葉綠素和植酸對(duì)雜交稻籽粒灌漿的影響

丁君輝，朱菲蓉，王若仲，吳 俐

（1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物激素與生長(zhǎng)發(fā)育湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 長(zhǎng)沙 410128；2.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)生物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410128）

籽粒灌漿主要是籽粒淀粉的合成及積累過程。一般認(rèn)為，源器官制造的光合同化物以蔗糖形式經(jīng)過一系列運(yùn)輸過程輸入籽粒，再在胚乳中經(jīng)多種酶催化作用轉(zhuǎn)化為淀粉，整個(gè)過程受遺傳因子、環(huán)境因子和多種酶，尤其是與淀粉合成有關(guān)的酶等許多因素的影響[1]。植酸又名肌醇六磷酸，是植物體內(nèi)最重要的含磷化合物之一，與水稻籽粒的生理關(guān)系極為密切[2]。此外，植酸還對(duì)許多以金屬離子作輔助因子的酶活性具調(diào)節(jié)作用[3]。人們?cè)芯抗麑?shí)成熟過程中植酸含量的變化，發(fā)現(xiàn)植酸的形成有利于淀粉合成[4]。試驗(yàn)主要探討在籽粒發(fā)育過程中，葉綠素和植酸對(duì)籽粒灌漿的影響，以期為在生產(chǎn)上更好地調(diào)控水稻灌漿提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試品種為625A/226（籽粒充實(shí)度差）、81A/308（籽粒充實(shí)度好），均由湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)水稻研究所提供。試驗(yàn)在湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)水稻研究所試驗(yàn)田進(jìn)行，為一般大田試驗(yàn)，分2 小區(qū)，移栽前每小區(qū)施水稻復(fù)合肥300.0 g。

1.2 試驗(yàn)儀器

恒溫振蕩培養(yǎng)箱（ZHWY200B）、分光光度計(jì)（Uvmini-1240 UV-VIS spectrophotometer SHIMAD2U）、電子分析天平（上海精科天平）、冷凍離心機(jī)（TDL-5000B 上海安亭科學(xué)儀器廠）等。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 取 樣 開花期開始取樣，共取8 次，分別為：開花期（A），開花后9 d（B），12 d（C），18 d（D），25 d（E），30 d（F），36 d（G），41 d（H）。在小區(qū)采用5點(diǎn)取樣法，每點(diǎn)選取3 次，每次選擇穗型大小基本一致的穗子，并編號(hào)。籽粒在液態(tài)氮中冷凍30 s，然后將冷凍干燥籽粒置105℃烘箱中30 min 殺青，80℃48 h 烘干至恒重，粉碎，放入干燥器中保存，用于測(cè)定植酸含量。

1.3.2 葉綠素含量的測(cè)定 開花期開始測(cè)定，時(shí)間同1.3.1，共取8 次。每區(qū)定9 點(diǎn)，每點(diǎn)2 穴，用SPAD-502 葉綠素儀檢測(cè)，記實(shí)時(shí)值。

1.3.3 植酸含量的測(cè)定 植酸含量測(cè)定方法采用分光光度法。準(zhǔn)確稱取經(jīng)粉碎的樣品1 g 置于具塞三角瓶中，加入10% Na2SO4-HCl，振蕩提取，濾紙過濾，得澄清濾液為提取液；試驗(yàn)前稱001×7（732）強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂進(jìn)行預(yù)處理：先用蒸餾水浸泡2 h，用4 倍樹脂量的0.5 mol/L NaOH 溶液浸泡1 h，再用4 倍樹脂量的1 mol/L HCl 浸泡0.5 h，于蒸餾水中貯存?zhèn)溆?；提取液注入離子交換柱（Ф1.6 cm×8 cm）中，洗脫液收集于25 mL 容量瓶定容至刻度；取5 mL 洗脫液，加入反應(yīng)劑FeCl3-磺基水楊酸3 000 r/min 離心10 min；以蒸餾水作空白對(duì)照，取上清液在500 nm 處測(cè)定消光值。樣品中植酸含量按線性回歸方程計(jì)算得樣品植酸量：

樣品植酸含量（μg/g）=CV1V4/V2V3W

式中：X——樣品中植酸含量（μg/g）；C——樣液含植酸量（μg）；W——樣品的質(zhì)量（g）；V1——提取液定容后的體積（mL）；V2——分離后，取提取液的體積（mL）；V3——分離液定容后的體積（mL）；V4——試液測(cè)定時(shí)，取分離液的體積（mL）。

2 結(jié)果與分析

2.1 625A/226 和81A/308葉綠素含量的比較

圖1 結(jié)果顯示，在籽粒發(fā)育初期（A-C），81A/308 的葉綠素含量明顯比625A/226 的含量高，但是在經(jīng)歷C 期，即開花12 d 后，81A/308 的葉綠素含量驟降，并一直保持這種迅速的下降態(tài)勢(shì)，其葉綠素含量明顯開始低于625A/226。而625A/226 在籽粒發(fā)育期葉綠素含量保持緩慢下降趨勢(shì)。這說明籽粒充實(shí)度好的水稻種子初始葉綠素含量高于籽粒充實(shí)度差的種子，在籽粒發(fā)育時(shí)期，前者葉綠素含量下降迅速，后者則相對(duì)緩慢而穩(wěn)定。由此推斷葉綠素含量的變化與籽粒充實(shí)度關(guān)系密切。

2.2 625A/226 和81A/308植酸含量的比較

從圖2 中可以看出，籽粒生長(zhǎng)期間，植酸含量總體呈上升趨勢(shì)。在開花期（A）至開花后12 d（C）這一生長(zhǎng)階段，水稻籽粒中植酸含量增長(zhǎng)緩慢；而在開花12 d（C）后的生長(zhǎng)階段，籽粒中植酸含量增長(zhǎng)較快，并保持這樣的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。在整個(gè)生長(zhǎng)過程中，水稻品種81A/308 的植酸含量高于625A/226。即籽粒充實(shí)度好的水稻品種植酸含量高于籽粒充實(shí)度差的品種。這說明植酸能夠促進(jìn)灌漿過程，有利于提高籽粒的充實(shí)度。

3 討 論

籽粒灌漿過程中植酸和葉綠素的含量與籽粒的充實(shí)度有著必不可少的相關(guān)性。葉綠素含量是光合作用強(qiáng)弱的一項(xiàng)重要指標(biāo)。試驗(yàn)證明，籽粒充實(shí)度好的水稻種子初始葉綠素含量高于籽粒充實(shí)度差的種子，在籽粒發(fā)育時(shí)期，前者葉綠素消耗迅速，后者則相對(duì)緩慢而穩(wěn)定，說明葉綠素含量的變化影響淀粉的合成，葉綠素含量降低快，光合作用強(qiáng)，合成淀粉多，有利于籽粒灌漿。

籽粒發(fā)育過程中，籽粒充實(shí)度好的水稻品種81A/308 的植酸含量高于籽粒充實(shí)度差的水稻品種625A/226，這在一定程度上說明植酸能促進(jìn)籽粒灌漿。兩個(gè)水稻品種植酸含量的差異并不大，然而兩者的灌漿充實(shí)程度差異卻很明顯，說明植酸對(duì)籽粒灌漿的促進(jìn)作用還受到其他因素的影響，具體因素還有待進(jìn)一步研究。

[1]陶龍興，王 熹，談惠娟，等.關(guān)于水稻穗芽的生理學(xué)研究[J].作物學(xué)報(bào)，2006，32（9）：728-733.

[2]王 慧，李茂柏，張建明，等.水稻籽粒不同部位植酸含量及其與稻米品質(zhì)的相關(guān)性[J].中國水稻科學(xué)，2009，23（2）：215-218.

[3]傅啟高.植酸對(duì)單胃動(dòng)物的抗?fàn)I養(yǎng)作用[J].動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào)，1998，10（4）：1-10.

[4]陳紅霞.植酸的生物學(xué)特性與應(yīng)用[J].生物學(xué)通報(bào)，2006，41（2）：14-16.