蘖穗氮肥追施比例对水稻灌浆成熟期 Rubisco 和 GS 同工型基因表达量的影响

目的 氮素营养影响着水稻灌浆过程中核酮糖-1, 5-二磷酸羧化酶/加氧酶 (Rubisco) 和谷氨酰胺合成酶 (GS) 基因转录表达量，研究其变化动态及其与不同形态氮含量的关系，旨在为阐明氮素营养对光合效率和籽粒蛋白质积累的影响分子调控机理提供理论依据。 方法 选用寒地粳稻穗数型高产品种和穗重型超级稻品种进行盆栽试验。施肥比例为 N∶P 2 O 5 ∶K 2 O = 1∶0.5∶1，氮肥 50% 作为基肥，其余作分蘖肥和穗肥追施，分蘖肥和穗肥比例为 10%∶40%、20%∶30%、30%∶20%、40%∶10%。分析了水稻灌浆过程中 Rubisco 和 GS 基因转录表达量及不同形态氮的积累动态。 结果 增加穗肥氮素施用量可显著提高水稻灌浆过程中叶片和籽粒的全氮、铵态氮、硝态氮含量；增加穗肥比例不同程度的上调了 Rubisco 大亚基和小亚基基因的 mRNA 表达量，其中 OsRBCSL 、 OsRBCS 2 和 OsRBCS 4 表达上调显著， OsRBCS 3 和 OsRBCS 5 表达上调较小；穗肥比例增加延长了 Rubisco 各亚基基因高表达持续时间，增加了水稻灌浆中期和后期叶片中 OsGS 1;1 和 OsGS 2 基因的转录表达量以及籽粒 OsGS 1;1 基因的转录表达量和整个灌浆过程中 OsGS 1;3 基因的转录表达量。Rubisco 五个亚基基因的转录表达量与叶片 NO 3 – -N 和全氮含量间以及叶片和籽粒中 GS 基因的转录表达量与 NH 4 + -N 和全氮含量间均呈显著或极显著的正相关。 结论 在灌浆过程中 OsRBCL 基因和 GS 基因的转录表达量变化动态不因品种或氮素营养不同而发生质的变化，不同基因对氮素营养的响应程度并不相同，增加叶片 NO 3 – -N 和全氮含量，可以显著提高 Rubisco 基因的转录表达量，增加灌浆成熟期叶片和籽粒的 NH 4 + -N 和全氮含量，可以显著提高叶片和籽粒的 GS 基因转录表达量。