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水稻强弱势粒的结实率和充实度差异很大,为了研究其原因,于水稻抽穗期,选整齐一致的穗,取其强势粒(上部一次枝梗籽粒)和弱势粒(下部二次枝梗籽粒)的子房,测定其总RNA、mRNA及蛋白质的含量,对其总RNA进行甲醛-琼脂糖凝胶电泳,对其mRNA进行抑制性扣除杂交(SSH),分析其基因表达的差异,对其蛋白质进行SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳,观察核酸和蛋白质量和质的差异。于抽穗后每隔6天取其强势粒和弱势粒,测定其玉米素、赤霉素、吲哚乙酸和脱落酸含量,分析其与籽粒灌浆的关系。并于抽穗当天、抽穗后第3天及乳熟期,取强弱势粒子房或籽粒,以及上部一次枝梗和下部二次枝梗,制成石蜡切片,显微摄影,观察胚乳细胞的发育动态及最终胚乳细胞数以及上部一次枝梗和下部二次枝梗的维管束的数目和特征。于抽穗后每隔10天取上部一次枝梗和下部二次枝梗测定其可溶性糖和蛋白质含量,分析其与茎叶物质输出及与强弱势粒的结实率和充实度的关系。并于抽穗期喷施玉米素、赤霉素、吲哚乙酸和DCPTA(二乙氨基乙基二氯酚醚),观察其对结实率和充实度的影响。结果表明: 1 水稻抽穗当天,强势粒中总RNA、mRNA含量都显著高于弱势粒,但蛋白质含量低于弱势粒,抽穗后第5天,强势粒中总RNA含量仍然显著高于弱势粒,mRNA含量两者差异不大,蛋白质含量依然低于弱势粒。抽穗后0-5天,强势粒中总RNA、mRNA含量变化不大,蛋白质含量下降显著,而弱势粒中总RNA含量上升显著,mRNA含量、蛋白质含量变化不大。抽穗当天强势粒有三条特异的cDNA带和两条特异蛋白质带出现,而弱势粒没有,抽穗后第5天才出现其中一条蛋白质带。这是由于强势粒受精较早,受精作用从转录启动特异基因表达,同时转录后调节也起一定的作用的结果,也是强弱势粒结实率和充实度差异的本质原因。 2 植物激素与水稻籽粒灌浆有密切的关系,玉米素、赤霉素、吲哚乙酸和脱落酸含量与强弱势粒籽灌浆动态基本一致,表现出促进作用,但其机理各不相同,玉米素通过促进胚乳细胞分裂,增加胚乳细胞数目来促进籽粒灌浆。赤霉素可能通过延缓籽粒衰老,延长灌浆时间来促进籽粒灌浆。吲哚乙酸则通过促进胚乳细胞伸长和扩大来促进灌浆。脱落酸则可能增加库活性,促进有机物韧皮部卸出来促进籽粒灌浆,并可能与赤霉素一起共同调控籽粒的成熟和衰老。3 弱势粒比强势粒受精要晚7天士右,其胚胎发育进程也较晚,最终肝乳细胞数也较少,然而细胞体积较大,细胞壁较薄。胚乳细胞分裂时期的细胞分裂素、生长素含量分别决定了最终胚乳细胞数目和大小。山于弱势粒胚乳细胞体积较大,细胞间隙就较大,籽粒灌浆的物理障碍较大,故结实率和充实度较低。1 杂交水稻二优培九下部二次枝梗维管束与上部一次枝梗维管束相比导管面积和韧皮部面积较小,导管、筛管和伴胞分化不够,单个导管、筛管和伴胞面积较小,无机物和有机物运输不畅,其成熟期可溶性糖含量较高也证明了这一点。这是其运转率低,弱势粒的结实率和充实度低的原因之一。5 杂交水稻二优培九茎叶物质输出率较低,灌浆前期茎叶物质输出较多,中期不仅没有输出茎叶物质,反而积累了光合产物,后期茎叶物质又有一定的输出。这些都受源库活性和枝梗维管束通畅程度所控制。6 于水稻抽穗期喷施玉米素和1儿I‘T八可能显著提高杂交水稻二忧培九的产量,其原因是提高了弱势粒的结实率和充实度。7.杂交水稻二优培九单穗表现出二次灌浆现象,这是山于其较多的弱势粒同时灌浆造成的。