水稻是世界上最重要的粮食作物之一，全世界约二分之一的人口以之为主食。近年来，随着温室效应造成的全球变暖和全球气候的变化，热害己成为影响作物生长的主要因素之一。本试验于2015年5月在南通如皋试验基地开展，通过设置不同的高温温度和高温持续时间来探究高温对水稻淀粉含量的影响。研究结果表明温度越高，持续时间越长，籽粒淀粉含量越低；高温处理效应表现为互作>孕穗>开花；南粳41对高温较武运粳24更为敏感；南粳41和武运粳24穗部淀粉含量分别在较短时间或者较低前期高温下有锻炼效应；武运粳24和南粳41在极端高温下锻炼效应形成机理不同，南粳41体现为再生穗补偿作用，武运粳24则为前期高温锻炼。
目录
摘要3
关键词3
Abstract3
Key words3
引言3
1材料与方法4
1.1材料 4
1.2方法 4
1.2.1试验设计4
1.2.2室内处理4
2.结果与分析5
2.1孕穗期和开花期高温互作不同温度水平对水稻籽粒淀粉含量影响5
2.2孕穗开花期高温互作不同高温持续时间对水稻籽粒淀粉含量影响 6
2.3孕穗期和开花期高温互作不同温度水平下锻炼效应的比较8
3讨论 8
致谢9
参考文献9
孕穗期和开花期高温互作对水稻淀粉含量的影响
引言
引言
全球气候变暖已经成为不争的事实，到本世纪末，全球平均温度预测提升24度，全球气候变暖导致短期极端气候频发，这对农作物的生长发育带来不利影响。研究表明，在水稻生长季节，最低温度每提升1度，水稻产量将下降百分之十。水稻是世界上重要的粮食作物之一，在中国粮食生产中有着举足轻重的地位。在过去的10年中，水稻面积几乎占我国粮食总面积的30%，稻谷常年产量占粮食总产量的45%。我国长江中下游地区是水稻主要的种植区，夏季日均温度随着温室效应的加剧而提升，进而导致水稻高温灾害频发。水稻起源于亚热带地区，适应高温和短日照的生态环境，但其不同发育阶段均有一定的适宜温度范围。其中孕穗期和抽穗开花期是水稻对高温最敏感的时期[1]，这两个时期遭遇高温，
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对水稻的灌浆和产量形成都有极大危害。而淀粉则是水稻重要的生理指标，淀粉是水稻胚乳中最重要的贮藏物质，占胚乳总干重的75%到85%左右[2]，水稻灌浆的过程从某种程度上来讲也是淀粉不断累积的过程。花后高温是影响稻米品质的主要气候因子，同时也是制约许多高产品种产量潜力发挥与品质稳定的逆境因素之一[3]。目前研究表明，温度对直链淀粉含量的影响依品种本身直链淀粉含量和温度敏感性而有所差异，直链淀粉含量与水稻灌浆结实期温度呈负相关，灌浆期温度越高，水稻直链淀粉含量下降越快。此外，在高温胁迫下籽粒灌浆前期的灌浆速率和淀粉积累速率加速[4]，但灌浆后期明显下降，灌浆持续时间较低温处理缩短，导致其最终粒重和淀粉积累量均低于低温处理。从不同温度处理下籽粒中蔗糖含量的变化动态看，高温胁迫下籽粒灌架初期的蔗糖含量要高于其相应时期的低温对照，但在籽粒灌浆中期迅速下降，而此时低温处理下的籽粒蔗糖含量却维持着相对较高的水平[5]，至灌浆后期，低温处理下籽粒中的蔗糖含量也趋于下降，甚至低于相同时期的高温处理，其原因可能与高温处理下籽粒淀粉合成能力下降，导致更多蔗糖难以转化为淀粉有关[6]。
本试验在前期研究工作的基础上，以南粳41和武运粳24为材料，利用人工温室控温处理试验，对不同温度处理下稻米胚乳的淀粉形成变化进行比较分析。研究结果将为全球变暖情况下我国水稻的安全生产提供理论依据。
1 材料与方法
1.1实验材料
试验品种：南粳41和武运粳24
室内试验试剂：酒精 浓硫酸 蒽酮 高氯酸
1.2 方法
1.2.1实验设计
以耐热性不同的2个水稻品种为试验材料（南粳41、武运粳24），于孕穗期和开花期设置4个不同高温水平和3个高温持续时间。4个高温水平分别为T1（32/22）℃、T2（36/26）℃，T3（40/30）℃、T4（44/34）℃,其中T1为对照；3个高温持续时间分别为2d、4d、6d。于孕穗期（减数分裂期）和盛花期（全田50%穗子开花）利用人工气候室进行高温胁迫处理。
试验于2015年5月10月在如皋市白蒲镇信息农业技术试验示范基地（32°16′N ,120°45′E）进行，试验地土壤类型为壤土。5月中下旬播种，6月中旬移栽到直径30cm，高35cm的塑料桶中，每桶3穴，每穴2株。氮肥基追比为5：1：2：2。另外钾肥和磷肥作基肥一次性施入(磷肥为过磷酸钙，P2O5含量为13.5％，钾肥为氯化钾，K2O含量为52%)。肥水适宜管理。
1.2.2室内处理
气候室环境设置：人工气候室中采用分段式温度控制方法，每天12:0015:00保持最高温，04:0006:00保持最低温，其余时间段在最高温与最低温之间渐变，从而使得人工气候室内的温度日变化能够尽量符合自然条件下的温度日变化规律。另外，控制人工气候室中的湿度和CO2浓度，使其基本与外界大气环境保持一致。
测试指标与方法：生育前期所有水稻在正常环境下生长，于处理期移入人工气候室进行不同高温水平和高温持续时间的处理。处理结束后将水稻放回正常环境下继续生长，直至成熟。开花后每7天取样一次，每次3个重复，在105℃下杀青30 min，80℃烘干至恒重后称量。
将烘干后的籽粒研磨成分，采用硫酸蒽酮显色法测定籽粒淀粉含量，称取0.15g籽粒样品，先通过80%乙醇浸提，将籽粒样品中可溶性糖提取，残渣放置至自然风干，待酒精挥发，先用2ml水浸提，100度高温15分钟，在用9.2N高氯酸溶液氧化，最后再用4.6N高氯酸氧化，将溶液全转移至25ml容量瓶，定容。取上清液200微升，加入5ml硫酸蒽酮溶液（0.9868g蒽酮溶于500ml98%浓硫酸中，至黄色清亮时保存至棕色容量
瓶），80度水浴15分钟，在620nm波长下测取吸光度，通过标曲换算得到淀粉含量。
2 结果与分析
2．1 不同温度水平下孕穗期和开花期高温互作对水稻籽粒淀粉含量的影响


图1孕穗期和开花期高温互作不同温度水平对水稻籽粒淀粉含量的影响
Fig 1 Effects of different temperature levels on starch content of rice grain during booting and flowering stages
孕穗期高温处理下，籽粒淀粉含量在处理后不断升高，处理后2040天淀粉含量增速最快，至后期趋于平稳，这与灌浆速率的趋势一致。随处理温度梯度升高，水稻籽粒淀粉含量下降，且温度越高，水稻籽粒淀粉含量趋于平稳的时间越短，表明高温在缩短
灌浆时间的同时也在缩短籽粒淀粉积累的时间。相比而言，武运粳24在各温度水平间差异显著，南粳41在T2、T3至后期差异不显著，而南粳41在T4高温下，淀粉含量较对照降低极显著。

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