灌浆充实调节剂对大穗型水稻弱势籽粒灌浆的调控效应
2022-03-22静莉丽赵亚帆赵帅兵王童童杜彦修孙红正赵全志
华北农学报 2022年1期
静莉丽,彭 廷,赵亚帆,赵帅兵,王童童,李 源,程 远,杜彦修,张 静,孙红正,赵全志
(河南粮食作物协同创新中心,河南省水稻生物学重点实验室,水稻河南省工程实验室,河南农业大学 农学院,河南 郑州 450046)
大穗型水稻品种弱势籽粒灌浆充实度差是制约其产量和品质进一步提高的瓶颈[1]。水稻籽粒灌浆是受多种因素调控的复杂有序的生化过程。已有研究证明,水稻籽粒灌浆过程中差异表达的miRNA通过调控其靶基因在灌浆充实中发挥重要作用[2],其中miR167和miR1432分别通过调节其下游靶基因OsARF12和OsACOT的表达,进而负调控水稻籽粒的灌浆充实[3-4]。Zhang等[5-6]研究发现,类萌发素蛋白(GLP)和14-3-3蛋白是弱势籽粒灌浆启动的关键信号蛋白,灌浆早期弱势籽粒中GLP蛋白的表达丰度低、14-3-3蛋白的冗余是造成弱势籽粒灌浆差的主要原因,在胚乳中特异性低表达14-3-3蛋白家族成员GF14f可显著增加籽粒的粒长和粒质量。在籽粒灌浆过程中,蔗糖到淀粉的复杂合成途径受到多种酶的调控[7-9],这些蔗糖-淀粉代谢关键酶活性及基因表达量低是限制弱势籽粒灌浆的重要原因[10-11],研究表明,通过灌浆期外源涂抹R18显著增强水稻弱势籽粒蔗糖-淀粉代谢关键酶的活性,提高弱势籽粒千粒质量及结实率,促进弱势籽粒灌浆[12]。大穗型水稻强弱势籽粒内各激素含量与其灌浆速率密切相关[13-14],籽粒中低的玉米素和玉米素核苷和吲哚乙酸含量是弱势籽粒胚乳细胞数量少、灌浆慢、粒质量低的主要原因[15-16],外源施加低浓度生长素可增强淀粉酶活性,促进同化物的运输,而高浓度可增加弱势籽粒实粒数[17]。……
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