稻米植酸含量的环境生态变异及其对灌浆生理的影响

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1、摘要稻米品质差异的形成主要涉及到C、N和P的代谢差异。C代谢将来自于叶片的光合产物合成淀粉并储存在胚乳组织的淀粉粒中；N代谢和F代谢的产物主要是蛋白质和植酸。成熟的水稻种子中，淀粉约占其干重的90％，蛋白质约占8％，植酸约占O．8％。还有一些大量和微量营养元素。因此，淀粉、蛋白质和植酸是种子发育过程中C、N和P代谢的最终体现，研究不同品种这些成份的差异及其对环境的反应以及与这3种代谢的关系，有助于阐明水稻品质的形成规律。本论文以34个农艺、品质性状典型的水稻品种为材料，通过肥水、大田评比多年种植试验研究了不同环境生态条件下

2、稻米植酸含量变异及其与籽粒灌浆生理特征间的关系。对水稻植酸含量的品种间差异及其环境生态效应特征进行了分析，在此基础上，以两组植酸突变体及其对照品种为材料对其植酸的积累动态及其与碳水化合物代谢间的关系进行了初步探讨，并从淀粉代谢的角度分析了水稻植酸基因突变对水稻淀粉代谢关键酶的影响。主要研究结果如下：1．水稻植酸含量的品种间差异及其环境生态效应水稻植酸含量的品种间差异及其环境生态效应以34个不同类型的水稻品种为供试材料，通过多年多点大田试验对其与有关农艺性状特征间的关系进行了分析。结果表明，供试品种两年的植酸含量变幅分别在0

3、．553％-0．791％(2004年)和0．622％．0．774％(2005年)之间，同一品种在同一地点的不同年份之间种植，籽粒中的植酸含量也有着明显的差异，其幅度甚至大于蛋白含量的变异。对两组低植酸突变体材料不同地点变异的方差分析，结果表明，品种间、地点间和品种×地点间的植酸含量差异均达显著水平，其中以品种×地点间的均方值最大。2．水稻穗粒的矿质营养浓度的粒位特征及其与植酸含量间的关系以穗型和着粒密度不同的六个粳稻品种为材料，对同一穗内粒位对籽粒中主要矿质元素K、Mg、Na、Ca、Mn、Zn、Fe、Cu浓度的影响及其与籽

4、粒植酸、穗重等性状指标间的关系进行了分析。结果表明，以穗轴为基础，粒位对这几种矿质元素的含量的影响效应存在着“横向”和“纵向”特征。上部一次枝梗(TPR)和中部一次枝梗(MPR)上的籽粒中的T矿质元素浓度要远高于下部二次枝梗(BSR)和中部二次枝梗(MSR)。在8种矿质元素中元素Na、Fe、Cu的粒位效应要比Ca和Zn明显。但从不同粒位的平均值来看，一次枝梗(PR)和上部枝梗(TR)的PA／Zn摩尔比及PA／Zn要高于二次枝梗(SR)和下部枝梗(BR)．在研究的六个品种中，除植酸与镁元素(0．903．．)和粒重与钙元素(一

5、0．878’)显著相关外，在其余指标间的相关性均未达到统计显著水平。3．不同氮、磷、锌水培浓度处理下水稻籽粒植酸含量差异及其与几种矿质元素间的相关性以协青早、秀水110及其辐射诱变获得的低植酸突变系(Os-lpa．XQZl和Os—lap_XSl10·1)为材料，通过盆栽水培试验对不同氮、磷，锌水培浓度处理下水稻籽粒植酸含量差异及其与几种矿质元素间的相关性进行了比较分析。结果表明，高水平氮、磷、锌浓度处理的籽粒植酸含量较同一品种的低氮、磷、锌处理均有所降低，但对水稻生育期间磷、锌处理浓度变化的所表现敏感性，则因品种的植酸类型

6、特征而异；氮、磷处理浓度增加能分别提高铁(Fe)或降低铜(Cu)元素在籽粒中的积累，但在高锌处理浓度下，籽粒铁(Fe)含量有明显降低、而钾(K)和镁(Mg)的含量等却有所升高：不同处理浓度下，籽粒植酸含量一般与K、Mg、Fe、Cu四种矿质元素呈正相关、与籽粒Zn含量呈负相关，但统计显著水平因品种材料而异。低植酸突变体籽粒中的钾(K)、镁(Mg)、铁(Fe)、锌(zn)等含量虽略有下降，但可以通过适当的环境营养条件来调节有关矿质营养在水稻籽粒中的积累。4．不同栽培方式和施氮量对稻米营养品质及植酸积累的影响设常规水作(C1)、

7、覆膜早作(C2)和裸地早作(C3)三种栽培方式处理，其中，三种栽培方式下又分别设不施用氮肥(N1，0kg．hm。2)、施用低氮(N2，124kg．hIII{)和高氮肥(N3，150kg．hm{)三水平肥料处理，共9个处理来研究不同栽培方式和施氮量对稻米营养品质及植酸积累效应。结果表明，旱作条件下水稻子粒中的总磷含量有所提高、植酸和无机磷含量有所降低；在相同的施N水平下，裸地早作下的水稻子粒中的氮素含量显著低于其对应N水平的覆膜旱作和常规水作处理，这说明合理施肥和水分管理方式可以改善水稻的氮索营养，提高籽粒蛋白质含量，适当减

8、小抗营养物质植酸含量。施用氮肥可显著增加稻米中总磷的积累量。5．水稻植酸基因突变对籽粒淀粉代谢的影响以协青早及其低植酸突变体(Os-lpa．XQZl)为材料，对两者籽粒灌浆过程中植酸、淀U粉、糖类含量的变化动态进行了分析，并从淀粉和蔗糖代谢角度探讨了其同化产物转运和灌浆特征。结果表明，低植酸突变系水稻(