叶绿素和植酸对杂交稻籽粒灌浆的影响

丁君辉，朱菲蓉，王若仲，吴 俐

（1.湖南农业大学植物激素与生长发育湖南省重点实验室，湖南 长沙 410128；2.湖南农业大学生物科学技术学院，湖南 长沙 410128）

籽粒灌浆主要是籽粒淀粉的合成及积累过程。一般认为，源器官制造的光合同化物以蔗糖形式经过一系列运输过程输入籽粒，再在胚乳中经多种酶催化作用转化为淀粉，整个过程受遗传因子、环境因子和多种酶，尤其是与淀粉合成有关的酶等许多因素的影响[1]。植酸又名肌醇六磷酸，是植物体内最重要的含磷化合物之一，与水稻籽粒的生理关系极为密切[2]。此外，植酸还对许多以金属离子作辅助因子的酶活性具调节作用[3]。人们曾研究果实成熟过程中植酸含量的变化，发现植酸的形成有利于淀粉合成[4]。试验主要探讨在籽粒发育过程中，叶绿素和植酸对籽粒灌浆的影响，以期为在生产上更好地调控水稻灌浆提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试品种为625A/226（籽粒充实度差）、81A/308（籽粒充实度好），均由湖南农业大学水稻研究所提供。试验在湖南农业大学水稻研究所试验田进行，为一般大田试验，分2 小区，移栽前每小区施水稻复合肥300.0 g。

1.2 试验仪器

恒温振荡培养箱（ZHWY200B）、分光光度计（Uvmini-1240 UV-VIS spectrophotometer SHIMAD2U）、电子分析天平（上海精科天平）、冷冻离心机（TDL-5000B 上海安亭科学仪器厂）等。

1.3 试验方法

1.3.1 取 样 开花期开始取样，共取8 次，分别为：开花期（A），开花后9 d（B），12 d（C），18 d（D），25 d（E），30 d（F），36 d（G），41 d（H）。在小区采用5点取样法，每点选取3 次，每次选择穗型大小基本一致的穗子，并编号。籽粒在液态氮中冷冻30 s，然后将冷冻干燥籽粒置105℃烘箱中30 min 杀青，80℃48 h 烘干至恒重，粉碎，放入干燥器中保存，用于测定植酸含量。

1.3.2 叶绿素含量的测定 开花期开始测定，时间同1.3.1，共取8 次。每区定9 点，每点2 穴，用SPAD-502 叶绿素仪检测，记实时值。

1.3.3 植酸含量的测定 植酸含量测定方法采用分光光度法。准确称取经粉碎的样品1 g 置于具塞三角瓶中，加入10% Na2SO4-HCl，振荡提取，滤纸过滤，得澄清滤液为提取液；试验前称001×7（732）强酸性阳离子交换树脂进行预处理：先用蒸馏水浸泡2 h，用4 倍树脂量的0.5 mol/L NaOH 溶液浸泡1 h，再用4 倍树脂量的1 mol/L HCl 浸泡0.5 h，于蒸馏水中贮存备用；提取液注入离子交换柱（Ф1.6 cm×8 cm）中，洗脱液收集于25 mL 容量瓶定容至刻度；取5 mL 洗脱液，加入反应剂FeCl3-磺基水杨酸3 000 r/min 离心10 min；以蒸馏水作空白对照，取上清液在500 nm 处测定消光值。样品中植酸含量按线性回归方程计算得样品植酸量：

样品植酸含量（μg/g）=CV1V4/V2V3W

式中：X——样品中植酸含量（μg/g）；C——样液含植酸量（μg）；W——样品的质量（g）；V1——提取液定容后的体积（mL）；V2——分离后，取提取液的体积（mL）；V3——分离液定容后的体积（mL）；V4——试液测定时，取分离液的体积（mL）。

2 结果与分析

2.1 625A/226 和81A/308叶绿素含量的比较

图1 结果显示，在籽粒发育初期（A-C），81A/308 的叶绿素含量明显比625A/226 的含量高，但是在经历C 期，即开花12 d 后，81A/308 的叶绿素含量骤降，并一直保持这种迅速的下降态势，其叶绿素含量明显开始低于625A/226。而625A/226 在籽粒发育期叶绿素含量保持缓慢下降趋势。这说明籽粒充实度好的水稻种子初始叶绿素含量高于籽粒充实度差的种子，在籽粒发育时期，前者叶绿素含量下降迅速，后者则相对缓慢而稳定。由此推断叶绿素含量的变化与籽粒充实度关系密切。

2.2 625A/226 和81A/308植酸含量的比较

从图2 中可以看出，籽粒生长期间，植酸含量总体呈上升趋势。在开花期（A）至开花后12 d（C）这一生长阶段，水稻籽粒中植酸含量增长缓慢；而在开花12 d（C）后的生长阶段，籽粒中植酸含量增长较快，并保持这样的增长态势。在整个生长过程中，水稻品种81A/308 的植酸含量高于625A/226。即籽粒充实度好的水稻品种植酸含量高于籽粒充实度差的品种。这说明植酸能够促进灌浆过程，有利于提高籽粒的充实度。

3 讨 论

籽粒灌浆过程中植酸和叶绿素的含量与籽粒的充实度有着必不可少的相关性。叶绿素含量是光合作用强弱的一项重要指标。试验证明，籽粒充实度好的水稻种子初始叶绿素含量高于籽粒充实度差的种子，在籽粒发育时期，前者叶绿素消耗迅速，后者则相对缓慢而稳定，说明叶绿素含量的变化影响淀粉的合成，叶绿素含量降低快，光合作用强，合成淀粉多，有利于籽粒灌浆。

籽粒发育过程中，籽粒充实度好的水稻品种81A/308 的植酸含量高于籽粒充实度差的水稻品种625A/226，这在一定程度上说明植酸能促进籽粒灌浆。两个水稻品种植酸含量的差异并不大，然而两者的灌浆充实程度差异却很明显，说明植酸对籽粒灌浆的促进作用还受到其他因素的影响，具体因素还有待进一步研究。

[1]陶龙兴，王 熹，谈惠娟，等.关于水稻穗芽的生理学研究[J].作物学报，2006，32（9）：728-733.

[2]王 慧，李茂柏，张建明，等.水稻籽粒不同部位植酸含量及其与稻米品质的相关性[J].中国水稻科学，2009，23（2）：215-218.

[3]傅启高.植酸对单胃动物的抗营养作用[J].动物营养学报，1998，10（4）：1-10.

[4]陈红霞.植酸的生物学特性与应用[J].生物学通报，2006，41（2）：14-16.