的24 h培养24h（浸种后48 h）和48 h（浸种后72 h）时分别取样进行生理检测。
1.2.2 大田稻穗培养 于湖南农业大学水稻研究所试验基地稻田进行试验，选取7.52 m2面积作为一小区单位，每小区植稻苗225穴，种植密度为20.0 cm×16.7 cm。小区随机区组排列，3次重复，与大田生产管理相同。
齐穗后27 d，随机选取田间水稻移栽于RQX-300的人工气候光照培养箱温度（30±1） ℃，相对湿度（90±5）%，光照度93.6 μmol/（m2・s），光照时间12 h中培养，为让水稻模拟处于阴雨环境中，每天共补喷750 mL清水，每次250 mL，分早中晚3次喷洒，培养72 h，研究24、48、72 h穗萌形成过程中生理生化的变化。
1.2.3 生理指标测定 可溶性蛋白含量测定采用考马斯亮蓝法[4]；α-淀粉酶活性测定采用3，5-二硝基水杨酸法[5]；可溶性糖含量测定采用蒽酮比色法[5]。
2 结果与分析
通过对发芽差异显著的V20B与金23B实验室内种子发芽试验与田间培育后在模拟阴雨环境中稻穗的萌芽试验比较，其生理特性比较结果如下。
2.1 α-淀粉酶活性的比较
研究得知种子的发芽与田间稻穗萌芽情况是前者高于后者，而由图1与图2可知，在模拟阴雨天气环境下，用水处理稻穗后培养24、48和72 h，α-淀粉酶活性为V20B高于金23B，表明两品种种子的发芽差异显著受α-淀粉酶活性影响。α-淀粉酶活性越高，种子萌发越容易。而α-淀粉酶活性变化规律，实验室离体种子的萌发呈现不断下降的趋势，田间稻穗萌芽其规律为不断上升，可知离体种子萌芽过程与在田间稻穗萌芽过程不是简单由α-淀粉酶活性单因素控制的，而是一个机理相对更复杂的过程。
2.2 可溶性糖含量的比较