水稻低节位再生苗根芽萌发对母体有机营养与激素的响应机制

再生稻是一种重要的稻作类型，在挖掘温光资源潜能、确保粮食安全与增加农民收入等方面效果显著，因而得到了广泛应用，但其产量多年徘徊不前已成为其进一步推广应用的瓶颈，而提高水稻低节位腋芽的再生率是实现再生稻产量突破的关键。本研究以水稻低节位腋芽为研究对象，应用同位素示踪技术定量研究头季稻光合产物的分配规律，应用抹芽技术和节插技术为腋芽创造不同母体营养条件，研究低节位腋芽萌发对母体有机营养的响应机制；应用根系动态监测系统（ET-100型，美国BARTZ公司）对低节位再生苗在母体与离体条件下的根系建成与消长动态进行实时、原位、无损监测；同时考察再生根与腋芽萌发过程中的内源激素变化动态及其对外源激素的响应。目标是明确水稻低节位腋芽和再生根系萌发对母体有机营养与激素的响应机制，为通过提高水稻低节位腋芽的再生率实现再生稻产量的突破提供理论依据。

本项目是国家自然科学基金主任基金项目（2004，30370835）的延续，在前期研究基础上，重点开展了水稻低节位腋芽在3种母体有机营养条件（自然再生、节插、抹芽）下的再生特性，采用同位素示踪技术定量研究头季稻光合产物在各部位的分配及头季残留光合产物在再生季的转运情况，考查再生根、芽内源激素变化动态及外源激素对再生根、芽萌发的调控效应，以明确低节位腋芽及再生根系萌发对有机营养与内、外源激素的响应机制。主要研究结论如下：.1. 自然母体条件下，各节位再生稻有效穗数及其对总产量的贡献率随节位下降而降低，倒2、倒3两节对总产量的贡献率达70%左右。IAA含量和GA3含量一直表现为低位芽大于高位芽趋势；CTK含量前期高位芽大于低位芽，后期反之。.2. 节插离体条件下，扦插后20d，根长、根量和根粗均随节位降低而增加，且低节位再生稻根系生长较高节位再生稻快。IAA含量一直表现高位芽大于低位芽趋势；GA3含量扦插后7d～12d低位芽较高，扦插后17d～22d高位芽较高；CTK含量扦插后7d高位芽较高，扦插后12d～22d低位芽较高。.3. 抹芽母体条件下，光合速率、粒叶比、LAI与再生稻产量呈显著正相关，叶绿素、根系活力、比叶重、单株干物质、作物生长率与净同化率与再生稻产量呈正相关。提高光合速率、粒叶比和LAI是提高再生稻产量的有效途径。.4. 外源激素处理对产量性状和物质生产分配，均以IAA2、GA3-2、6BA1和复配剂3等处理表现较好，再生稻产量均呈复配剂3＞IAA2＞6BA1＞GA3-2的趋势。激素处理下倒4节再生稻产量较CK增幅最大，倒3节再生稻产量较CK增幅最小。.5. 不同母体营养条件下低节位再生稻农艺性状表现不同。抹芽再生低节位再生苗数显著高于自然再生低节位再生苗数。低桩再生处理低节位再生稻总叶数显著高于两个高桩处理。同一时期再生季的叶面积指数均表现为低桩再生处理>抹芽再生处理>自然再生处理。再生季齐穗期和成熟期叶面积指数与再生季的产量呈正相关。.6. 再生稻剑叶14C 同化物分配至穗中的比例(81.43%)显著高于主季稻(63.95%)，主季稻茎中残留的14C同化物90％以上分配至顶部1～2节间，因而母体高桩下上部节腋芽萌发率高。