四川农业大学农学院水稻栽培团队揭示弱光胁迫对水稻受精结实的影响

　　9月18日，国际农林科学主流学术刊物《Field Crops Research》（中科院一区TOP期刊，IF=5.224）在线发表了农学院任万军教授课题组题为“Decreased anther dehiscence contributes to a lower fertilization rate of rice subjected to shading stress”（弱光胁迫阻碍花药开裂进而降低水稻受精率）的研究论文，揭示了穗后弱光胁迫导致水稻结实率降低的原因。

 

　　四川盆地具有“多云雾、寡日照”气候生态特点，古有“蜀犬吠日”之典故，是我国最典型的弱光稻区。弱光胁迫下，水稻光合生产受阻，产量大幅降低，稻米品质变劣，并加重了病虫害、倒伏等次生灾害发生。四川盆地独特的弱光环境已成为制约当地水稻优质高产的重要瓶颈问题之一。团队前期研究发现，结实率降低是穗后弱光胁迫导致水稻产量降低的主要原因。

 

　　水稻结实率主要由开花受精及籽粒灌浆充实决定。受精率低导致水稻空粒增多，籽粒充实不良则导致瘪粒增多。团队前期研究表明，弱光胁迫下水稻籽粒灌浆受阻，颖果发育滞后，淀粉粒发育不良，导致瘪粒增多，结实率降低。为进一步明确弱光胁迫对水稻结实率的影响，本研究通过设置大田人工控光试验，研究了穗后弱光胁迫下水稻开花受精过程的变化。研究结果表明，弱光胁迫严重阻碍了水稻颖花授粉受精，柱头外露减少，花药开裂率显著降低，柱头接受花粉粒数显著下降；加之弱光胁迫下花粉活性降低，柱头花粉萌发数减少，从而显著降低水稻颖花受精率，导致结实率大幅度下降。研究同时发现，弱光胁迫下，穗下部籽粒受精率降低幅度更大。相关结果为进一步研究弱光胁迫对水稻产量的影响机制奠定了基础。

 

　　论文以四川农业大学为唯一署名单位，农学院邓飞老师和2021届硕士毕业生曾玉玲为共同第一作者，任万军教授为通讯作者。该研究主要得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划和四川省科技计划项目的资助。

 

　　全文链接：https://doi.org/10.1016/j.fcr.2021.108291