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水稻基因型对穗发育和籽粒产量的影响。 为了探讨不同基因型水稻的生长性状和生理反

水稻基因型对穗发育和籽粒产量的影响。 为了探讨不同基因型水稻的生长性状和生理反应,以及它们如何在特定环境条件下表现。通过两个独立的实验,我们评估了三种基因型水稻在印度不同旱季条件下的表现,并分析了其对生殖发育过程中的生理反应。 这些研究不仅为理解水稻的适应性和生殖生物学提供了基础,而且也为水稻的育种和管理提供了重要的指导。 耳间距离(IAD)在水稻栽培中被广泛用于物理校准穗出苗的缺陷,这些缺陷主要是由环境因素或细胞质雄性不育的遗传因素引起的。水稻种植的表型多样性虽然广泛,但关于IAD与穗圈和小穗灌浆间固有生理关系的研究较少。 我们评估了水稻品种主梢穗的IAD延伸、籽粒灌浆模式以及与同化稳态、乙烯进化和开花期乙烯信号转导基因表达等生理因素的关联。 水稻种植受到高低温、干旱和强烈太阳辐射等非生物胁迫的越来越多影响,这些胁迫对配子发生和开花有明显的抑制作用,导致产量显著下降。 花梗伸长被认为是一个重要的农艺指标,有助于从旗叶鞘释放小穗,从而实现空中施肥和提高产量。耳间距离(IAD)作为一种表型标记,已被用于冷胁迫和干旱胁迫的分析,用于评估年轻微孢子和双核花粉阶段的影响。 非生物胁迫减少了花梗的伸长,进而延缓了穗的出现和花药的开裂,导致产量损失。在细胞质雄性不育系中,大量的穗状花序未能完全出苗,部分穗留在旗叶鞘内,这阻碍了小穗的异花授粉。 IAD不仅可以作为抗逆动力学的标记,也可以在无胁迫环境下作为基质使用,评估旗叶鞘内穗的发育以及水稻品种农艺性能的变化。 水稻植株进入生殖阶段的第一个明显特征是旗叶基部的凸起,这限制了发育中的圆锥花序。 在这个阶段,称为孕穗期,穗状花序在旗叶外壳内继续发育。该阶段的进展通过圆锥花序长度的增加来识别,直到圆锥花序完全出现,标志着启动阶段的结束。此时,茎的上部节间,大约五个,经历快速生长,以分层模式从基部到顶端增加长度。 特别是最后一个节间(花梗)的延伸率最高,导致茎秆逐渐将圆锥花序向上推出。在抽穗后一到五天内,开花和籽粒灌浆阶段开始。在穗期,小穗在穗状枝上分化,其最终小穗数对籽粒数和产量至关重要。 在实验I中,使用了三种不同的水稻基因型:RGA-21(快速再生进步-21;紧凑穗)、NHN-21(国家杂交苗圃-21;中等松弛穗)和NHN-140(国家杂交苗圃-140;松弛穗)。种植于2014年旱季在印度桑巴尔普尔大学生命科学学院植物园的露天环境中的水泥盆中。 实验二在2020年旱季在同一地点进行,使用了两种遗传相关的水稻品种SR-157和SPS-161。 这两种品种是由IR73963-86-1-5-2-2(NPT-V12)与CR 2324-1(SPS-161)的交叉组合产生的。实验开始前,将预先浸泡的种子播种在苗圃中,以供幼苗发育。 21日龄的幼苗被移植到尺寸为330 x 330 x 260 mm的花盆中,花盆内填充有42公斤的沙壤土。植物的育种环境中使用了由氮(N)、磷酸二氧化物(P2O5)和氧化钾(K2O)组成的商业肥料,比例为80:40:40。 花盆以随机块状设计布置,在移栽、分蘖和穗序萌发阶段通过分次施肥技术施肥。每个花盆中保持四株植物,并在整个生长期间,除了移栽后和籽粒成熟前的时间外,保持水位在5至2cm。 生理异常成为籽粒灌浆的主要制约因素,导致小穗贫瘠。PE和UI是能量输送过程中的主要成分,对籽粒灌浆具有重要的调控作用。 普遍的经典假设认为,小穗的资源限制及其保留时间对两种极端类型小穗(顶端小穗和基部小穗)的同化浓度有影响。 基部小穗从穗状花序中出现较晚,产生的籽粒质量较差,其可溶性碳水化合物浓度高于快速出现和生长的顶端小穗。 过去三十年的研究已经证实了这一观察,并得出结论:无论保留时间是长是短,都不会直接影响生长小穗的碳资源动员。 综上所述,我们得出了关于不同基因型水稻在逆境条件下的生长和发育反应的深入见解。 这些发现强调了对不同生长阶段和生理变化的理解,对优化水稻种植条件和增强作物适应性具有重要意义。未来的研究应继续探索这些基因型在更广泛环境条件下的表现,以推动水稻育种技术的进步和作物管理策略的改进。