ecotypic and genotypic variation in rice yield and quality in response to different elevated temperatures论文

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1、华中农业大学博士学位论文ECOTYPICANDGENOTYPICVARIATIONINRICEYIELDANDQUALITYINRESPONSETODIFFERENTELEVATEDTEMPERATURES姓名：法鲁克申请学位级别：博士专业：作物栽培学与耕作学指导教师：黄见良201206Ecotypicandgenotypicvariationinresponseofricecultivarstodifferentelevatedtemperatures摘要随着全球气温升高，高温己经成为限制作物产量及其品质提升的一个重要因子之一。同时这

2、也也给水稻生产以及稻米品质相关性状带来了严重的负面影响。目前，高温对水稻产量及品质的相关研究主要集中在人工气候箱中进行，而在大田条件下，有关水稻在高温条件下的农艺性状表现特征以及应对高温环境的相关策略研究则鲜有报道。植物生长调节剂如甜菜碱、水杨酸和抗坏血酸等能够提高作物对非生物胁迫的抗性。因此可以推测植物生长调节剂可以提高水稻对高温的忍受能力，从而提高水稻产量和品质。另外，同一穗上不同粒位的颖花对高温以及植物生长调节剂的响应机制可能不同。基于该假设，本论文基于大田和人工生长箱条件下，研究不同类型水稻品种在不同形式高温处理下的产量和品质变

3、化特点；植物生长调节剂缓解高温胁迫能力以及抗氧化酶响应分析：同一穗上不同粒位颖花对高温和植物生长调节剂的响应机制研究。大田试验于2009和2010年在华中农业大学校内大田试验基地进行。主要研究高温处理(包括全天高温、高日温、高夜温)对水稻农艺性状(产量及产量构成因子)和稻米品质(粒型、蛋白质含量、直链淀粉含量和垩白度)的影响。供试材料为不同类型的粳稻和籼稻品种。高温处理在水稻孕穗至成熟期进行，加温装置由多个加热器和鼓风机组成，它可以使大田环境温度升高2。C左右。关于生长调节剂缓解高温胁迫以及对产量和品质的影响研究主要在2010年大田实验

4、的基础上进行微区处理，并且本研究将穗子分为上中下三个部位，研究籼粳稻不同粒位对高温和植物生长调节剂的响应机制的异同。同时也在人工气候箱环境条件下验证高夜温与外施抗坏血酸对水稻抗氧化酶系统和养分含量的影响，供试材料为籼稻品种Kasalath和粳稻品种日本晴。主要研究结果如下：(1)与白天高温和夜间高温相比，全天高温对水稻生长的危害最大，它显著地降低了水稻的产量、产量构成因子、生物量和收获指数。在2009年，全天温度升高20C会导致籼稻和粳稻产量分别下降16．3％和26．6％；而在2010年分别下降了21．3％的40．32％。2009年，高

5、日温分别使籼稻和粳稻品种产量下降4．1％禾EI4．0％，2010年分别下降了3．2％禾EI9．1％。同样，在2009年，高夜温分别使籼稻和粳稻品种产量下降了0％和10．1％，在2010年分别下降了16．9％和45．3％。在2009年高日温处理下生物量减少，减少幅度要比高夜温条件下大；而2010年的高日温HuazhongAgriculturalUniversityPhDDissertation2012和高夜温处理对生物量减少的程度间没有显著差异。在两年里，与高曰温相比，高夜温对结实率和收获指数的负面影响更大。从二年的产量和产量构成因子角度

6、考虑，粳稻对高温的响应要比籼稻敏感，并且不同类型水稻品种受高温的影响表现出显著的基因型差异。(2)从外观品质上看，高温使得大部分水稻品种的粒型变小、垩白增加。不同生态类型水稻品种(籼稻和粳稻)的外观品质受不同温度处理的影响也不相同。两年的平均数据表明，与常温对照相比，全天高温使籼稻的粒长、粒宽和籽粒面积分别下降了O．33，1．82和2．16％，使粳稻的粒长、粒宽和籽粒面积分别下降了1．72，2．23和3．96％。相反，与常温对照相比，全天高温使籼稻和粳稻的平均长宽比分别提高了1．56和0．56％。对于粳稻品种来说，晚间高温对籽粒长宽比的

7、增加幅度大于全天高温处理。而且与常温对照相比，全天高温使籼稻和粳稻的平均垩白粒率分别增加了16．65和17．85％，平均垩白面积分别增加了53．3和63．9％。然而，不同温度处理对不同类型水稻品种的蛋白质含量、直链淀粉含量、消碱值、碾磨品质和整精米率的影响均没有表现出一致的规律。从所考察的指标来看，与籼稻品种相比，粳稻品种热敏感指数(HSI)较高，它对温度更为敏感。(3)植物生长调节剂明显提高水稻耐高温胁迫能力。并且水杨酸提高水稻耐高温胁迫能力要优于甜菜碱。在高温条年下，与对照相比，水杨酸处理可以减少垩白，增大粒型。而甜菜碱处理对缓解高

8、温胁迫的作用没有表现出一致性，它受不同品种的影响较大，并且在不同高温处理条件下一致性较差。人工气候箱试验研究表明，Kasalath(籼稻)和日本晴(粳稻)对高夜温和抗坏血酸的响应有很大的相似性。在高夜温处理