水稻弱势粒充实差是水稻生产上的一个严重问题,这一问题在超级稻上更为突出。人们从同化物供应、激素平衡、酶活性和基因表达等方面研究了其原因,但其机理仍不清楚。本试验以超级稻品种为材料,观察了超级稻花后不同时期强、弱势粒蛋白质表达的差异并分析了部分蛋白质的功能。因多胺在植物生长发育过程中具有重要作用,故本研究还观察了结实期强、弱势粒中腐胺(Put)、亚精胺(Spd)和精胺(Spm)浓度及其与灌浆的关系。主要结果如下：1、以两个超级稻品种[两优培九(两系杂交籼稻)和淮稻9号(粳稻)]为材料,通过蛋白质双向电泳分析强、弱势粒蛋白质表达的差异并对部分差异蛋白质进行质谱分析。结果表明,与强势粒相比,弱势粒蛋白质表达点(量)在花后5d和10d显著较少(低),花后20d和30d则显著较多(高)。选择强、弱势粒蛋白质表达有显著差异的41个点进行质谱分析,其中13个点的功能得到鉴定,其余点的功能未知。依据鉴定,对己知功能的蛋白质分成6类：(1)参与光合代谢(Rubisco大亚基)；(2)氨基酸代谢(磷酸丙糖异构酶,丙酮酸正磷酸双激酶)；(3)细胞分化和衰老(翻译起始因子5A)；(4)能量代谢(果糖激酶,淀粉酶／枯草杆菌蛋白酶抑制剂)；(5)环境适应(基质70kDa的热休克蛋白相关蛋白和半胱氨酸合成酶)；(6)多胺代谢(多胺氧化酶)。弱势粒中Rubisco大亚基的缺少,丙酮酸正磷酸双激酶(PPDK)、翻译起始因子5A(elF5A)和多胺氧化酶表达量低,半胱氨酸合成酶和HSP70表达量高可能是其灌浆差的机制。2、以4个超级稻品种[两优培九和Ⅱ优084(杂交籼稻)、淮稻9号和武粳15(粳稻)]为材料,2个高产品种[汕优63(杂交籼稻)、扬辐粳8号(粳稻)]为对照,测定了结实期强、弱势粒中Put、Spd和Spm浓度和灌浆速率,分析了它们之间的关系并用化学调控的方法进行了验证。结果表明,强势粒的最大灌浆速率、平均灌浆速率和糙米重,超级稻品种与对照品种差异较小,弱势粒的灌浆速率和粒重表现为超级稻品种显著低于对照品种。灌浆期强、弱势粒的Put、Spd和Spm浓度变化均成单峰值曲线。Put的峰值浓度和平均浓度,弱势粒高于强势粒。Spd和Spm峰值浓度和平均浓度,弱势粒显著低于强势粒,超级稻品种低于对照品种。籽粒平均灌浆速率和糙米重与Put浓度呈极显著负相关,与Spd和Spm浓度以及Spd/Put和Spm/Put呈极显著正相关。灌浆初期对稻穗喷施Spd和Spm,增强了弱势粒中蔗糖合酶、ADP葡萄糖焦磷酸化酶和可溶性淀粉合酶活性,提高了弱势粒灌浆速率、结实率和粒重,喷施Put或多胺合成抑制剂(MGBG)的结果则相反。说明多胺参与水稻籽粒灌浆的调控,超级稻品种弱势粒较低的Spd和Spm浓度及较低的Spd/Put和Spm/Put值是其灌浆速率小、粒重轻的一个重要生理原因。