摘要
非结构性碳水化合物(NSC)是参与水稻能量代谢的主要物质和维持水稻生长发育及响应环境调控的重要因子。蔗糖作为水稻茎鞘NSC代谢中心物质，是灌浆期叶片光合产物和花前茎鞘储存的NSC向穗部转运的主要形式，是籽粒灌浆的主要同化物来源。同时，氮水平对水稻蔗糖分配、茎叶NSC转运、穗颈和剑叶维管束系统的形成发育具有显著影响。理解水稻灌浆期茎叶同化物转运及氮素调控机理对充分利用茎鞘NSC提高水稻产量具有重要意义。本试验于2019-020年在扬州大学农学院盆栽场进行，选用4种类型水稻品种，设置2种氮肥水平，探究了水稻灌浆期茎叶同化物转运特征及氮调控机理，以期为挖掘水稻产量潜力、提高单产水平和选育高产品种提供理论参考。主要结果如下: (1)随着氮水平增加，籼型杂交稻(IH)、籼粳杂交稻(IJH)、籼型常规稻(IC)和粳型常规稻(JC)4种类型水稻品种的产量、有效穗数和生物量显著增加，氮水平对每穗颖花数、千粒重、结实率和收获指数无显著影响，这说明不同氮处理主要通过有效穗数和生物量来影响产量。 (2)与高氮处理相比，低氮处理增加了IH、IJH、IC和JC四种类型水稻品种的茎叶NSC转运量、NSC转运率及茎叶NSC对产量的贡献率，表明低氮促进茎叶NSC转运。在两种氮处理下，茎叶NSC转运与产量和每穗颖花数正相关。 (3)水稻维管束特征受氮水平影响。增施氮肥增加了剑叶、茎鞘倒三节间和穗颈节大、小维管束数量、平均横截面积和韧皮部面积，但茎鞘倒三节间和穗颈节大、小维管束密度降低。相关性分析表明，水稻剑叶、茎鞘倒三节间和穗颈节间维管束特征与茎鞘和叶片NSC转运正相关，与产量也正相关，这表明选择茎叶维管束系统发育较好的水稻品种同时合理施用氮肥改善维管束性状，有利于茎叶同化物转运，提高产量。 (4)两种氮水平条件下，水稻剑叶和茎鞘倒三节间韧皮部筛管与伴胞、筛管与薄壁细胞间缺少胞间连丝连接，剑叶和茎秆中导入荧光染料CFDA后，荧光信号集中在维管束韧皮部，没有向周围细胞扩散，同时蔗糖转运蛋白抑制剂PCMBS处理剑叶和茎鞘后，叶片13C同化物向茎鞘和穗部分配受到抑制，表明灌浆期水稻茎叶同化物装载采用质外体途径。 (5)低氮条件下，两优培九(LYPJ)、汕优63(SY63)、甬优25(YY25)和甬优8050(YYS050)四种类型水稻品种茎鞘α-淀粉酶、β-淀粉酶、蔗糖磷酸合成酶(SPS)和叶片SPS活性增加，茎叶SUT、SWEET基因和蛋白表达量增加，增强了茎叶韧皮部装载，从而提高了茎叶同化物转运。
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