不同基因型水稻强弱势粒灌浆差异形成的生理机制研究开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

1.本课题的意义水稻等禾谷类作物籽粒是人类粮食的主要来源。

成熟籽粒中其干质量的80% ～ 90% 是淀粉[1]。

水稻灌浆过程是光合同化物向籽粒运输、转变和积累的过程，它包括将灌浆期间源叶合成的光合同化产物转运到成长中的籽粒，同时还包括把水稻营养生长阶段合成并暂时贮存于茎鞘的淀粉水解后（非结构性碳水化合物，nsc）以蔗糖形式转运到籽粒的过程。

2. 研究的基本内容和问题

1.研究的目标本研究筛选了两组源库一致的品种，其中一组大穗型，一组普通穗型一致而灌浆速率不同的品种，通过理化分析学等方法来研究不同基因型水稻强弱势粒灌浆速率差异的代谢生理与分子机制。

2．研究的内容（1）不同基因型水稻的光合生理特性、糖转运能力与维管束结构特征、库容对不同基因型的水稻品种的株型、光合生理、韧皮部糖转运能力以及维管束的解剖结构以及库容进行研究，旨在找到一组源库一致，而强弱势粒灌浆速率不同的品种。

（2）花后强弱势粒淀粉合成相关酶活和激素含量变化极其与籽粒灌浆的关系研究不同基因型水稻蔗糖淀粉代谢途径关键酶（sus、agpase、sts、sbe）活性和激素（iaa、aba、gas、zr、ip）水平在灌浆过程的变化，以阐明不同基因型水稻强弱势粒灌浆速率不同的酶活、激素代谢生理。

3. 研究的方法与方案

1.研究方法本实验拟通过pcr鉴定方法，探究一种高效便捷的鉴定油菜细胞质类型的方法，具体来说，本实验通过对目标材料全基因组dna进行提取后通过引物设计，对模板材料进行pcr扩增，同时对已知细胞质类型材料线粒体进行提取，并提取其中的mtdna，后将两种材料的进行琼脂糖凝胶电泳检测，将检测结果进行对比、分析，确定本实验所采取的pcr鉴定方法能否准确有效的鉴定油菜细胞质类型。

2.技术路线3.实验方案1、试验材料本实验的材料选择4个灌浆速率不同的常规粳稻品种、宁粳5号、淮稻5号、南粳9108、宁粳7号和2个灌浆速率不同的大穗型纯合粳稻品种w1844、cj032、田间试验及取样（1）供试材料 宁粳5号常规粳稻品种 淮稻5号常规粳稻品种 宁粳7号常规粳稻品种 南粳9108常规粳稻品种w18442013年江苏省淮南迟播预试22号；cj03武运粳21号与r大穗的后代。

（2）供试地点 江苏省丹阳市延陵镇宝林农场（3154'31''n, 11928'21''e）（3）取样方法抽穗时选择大小基本一致的穗子(包括主茎穗和分蘖穗，穗顶抽出剑叶鞘5 cm左右)挂牌标记，每小区标记1000穗，自开花至成熟期每隔5 d取标记穗50个，分别摘下强势粒和弱势粒，剔除未受精的空粒后，部分籽粒在液态氮中冷冻，然后置-70℃冰箱中保存，用于酶活性、激素含量及蛋白和转录组学的测定；部分籽粒用于粒重、淀粉含量及粗蛋白含量等指标测定；其余挂牌穗于成熟期收获用于最终产量测定。

4. 研究创新点

本实验主要侧重对植物激素的研究。

植物激素往往通过调节酶活性或物质运输影响水稻灌浆充实，外界环境胁迫如水分胁迫能更为显著的体现出这种影响。

（1） aba脱落酸主要以游离形式运输，主要生理作用是在种子的发育和成熟过程中，具有抑制未成熟种子萌发、诱导成熟期种子程序化脱水与营养物质积累、参与气孔运动的调节、作为信号物质增强植物抵御逆境胁迫的重要作用。

5. 研究计划与进展

本实验在2016年7月2017年6月间进行，研究计划及预期进展如下：2016年7月2016年8月阅读相关文献，学习并确定试验方案，学习相关指标测定方法。

2016年8月2016年11月在水稻开花期进行标花并在水稻整个灌浆期取样且进行株型和光合特性以及韧皮部糖转运能力测定。

待水稻成熟后对其颖果发育形态、粒重动态变化、灌浆速率的动态变化及千粒重与结实率的调查，筛选源、库、流一致，强弱势粒灌浆速率不同的一组品种。