低温控制对优质水稻灌浆结实期的影响

2021-04-29 09:17王亮柳洪良朴雪梅徐伟豪白学峰程正海金峰韩云哲
安徽农业科学 2021年7期
关键词:品質酶活性水稻

王亮 柳洪良 朴雪梅 徐伟豪 白学峰 程正海 金峰 韩云哲

摘要 低温条件下对不同地区的18个水稻品种进行灌浆结实期冷害鉴定试验。结果表明,低温控制耐冷性评价中龙稻17、吉粳302、通禾66等8个品种耐冷性表现强;吉农大538、通育266、吉粳515和吉粳302品种的SOD、CAT、POD酶活性比对照高,各品种之间有显著差异;龙稻17、龙稻18、吉粳809、吉粳515、通系935等品种的稻米外观品种和营养品质有差异显著;综合比较显示,吉粳515、通育266、吉粳302等品种抗冷性较强,是较适合吉林省东部冷凉地区种植的水稻品种。

关键词 水稻;灌浆结实期;耐冷性;酶活性;品質

中图分类号 S.511文献标识码A文章编号0517-6611(2021)07-0040-03

AbstractUnderlowtemperaturecondition,18ricevarietiesfromdifferentregionsweretestedforchillinginjuryidentificationduringgrainfillingstage.Theresultsshowedthatintheevaluationofcoldtoleranceunderlowtemperaturecontrol,8varieties,includingLongdao17,Jijing302andTonghe66,showedstrongcoldtolerance;theactivitiesofSOD,CATandPODweremeasuredbyenvironmentalphysiologicalindexes,andtheenzymeactivityratioofJinongda538,Tongyu266,Jijing515andJijing302werecomprehensivelyanalyzed.Theresultsshowedthatthereweresignificantdifferencesamongvarietiesinappearanceandnutritionalquality;Longdao17,Longdao18,Jijing809,Jijing515,Tongxi935andothervarietieshadsignificantdifferencesinappearanceandnutritionalquality;Jijing515,Tongyu266,Jijing302andothervarietieshadstrongcoldresistance,sotheyweresuitableforplantinginthecoldandcoolareaofEasternJilinProvince.

KeywordsRice;Grainfillingstage;Coldtolerance;Enzymeactivity;Quality

作者简介 王亮(1980—),男,吉林舒兰人,副研究员,硕士,从事作物育种与栽培研究。*通信作者,副研究员,博士,从事水稻育种与栽培研究。

北方粳稻具有高产和品质优良的特性,是吉林省发展粮食生产、保障粮食安全战略的主要目标作物之一。而低温、高温、洪涝、干旱等灾害性天气发生频率的不断增加,已经严重影响到作物的生产。加强逆境下作物生长发育的研究,对粮食生产的可持续发展具有重要意义[1-6]。鉴于此,笔者以18个优质水稻品种为试验材料,研究灌浆结实期温室低温控制下的叶片逆境生理指标,进行耐冷性评价,旨在为鉴选适宜种植水稻品种提供理论依据[7-10]。

1材料与方法

1.1试验材料

试验共选用18个供试优质水稻品种,其中吉林省和黑龙江省审定品种15个,对照品种3个,分别为延粳22、吉玉粳、通35(表1)。

1.2试验方法

试验采取盆栽移栽。泥土处理过程为碎土→过筛→拌肥→称重量(保证每个盆的土量相同)。叶片取样方法:低温处理完毕当天分别取样处理和对照。

1.2.1温室低温控制耐冷性鉴定。普通盘育苗,移栽至直径30cm的塑料盆内,每盆栽插4穴,每穴1株基本苗,重复3次。氮、磷、钾分别按120、80、80kg/hm2施用。水稻植株平均抽穗80%左右时,进行10d低温(14℃)处理。成熟后调查空秕粒率并评价耐冷性(表2)。

1.2.2酶液的制备。

1.2.2.1超氧化物歧化酶(SOD)。称取5.00g样品,置于研钵中,加入5mL提取缓冲液,在冰浴条件下研磨成匀浆。将匀浆液全部转入到离心管中,于4℃、12000g离心30min,收集上清液,低温保存备用,测量提取液总体积。

1.2.2.2过氧化氢酶(CAT)。称取叶片0.25g,加入5倍量的(M/V)pH7.0的磷酸缓冲液冰浴研磨,15000r/min离心15min取部分上清液,经适当稀释后用于酶活性测定。

1.2.2.3过氧化物酶(POD)。称取样品3.00g,加入预冷的0.05mol/LpH7.8的磷酸缓冲液少量,用粗纱布过滤,定容至10mL,低温离心(12×104r/min,0~4℃)15min,取上清液置于低温冰箱备用。

1.2.3逆境生理指标的测定方法。

1.2.3.1SOD活性测定。采用氮蓝四唑(NBT)光化还原法,以抑制NBT光化还原的50%为1个酶活单位,酶活性以“U/(g·min)”表示

1.2.3.2CAT活性测定。采用紫外吸收法测定,酶活性以“U/(g·min)”表示。

1.2.3.3POD活性测定。在2.9mL0.05mol/L磷酸缓冲液中加入1.0mL2%H2O2、1.0mL0.05mol/L愈创木酚和0.1mL酶液,组成反应液,以每分钟增加1.0个A470的酶量为1个酶活力单位,酶活性以“U/(g·min)”表示。

2结果与分析

2.1低温控制对不同水稻品种灌浆结实期耐冷性的影响

由表3可知,龙稻17、吉粳302、通禾66、吉粳515、通育266、吉玉粳、通35、通育269空秕粒为32.5%~37.0%,耐冷性表现强,其他品种空秕粒率42.0%~51.2%,耐冷性表现中。

2.2低温控制对不同水稻品种灌浆结实期逆境生理指标的影响

由表4可知,除上育397、通禾66、吉粳511、吉粳809、延粳22外,其他品种SOD酶活性较CK高,其中吉农大538、通育266与其他品种SOD酶活性显著差异。吉粳515的CAT活性与其他品种有显著差异,龙稻17、龙稻18、九稻68、通系935、通禾66、通育266等品种低温处理CAT活性比对照高,但品种间差异不显著。吉粳302的POD活性与其他处理有显著差异,吉农大538、九稻68、吉粳809、吉玉粳等品种低温处理的POD活性较对照处理高,但品种间差异不显著。

2.3低温控制对水稻灌浆成熟期外观品质的影响

由表5可知,温室低温控制灌浆成熟期不同品种整精米率差异极显著,吉粳302、上育397、吉粳809整精米率与其他品种差异显著。九稻68的垩白粒率最低,与其他品种差异极显著;吉粳511、通育266、通系935垩白粒率较低,与其他品种差异显著或极显著。九稻68垩白度最低,与其他品种差异极显著,龙稻18垩白度较低,与其他品种差异极显著。各水稻品种灌浆成熟期整精米率与对照差距不大,但垩白粒率、垩白度远高于对照。

2.4低温控制对水稻减数分裂期营养品质的影响

由表6可知,温室低温控制灌浆成熟期不同水稻品种蛋白质含量差异极显著,吉粳511、通育266、通系935、吉粳515、吉粳809蛋白质含量与其他品种差异显著;各水稻品种的直链淀粉含量差异极显著,其中龍稻18、龙稻17直链淀粉含量较低,与其他品种差异极显著。

3小结

(1)灌浆结实期温室低温控制试验耐冷性评价结果显示,龙稻17、吉粳302、通禾66、吉粳515、通育266、吉玉粳、通35、通育269等品种耐冷性表现强。

(2)温室低温控制对灌浆结实期逆境生理指标的影响结果显示,农大538、通育266、吉粳515、吉粳302品种的SOD、CAT、POD酶活性比对照高,各品种间显著差异。

(3)温室低温控制对灌浆结实期稻米外观和营养品质的影响结果显示,龙稻17、龙稻18、吉粳809、吉粳515、通系935等水稻品种间外观和营养品质差异显著。

(4)综合分析结果显示,供试品种吉粳515、通育266、吉粳302等抗冷性较强,整体表现较适于在吉林省东部冷凉地区种植。

参考文献

[1]DACRUZRP,SPEROTTORA,CARGNELUTTID,etal.Avoidingdamageandachievingcoldtoleranceinriceplants[J].Foodandenergysecurity,2013,2(2):96-119.

[2]聂元元,蔡耀辉,颜满莲,等.水稻低温冷害分析研究进展[J].江西农业学报,2011,23(3):63-66.

[3]王主玉,申双和.水稻低温冷害研究进展[J].安徽农业科学,2010,38(22):11971-11973.

[4]朱德峰,程式华,张玉屏,等.全球水稻生产现状与制约因素分析[J].中国农业科学,2010,43(3):474-479.

[5]蔡志欢,张桂莲.水稻低温冷害研究进展[J].作物研究,2018,32(3):249-255.

[6]邓鑫,王亮,徐伟豪,等.低温胁迫下优质稻种芽期耐冷性及不同时期抗氧化酶活性研究[J].延边大学农学学报,2020,42(1):45-51.

[7]齐光,佟伟霜,杨雨华,等.ABA对低温胁迫下水稻幼苗抗氧化酶活性的影响[J].湖北农业科学,2016,55(23):6079-6082,6122.

[8]邓化冰,史建成,肖应辉,等.开花期低温胁迫对水稻剑叶保护酶活性和膜透性的影响[J].湖南农业大学学报(自然科学版),2011,37(6):581-585.

[9]王士强,赵海红,赵黎明,等.水稻冷害生理功能变化与调控研究进展[J].中国农学通报,2017,33(36):1-6.

[10]周介雄,蒋向辉,余显权.抗冷水稻的生理生化特性[J].种子,2003,22(4):47-50.

猜你喜欢
品質酶活性水稻
水稻种植60天就能收获啦
“常州三杰”的品质风范与时代启示
关于如何更好的普及少年儿童刊物问题的研究
基于氢键诱导的纳米金比色传感器实时检测脂肪酶活性