关于水稻颖果发育的研究

论文摘要

本研究以江苏里下河地区农业科学研究所培育的的两个高产优质籼稻品种扬稻6号和扬两优6号为实验材料,通过盆栽及大田种植,选用发育不同阶段的水稻营养器官及颖果,采用树脂包埋后结合半薄切片技术观察各器官维管束以及颖果胚乳、胚、果皮的显微结构；扫描电子显微镜观察成熟籽粒断面的超微结构；荧光显微镜观察营养器官的维管束系统等方法研究了水稻颖果的发育及其发育过程中生理活性的变化动态以及颖果灌浆物质的来源和运输途径。主要研究结果如下：1.明确了灌浆过程中颖果各种生理活性的变化。受精后的两个供试品种发育前期颖果含水率高,鲜干重增加快,淀粉迅速积累,蛋白质和脂类等含量快速增加,胚的发育也较快。随着发育天数的增加,颖果含水率逐渐降低,当含水率降低到20%,灌浆基本停止；鲜干重等的增加趋势逐渐减缓,灌浆停止后鲜重略有下降；淀粉、蛋白质、脂类等贮存物质增多,直至灌浆停止；胚逐渐发育完善,成为具有发芽能力的个体。颖果脱氢酶活性与含水率存在一定的相关性,随着后期含水率的下降,脱氢酶活性呈逐渐下降的趋势。2.明确了胚的发育过程。水稻授粉后0-10小时,卵细胞和精子融合,形成具有极性的合子。授粉后10小时,合子分裂产生顶细胞和基细胞,形成2个细胞的原胚。这2个细胞呈上下排列,下面的基细胞和上面的顶细胞各进行一次斜向分裂,形成4个细胞的原胚,然后这4个细胞开始向各个方向分裂,大约到开花后2-3天分裂成一个多层的球形胚,其后胚呈梨形。在花后4天左右,胚在顶基两端方向伸长,在其腹面分化出凹沟,继而形成茎尖分生组织。约在开花后5天,胚芽鞘、胚根原基和根尖分生组织也分化出现,初步形成由胚芽、胚轴与胚根构成的整个胚轴系统。授粉后6-8天,茎尖分生组织上些营养性叶片第1完全叶原基分化出现,盾片分化长大。授粉后10左右第2完全叶原基分化出现,胚根冠和胚根鞘也分化出现,盾片的背面上部开始分化吸收层,联结盾片和胚芽的维管束大体分化完成。花后11-12天,胚的细胞几乎不再分裂增殖,第2完全叶的原基分化后就停留在小突起状态,此时胚的形态分化几乎全部完成,已具有较好的发芽能力。约至开花后14天,胚中各器官的形态分化全部完成。而后,胚慢慢地进行生理上的充实,最后胚伴随着整个籽粒脱水,胚体积收缩,进入休眠期。3.明确了颖果中贮藏物质的来源及运输途径。颖果内的贮藏物质主要来源于抽穗后叶片的光合同化物和抽穗前叶鞘和茎杆中临时性贮存的碳水化合物的灌浆充实。贯穿整个水稻植株体的维管束系统是其主要输导组织,承担着植株体内的长距离运输功能。水稻体内维管束的分布与联结稻株内维管束是一个相互连通的系统组织,地上器官（叶、叶鞘、茎）中都有大小两种维管束,地下器官（根）中有一种维管束,水稻叶片式进行光合作用合成养分的主要场所,在“源、流、库”系统中行使“源”的功能。茎秆中的维管束是水分、矿物质和有机养分的运输通道,在“源、库、流”中行使“流”的功能。养分进入颖果的通道是颖果背部的维管束。颖果背部维管束和胚乳组织不直接接触,二者之间有珠心突起组织。由母体运至子房背部维管束的养分首先卸至珠心突起组织,然后在珠心突起外的质外体分流,一部分养分经背部糊粉层细胞直接向内胚乳运输,另一部分养分围绕胚乳外周的质外体运向胚乳四周,再经各处的糊粉层细胞运向内胚乳。养分向胚的物质运输,主要是通过与胚的盾片邻接的胚乳组织进行的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 符号说明
• 引言
• 1 关于水稻颖果的发育的研究现状
• 1.1 皮层的发育
• 1.2 胚乳的发育
• 1.2.1 游离核期
• 1.2.2 胚乳细胞化期（胚乳细胞形成期）
• 1.2.3 胚乳细胞生长分化期
• 1.2.4 胚乳成熟期
• 1.3 胚的发育
• 1.4 颖果中贮藏物质的积累
• 1.4.1 淀粉的合成与积累
• 1.4.2 蛋白质的积累及蛋白体的形成
• 1.4.3 脂类的积累及圆球体的形成
• 1.5 本研究的意义和研究内容
• 2 实验材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 水稻种植
• 2.2.2 田间标花与取样
• 2.2.3 植株动态发育的观测
• 2.2.4 颖果鲜干重和含水量的测定
• 2.2.5 颖果形态观察和组织化学染色
• 2.2.6 植株和颖果结构的观察
• 3 结果和分析
• 3.1 植株生长
• 3.2 颖果的发育
• 3.2.1 颖果形态
• 3.2.2 颖果鲜干重和含水率
• 3.2.3 颖果部分生理活性的变化
• 3.3 胚乳的发育与淀粉的积累
• 3.4 糊粉层的发育及脂质、蛋白质的积累
• 3.5 胚的发育
• 3.6 果皮与种皮的发育
• 3.7 植株和颖果中的输导系统
• 3.7.1 根部维管束
• 3.7.2 叶、茎、叶鞘中的维管束
• 3.7.3 颖果中的维管束
• 3.8 茎节和节间淀粉积累和转运
• 4 讨论
• 4.1 供试品种大粒的原因
• 4.2 颖果增重与生理活性的关系
• 4.3 颖果中贮藏物质的来源及运输途径
• 4.4 供试品种米质优的原因
• 5 参考文献
• 致谢