第十章果实发育第三节水稻产量形成

1、第十章第十章 果实发育果实发育 第三节 水稻产量形成水稻及水稻生产的重要性水稻及水稻生产的重要性水稻养活地球上超过水稻养活地球上超过50%的人口的人口水稻生产是千百万家庭的经济来水稻生产是千百万家庭的经济来源源RECENT EVOLUTION IN GLOBAL RICE PRODUCTIONIssues of Rice-based Systems 耕地减少与水资源短缺 病虫害危害严重 土壤肥力下降 种植水稻的农户数量减少 Need efforts to enhance the productivity and efficiency in rice productionInternationa

2、l Year of Rice 2004萨尔瓦多（热带）的紫狼萨尔瓦多（热带）的紫狼尾草（尾草（4.2%），光能利用），光能利用率最高的粮油作物是美国率最高的粮油作物是美国肯塔基和英国的玉米肯塔基和英国的玉米（3.4%），亚热带（如澳），亚热带（如澳大利亚）水稻光能利用率大利亚）水稻光能利用率为为1.4%。水稻产量潜力水稻产量潜力品种栽培措施源库流近日，有媒体报道，印度一位名近日，有媒体报道，印度一位名叫苏曼特叫苏曼特库尔马农民所种植的水库尔马农民所种植的水稻产量达到每公顷稻产量达到每公顷22.4吨，约合吨，约合每亩每亩2986斤，打破了有中国斤，打破了有中国“杂杂交水稻之父交水稻之父”之称的袁

3、隆平的世之称的袁隆平的世界纪录。界纪录。20日，袁隆平在接受采日，袁隆平在接受采访时表示，这个结果不会对自己访时表示，这个结果不会对自己的杂交水稻研究产生影响。袁隆的杂交水稻研究产生影响。袁隆平还表态：平还表态：“明年收割前，我可明年收割前，我可以去实地验收。以去实地验收。水稻产量构成因子： 单株穗数 每穗粒数1. 种子大小单株穗数：有效分蘖数每穗粒数：小穗数与结实率通过单株产量每穗粒数粒重单株分蘖数通过通过QTL定位获得的控制产量及定位获得的控制产量及产量相关性状的基因座位产量相关性状的基因座位 水稻分蘖数的调控水稻叶片生长与分蘖的时空关系：A：具有6片真叶的水稻B：具有8片真叶的水稻分蘖模

4、式图。 I ：第一级分裂，I-1：二级分蘖，I-1-1：三级分蘖拟南芥拟南芥中激素中激素参与调参与调控的侧控的侧枝形成枝形成模式图模式图Several hormones are related with the branch development类胡萝卜素moc1同源分析发现，同源分析发现，MOC1 是植物中特有的一类蛋白家族（是植物中特有的一类蛋白家族（GRAS）的成）的成员之一。它定位于细胞核中，主要在腋芽处表达，促进腋芽起始和员之一。它定位于细胞核中，主要在腋芽处表达，促进腋芽起始和生长。生长。Map-based cloning of the D3 gene revealed that

5、 it encodesan F-box leucine-trich repeat (LRR) protein orthologous toArabidopsis MAX2/ORE9.5种不同的等位突变都种不同的等位突变都可以导致分蘖数增加，可以导致分蘖数增加，并且株高变矮。并且株高变矮。野生型与突变体分蘖起始野生型与突变体分蘖起始类似，但突变体解除了对类似，但突变体解除了对侧芽生长的抑制，产生更侧芽生长的抑制，产生更多分蘖。多分蘖。野生型与突变体野生型与突变体分蘖的生长均受分蘖的生长均受到栽培密度的影到栽培密度的影响。响。HTD1该基因突变后导致分蘖增该基因突变后导致分蘖增多，株高变矮，解除了

6、对多，株高变矮，解除了对侧芽的抑制所致侧芽的抑制所致摘除侧芽后可以部分恢复摘除侧芽后可以部分恢复株高表型。株高表型。Figure 3. Phenotypic complementation of the htd1 mutant by introduction of the OsCCD7 gene. A transgenic htd1 plant containing an emptyvector (left), a transgenic htd1 plant containing exogenous OsCCD7 (center), and an NJ6 plant(right).HTD1与拟

7、南芥中的MAX3 同源D10D10与拟南芥中的与拟南芥中的MAX4同源同源 水稻穗发育LAX基因突变导基因突变导致花序轴，分枝致花序轴，分枝数，小穗数均受数，小穗数均受到影响到影响LAX与与SPA双突双突变体可以加强变体可以加强表型，几乎没表型，几乎没有分枝和小穗有分枝和小穗形成形成水稻花的结构水稻花的结构FZPlp, leaf primordium; pbm, primary branch meristem; tsm, terminal spikelet meristem; lsm, lateral spikelet meristem; sbm, spikelet branch merist

8、em; org, outer rudimentary glume; irg, inner rimentary glume; oeg, outer empty glume; ieg, inner empty glume; l, lemma; pud, palea; ma, main axis; pb, primary branch; sb, secondary branch; ts, terminal spikelet; ls, lateral spikelet; dp, degenerate point.野生型fzp-2fzp-3FZP或者抑制小穗原基想或者抑制小穗原基想侧芽原基转变，或者促进

9、侧芽原基转变，或者促进其向花原基转变其向花原基转变 籽粒大小决定-GS3-粒长Such difference in grain weight is mostly accounted forby the large difference in grain length (10.2 mm for GS3-mh homozygotes, and 7.32 mm for the GS3-ch homozygotes). 籽粒大小决定-GW2-粒宽Comparison of two homozygous NILs showed that the mutant allele GW2 significantly increases grain weight (49.8%) by a large increase in grain width (26.2%), and slight increases in grain thickness (10.5%) and grain length (6.6%). 籽粒大小决定-GIF1-灌浆突变体突变体野生型野生型野生稻基因型可以导致籽粒变小野生稻基因型可以导致籽粒变小水稻产量形成水稻产量形成本章总结本章总结拟