籼稻直立穗突变体R499穗部特性及群体小气候研究

摘要

穗型是水稻株型的重要组成部分，研究不同穗型籼稻对群体小气候的影响，对籼稻超高产育种来说具有重要意义。以弯曲穗型水稻蜀恢498及其通过EMS诱变产生的直立穗型突变体R499和半直立穗突变体R816为试材，研究了直立穗型水稻穗部保持直立的原因，并进一步比较分析了不同穗型水稻的穗发育、穗直立性变化差异，及其对群体小气候的影响。研究结论如下：
　　1.不同穗型水稻穗颈弯曲度变化差异：籼型直立穗突变体R499自齐穗后至成熟期的穗颈弯曲度小于45°，属于直立穗型籼稻品种；R816的穗颈弯曲度在齐穗后20 d时处于45°-90°之间，属于半直立穗型籼稻品种；而野生型R498的穗颈弯曲度在抽穗后12 d就已经大于90°，属于弯曲穗型籼稻品种。
　　2.穗部保持直立的原因：直立穗突变体的穗长变短约17％，半直立穗与弯曲穗型之间无显著差异；穗抗弯曲能力方面，直立穗型>半直立穗型>弯曲穗型，直立穗突变体穗轴直径、穗下第一节直径、大小维管束数目等方面均显著高于野生型（弯曲穗）；突变体R499呈现出植株矮化、穗长变短、着粒密度增大、谷粒形态变短变宽变厚等方面的变化。直立穗突变体紧凑的穗部形态，更粗的直径以及穗颈中含有更多的大小维管束数目，从而具有更强的机械强度，有利于穗保持直立。
　　3.幼穗发育进程差异：在幼穗发育初期，直立穗型水稻突变体 R499和半直立穗型水稻突变体R816与野生型相比没有明显的差异，但在幼穗发育后期呈现出明显的差异；穗部一次枝梗的长度在幼穗发育的不同时期呈现出相似的变化规律，且在Ⅵ期差异达最大。
　　4.不同穗型水稻群体小气候差异研究：直立穗突变体 R499的群体小气候明显优于弯曲穗群体。其中，群体中下部通透性存在极显著差异，当外界风速为4.5 m/s时，直立穗群体的中、下部风速较弯曲穗群体高44.44%和27.90%。直立穗群体的光强度从冠层向下降低速度远小于弯曲穗群体；在中下部叶空间范围内直立穗群体的光强度均明显高于弯曲穗群体，可以保证群体中下部叶片的受光率；直立穗群体中下层温度均高于弯曲穗群体，湿度低于弯曲穗群体。对于半直立穗型水稻突变体R816来说，群体通透性和温湿度均介于两者之间。
　　综上，直立穗突变体R499与野生型弯曲穗品种除在穗粒性状方面有明显差异外，在其他表型性状方面基本无差异。因此穗型可能是导致直立穗突变体和野生型群体小气候之间差异的一个重要因素。