葉綠素和植酸對雜交稻籽粒灌漿的影響

丁君輝，朱菲蓉，王若仲，吳 俐

（1.湖南農業大學植物激素與生長發育湖南省重點實驗室，湖南 長沙 410128；2.湖南農業大學生物科學技術學院，湖南 長沙 410128）

籽粒灌漿主要是籽粒淀粉的合成及積累過程。一般認為，源器官制造的光合同化物以蔗糖形式經過一系列運輸過程輸入籽粒，再在胚乳中經多種酶催化作用轉化為淀粉，整個過程受遺傳因子、環境因子和多種酶，尤其是與淀粉合成有關的酶等許多因素的影響[1]。植酸又名肌醇六磷酸，是植物體內最重要的含磷化合物之一，與水稻籽粒的生理關系極為密切[2]。此外，植酸還對許多以金屬離子作輔助因子的酶活性具調節作用[3]。人們曾研究果實成熟過程中植酸含量的變化，發現植酸的形成有利于淀粉合成[4]。試驗主要探討在籽粒發育過程中，葉綠素和植酸對籽粒灌漿的影響，以期為在生產上更好地調控水稻灌漿提供一定的理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試品種為625A/226（籽粒充實度差）、81A/308（籽粒充實度好），均由湖南農業大學水稻研究所提供。試驗在湖南農業大學水稻研究所試驗田進行，為一般大田試驗，分2 小區，移栽前每小區施水稻復合肥300.0 g。

1.2 試驗儀器

恒溫振蕩培養箱（ZHWY200B）、分光光度計（Uvmini-1240 UV-VIS spectrophotometer SHIMAD2U）、電子分析天平（上海精科天平）、冷凍離心機（TDL-5000B 上海安亭科學儀器廠）等。

1.3 試驗方法

1.3.1 取 樣 開花期開始取樣，共取8 次，分別為：開花期（A），開花后9 d（B），12 d（C），18 d（D），25 d（E），30 d（F），36 d（G），41 d（H）。在小區采用5點取樣法，每點選取3 次，每次選擇穗型大小基本一致的穗子，并編號。籽粒在液態氮中冷凍30 s，然后將冷凍干燥籽粒置105℃烘箱中30 min 殺青，80℃48 h 烘干至恒重，粉碎，放入干燥器中保存，用于測定植酸含量。

1.3.2 葉綠素含量的測定 開花期開始測定，時間同1.3.1，共取8 次。每區定9 點，每點2 穴，用SPAD-502 葉綠素儀檢測，記實時值。

1.3.3 植酸含量的測定 植酸含量測定方法采用分光光度法。準確稱取經粉碎的樣品1 g 置于具塞三角瓶中，加入10% Na2SO4-HCl，振蕩提取，濾紙過濾，得澄清濾液為提取液；試驗前稱001×7（732）強酸性陽離子交換樹脂進行預處理：先用蒸餾水浸泡2 h，用4 倍樹脂量的0.5 mol/L NaOH 溶液浸泡1 h，再用4 倍樹脂量的1 mol/L HCl 浸泡0.5 h，于蒸餾水中貯存備用；提取液注入離子交換柱（Ф1.6 cm×8 cm）中，洗脫液收集于25 mL 容量瓶定容至刻度；取5 mL 洗脫液，加入反應劑FeCl3-磺基水楊酸3 000 r/min 離心10 min；以蒸餾水作空白對照，取上清液在500 nm 處測定消光值。樣品中植酸含量按線性回歸方程計算得樣品植酸量：

樣品植酸含量（μg/g）=CV1V4/V2V3W

式中：X——樣品中植酸含量（μg/g）；C——樣液含植酸量（μg）；W——樣品的質量（g）；V1——提取液定容后的體積（mL）；V2——分離后，取提取液的體積（mL）；V3——分離液定容后的體積（mL）；V4——試液測定時，取分離液的體積（mL）。

2 結果與分析

2.1 625A/226 和81A/308葉綠素含量的比較

圖1 結果顯示，在籽粒發育初期（A-C），81A/308 的葉綠素含量明顯比625A/226 的含量高，但是在經歷C 期，即開花12 d 后，81A/308 的葉綠素含量驟降，并一直保持這種迅速的下降態勢，其葉綠素含量明顯開始低于625A/226。而625A/226 在籽粒發育期葉綠素含量保持緩慢下降趨勢。這說明籽粒充實度好的水稻種子初始葉綠素含量高于籽粒充實度差的種子，在籽粒發育時期，前者葉綠素含量下降迅速，后者則相對緩慢而穩定。由此推斷葉綠素含量的變化與籽粒充實度關系密切。

2.2 625A/226 和81A/308植酸含量的比較

從圖2 中可以看出，籽粒生長期間，植酸含量總體呈上升趨勢。在開花期（A）至開花后12 d（C）這一生長階段，水稻籽粒中植酸含量增長緩慢；而在開花12 d（C）后的生長階段，籽粒中植酸含量增長較快，并保持這樣的增長態勢。在整個生長過程中，水稻品種81A/308 的植酸含量高于625A/226。即籽粒充實度好的水稻品種植酸含量高于籽粒充實度差的品種。這說明植酸能夠促進灌漿過程，有利于提高籽粒的充實度。

3 討 論

籽粒灌漿過程中植酸和葉綠素的含量與籽粒的充實度有著必不可少的相關性。葉綠素含量是光合作用強弱的一項重要指標。試驗證明，籽粒充實度好的水稻種子初始葉綠素含量高于籽粒充實度差的種子，在籽粒發育時期，前者葉綠素消耗迅速，后者則相對緩慢而穩定，說明葉綠素含量的變化影響淀粉的合成，葉綠素含量降低快，光合作用強，合成淀粉多，有利于籽粒灌漿。

籽粒發育過程中，籽粒充實度好的水稻品種81A/308 的植酸含量高于籽粒充實度差的水稻品種625A/226，這在一定程度上說明植酸能促進籽粒灌漿。兩個水稻品種植酸含量的差異并不大，然而兩者的灌漿充實程度差異卻很明顯，說明植酸對籽粒灌漿的促進作用還受到其他因素的影響，具體因素還有待進一步研究。

[1]陶龍興，王 熹，談惠娟，等.關于水稻穗芽的生理學研究[J].作物學報，2006，32（9）：728-733.

[2]王 慧，李茂柏，張建明，等.水稻籽粒不同部位植酸含量及其與稻米品質的相關性[J].中國水稻科學，2009，23（2）：215-218.

[3]傅啟高.植酸對單胃動物的抗營養作用[J].動物營養學報，1998，10（4）：1-10.

[4]陳紅霞.植酸的生物學特性與應用[J].生物學通報，2006，41（2）：14-16.