1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）
课题的意义、国内外研究进展、应用前景等（列出主要参考文献）
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课题的意义
水稻作为我国的第一大粮食作物，其产量与品质的提高具有重大意义[1]。水稻籽粒灌浆是光合产物向籽粒运输的过程，决定着水稻的产量形成和品质好坏。因此，了解其生理特点和调控机制就显得尤为重要。为了增加产量和提高产量潜力，育种家们主要通过增加每穗粒数，即培育大穗型品种有效地扩大了产量库容[2]。目前，种植大穗型水稻已经成为生产过程中获得高产的主要途径。然而，大穗型品种往往强、弱势粒分化明显，弱势粒由其灌浆差、结实少仍限制了大穗品种的其高产潜力的发挥。强弱势粒的灌浆机制仍不明确，但目前的研究表明，糖信号和生长素途径的调控起着至关重要的作用，它们之间还存在互作效应。蔗糖是光合同化物运输的主要形式，同时也是重要的信号分子，与弱势粒灌浆启动联系紧密。蔗糖主要是通过对籽粒内一系列内源激素的调节，进而调控弱势粒的灌浆进程，但其发生的生理原因及具体机制尚不明确。强弱势粒的灌浆差异类似主茎和分蘖间的顶端优势，因而生长素在弱势粒灌浆启动的调控过程中可能具有重要作用。近来的研究[3]也表明糖才是调节顶端优势的最先物质。因此，探明弱势粒灌浆差的成因和机制，糖和激素水平，了解阐明糖和激素间的其调控机理可使对改善弱势粒成功灌浆结实，大幅度地提高产量突破高产潜力限制具有重要意义，可成为今后研究的主要方向之一。
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研究的目标、内容和拟解决的关键问题
一、 研究目标
大穗型水稻弱势粒灌浆停滞期长，是制约产量和品质的重要因素。本试验通过改变籽粒糖水平，从糖信号通路、生长素代谢途径以及灌浆生理和分子调控网络层面，力图揭示蔗糖-生长素途径调控弱势粒灌浆的调控效应及机制，为今后在育种、栽培措施上调控弱势粒灌浆提供理论依据。
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研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析
一、研究方法
选用弱势粒灌浆对糖反应敏感的2个大穗型水稻材料（W1844和CJ03），通过大田疏花手段，模拟增加籽粒糖水平，以探明通过蔗糖-生长素途径调控灌浆对灌浆初期弱势粒的胚乳细胞发育、蔗糖-淀粉代谢以及淀粉积累的影响的方式，深入解析蔗糖-生长素途径对弱势粒灌浆调控的效应。
二、技术路线
三、实验方案
以纯合型大穗型水稻品系W1844、CJ03为试验材料，在江苏省丹阳市延陵镇宝林农场进行大田试验，于2018年5月中下旬播种，6月中下旬移栽。试验采用裂区设计，沿田块长边按处理均分为数个主区，不同处理为主区，品种为副区，3次重复，每穴三株。全生育期施肥两次，按基肥：穗肥=5:5施用，其余栽培管理措施按当地高产要求进行。
（1）试验设计
试验一：蔗糖通过籽粒中IAA代谢途径对弱势粒灌浆的影响
试验处理：于齐穗期选择生长相对一致的植株进行疏花（改变籽粒获得的茎鞘可用性糖含量）。具体处理包括疏去上部1/3、2/3穗，以正常生长植株为对照。
（2）取样方案
各品种选择生长一致的同日开花的植株依据强弱势粒（上部1/3穗上的一次枝梗上的籽粒为强势粒，下部1/3穗上的二次枝梗上的籽粒为弱势粒）各自开花时间分别标花，于花后2、4、6、8、10、12、20、30、40、50天以及成熟期取籽粒样品，花后前12天的部分籽粒样品用液氮速冻后置于-70℃超低温冰箱保存；
（3）测定指标
①强弱势粒灌浆参数及成熟期产量性状；
②灌浆前期（前12天）强弱势粒中蔗糖、葡萄糖、果糖的含量；
③灌浆前期（前12天）强弱势粒中生长素等激素的含量；
④灌浆前期（前12天）强弱势粒中糖转运子编码基因及IAA合成相关基因的表达变化。
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可行性分析
本试验前期研究表明，弱势粒灌浆调控与籽粒糖水平密切相关，IAA似是糖的下游调控因子。对大穗型水稻进行疏花处理，使籽粒糖分配量相对增加，发现疏花后弱势粒滞育期缩短，而IAA含量的变化滞后于弱势粒糖变化时间，暗示着糖可能是弱势粒灌浆调控的主要因子。但糖调控IAA，进而激发弱势粒灌浆的详细调控效应，仍有待深入研究。
4. 研究创新点
特色或创新之处
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研究材料独特：研究材料为前期筛选到的库容一致，弱势粒灌浆受营养物质供应影响的两个纯合大穗型水稻材料。
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我们提出了糖通过调控下游iaa代谢途径，进而调控弱势粒灌浆的假设，该思路是基于前期研究结果和参照新近研究提出的。从蔗糖-生长素代谢主线揭示蔗糖对弱势粒灌浆调控的途径，并通过将传统生理研究手段和分子生物学技术相结合，深入解析蔗糖对弱势粒灌浆的调控效应，以期从糖与激素信号途径提出调控弱势粒灌浆的有效手段，研究可能为指导生产实践提供理论依据。
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研究计划及预期进展
6月份-9月份大田实验取样，其中11月取成熟期样，9月-3月室内试验并整理数据，然后开始整理论文。
预期进展
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