四川線上記者 史曉露
自古以來,四川盆地就“多雲霧、寡日照”,在古文中還能找到“蜀犬吠日”的典故。
弱光脅迫對水稻柱頭花粉粒數的影響
光照不足會影響水稻產量,四川也是我國最典型的弱光稻區。
弱光環境究竟如何影響水稻產量?
長期以來,不少水稻專家都把目光聚焦到水稻結實問題上,並發現籽粒灌漿跟水稻結實密切相關。
四川農業大學任萬軍教授課題組的最新研究發現,水稻開花受精率低也會影響水稻結實,造成水稻減產。
9月18日,國際農林科學主流學術刊物《Field Crops Research》線上發表了四川農業大學任萬軍教授課題組題為 “Decreased anther dehiscence contributes to a lower fertilization rate of rice subjected to shading stress”(弱光脅迫阻礙花葯開裂進而降低水稻受精率)的研究論文。揭示了穗後弱光脅迫導致水稻結實率降低的原因。
弱光脅迫對水稻花葯開裂的影響
“過去,我們就發現弱光脅迫下,水稻光合生產受阻,產量大幅降低,稻米品質變劣,並加重了病蟲害、倒伏等次生災害發生。”任萬軍說,四川盆地獨特的弱光環境已成為制約當地水稻優質高產的重要瓶頸問題之一。
多年來,任萬軍教授課題組一直關注水稻結實問題,前期的研究已經發現,弱光脅迫下,結實率降低是導致水稻產量降低的主要原因。
“水稻結實率主要由開花受精及籽粒灌漿充實決定。”任萬軍說,開花受精率低導致水稻空粒增多,籽粒充實不良則導致癟粒增多。弱光脅迫下水稻籽粒灌漿受阻,穎果發育滯後,澱粉粒發育不良,導致癟粒增多,結實率降低。
為進一步明確弱光脅迫對水稻結實率的影響,此次的研究透過設定大田人工控光試驗,研究了穗後弱光脅迫下水稻授粉受精過程的變化。
研究結果表明,弱光脅迫嚴重阻礙了水稻穎花授粉受精,柱頭外露減少,花葯開裂率顯著降低,柱頭接受花粉粒數顯著下降;加之弱光脅迫下花粉活性降低,柱頭花粉萌發數減少,從而顯著降低水稻穎花受精率,導致結實率大幅度下降。研究同時發現,弱光脅迫下,穗下部籽粒受精率降低降低幅度更大。任萬軍表示,相關結果為進一步研究弱光脅迫對水稻產量的影響機制奠定了基礎。
論文以四川農業大學為唯一署名單位,農學院鄧飛老師和2021屆碩士畢業生曾玉玲為共同第一作者,任萬軍教授為通訊作者。該研究主要得到了國家自然科學基金、國家重點研發計劃和四川省科技計劃專案的資助。
(受訪者供圖)