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稻米外观与加工品质对大气CO_2浓度升高的响应

王东明  陶冶  朱建国  刘钢  朱春梧  
【摘要】:【目的】大气CO_2浓度升高会降低水稻的外观与加工品质。为探明其下降机制并予以缓解,【方法】采用开放式大气CO_2浓度升高(FACE)平台、两种栽培品种及其三种不同的基因调控遗传材料(中花11及其蒸腾调节材料ZmK2.1-15、ZmK2.1-20、Os KAT3-26、OsKAT3-30;中花11及其促冠根生长材料ERF3-7和ERF3-12;日本晴及其促硝酸盐吸收材料NIL),研究稻米外观与加工品质对CO_2浓度升高的响应。【结果】稻米外观品质与加工品质对CO_2浓度升高的响应因品种不同而异。CO_2浓度升高下,中花11的垩白粒率和垩白度增加9.2%和4.4%,整精米率降低5.3%;而日本晴的垩白粒率和垩白度降低11.1%和7.9%,整精米率提升9.8%。蒸腾调节材料显著改善了CO_2浓度升高对中花11外观与外观品质的负面效应,与当前CO_2浓度相比,CO_2浓度升高,ZmK2.1-15、ZmK2.1-20、Os KAT3-26、Os KAT3-30的垩白粒率相对变化量为-2.7%、-16.3%、-14.8%,+7.4%,垩白度为-8.7%、-22.3%、-15.1%、-3.0%,整精米率为+2.1%、+6.4%、+3.6%、-7.0%。促冠根生长材料加大了CO_2浓度升高对中花11号外观与加工品质的负面效应,ERF3-7、ERF3-12的垩白粒率在CO_2浓度升高下分别增加17.7%和11.5%,垩白度增加34.4%和19.1%,整精米率分别降低10.1%和0.8%。促硝酸盐吸收材料(NIL)的垩白粒率和垩白度在CO_2浓度升高下无明显变化,整精米率下降4.2%。NIL的外观品质较日本晴明显改善,CO_2浓度升高下垩白粒率和垩白度分别下降16.5%和17.9%,当前CO_2浓度条件下分别下降26.3%和28.9%。【结论】未来CO_2浓度升高条件下,通过基因改良促进水稻蒸腾作用和硝酸盐吸收是提升稻米外观与加工品质的有效途径之一。

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