《植物生理学报》 2019, 55(3): 329-341

水稻穗颈维管束特征及其与茎鞘同化物转运和产量的关系

李国辉^1,2, 张国¹, 崔克辉^1,*

¹作物遗传改良国家重点实验室, 农业部长江中游作物生理生态与耕作重点实验室, 华中农业大学植物科学技术学 院, 武汉430070; ²江苏省作物遗传生理重点实验室, 江苏省作物栽培生理重点实验室, 江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心, 农业部长江流域稻作技术创新中心, 扬州大学农学院, 江苏扬州225009

通信作者：崔克辉；E-mail: cuikehui@mail.hzau.edu.cn

摘　要：

本研究以来源于‘珍汕97’和‘明恢63’重组自交系群体的4个家系R46、 R94、 R118和R232为材料, 在低氮和高氮处理下分析了水稻穗颈大、小维管束形态解剖特征及其与茎鞘非结构性碳水化合物(non-structural carbohydrates, NSC)转运和产量形成的关系。研究结果表明, 不同家系穗颈大、小维管束数量表现出基因型差异。增施氮肥分别增加了大、小维管束的数量、横截面积和韧皮部面积。大、小维管束的数量、总横截面积分别与茎鞘NSC转运、结实率、千粒重和产量显著正相关, 小维管束的相关系数高于大维管束; 小维管束韧皮部面积与茎鞘NSC转运显著正相关, 而大维管束无显著相关性; 小维管束与大小维管束的总数量比、总横截面积比、总韧皮部面积比、以及小维管束韧皮部面积与大小维管束总横截面积比分别与茎鞘NSC转运、结实率、千粒重和产量正相关, 而大维管束表现为负相关。这些结果表明小维管束对茎鞘NSC转运和产量形成的 作用比大维管束大, 大、小维管束韧皮部在茎鞘NSC转运中的功能差异可能是主要原因。因此, 选择穗颈维管束多且小维管束多的水稻品种或采用适当栽培管理改良维管束特征, 尤其是增加小维管束数量和韧皮部面积有利于茎鞘NSC向籽粒转运和增加产量。

关键词：水稻; 穗颈维管束; 解剖性状; 非结构性碳水化合物; 产量形成

收稿：2018-11-09   修定：2019-01-28

资助：国家重点研发计划(2016YFD0300207)和国家自然科学基金(31371548)