全 文 ：植物生理学通讯 第 40 卷 第 2期，2004 年 4 月146
杂交水稻及其亲本灌浆过程中内源激素含量的变化
樊金娟1,* 李雪梅2 阮燕晔1 张立军1 徐正进3
1沈阳农业大学生物科学技术学院, 沈阳110161; 2沈阳师范大学化学与生命科学系, 沈阳110063; 3沈阳农业大学农学院，
沈阳 110161
提要 杂交水稻 优 418 在灌浆前期 ABA 含量高于 锦和 C418，后期低于其亲本；整个灌浆期间 GA 含量高于其亲本；
优 418 和 C418 的 IAA 含量及其变化趋势都基本相同，前期含量升高,后期含量逐渐降低, 锦在整个灌浆期间含量逐
渐降低； 优 418 和 锦的 ZR 含量一直比较稳定，C418 在灌浆前期含量较高，后期含量较低。
关键词 水稻; 灌浆; 内源激素
Changes in Endogenous Hormone Contents During Grain Filling in Hybrid Rice
and Its Parents
FAN Jin-Juan1,*, LI Xue-Mei2, RUAN Yan-Ye1, ZHANG Li-Jun1, XU Zheng-Jin3
1College of Biological Sciences and Technology, Shenyang Agricultural University, Shenyang 110161; 2Department of Chemistry
and Life Sciences, Shenyang Normal University, Shenyang 110063; 3College of Agriculture, Shenyang Agricultural University,
Shenyang 110161
Abstract The ABA content of hybrid rice Cultivar Tiyou418 was higher than those of its parents Cultivar Tijin
and C418 at the early stage and lower at the late stage. The content of GA was always higher than those of its
parents during the whole grain filling stage. Tiyou418 and C418 had the same level and trend in changes of IAA
content, which increased at early stage and decreased at the late stage. Tiyou418 and Tijin had the smooth
changes of ZR content, while C418 had the high content at the early grain filling stage and the low content at the
late stage.
Key words rice; grain filling; endogenous hormones
收稿 2003-05-06 修定 　 2003-09-16
资助　 教育部博士点科研基金(2000015706)和教育部重点科学
技术项目。
* E-mail:jinjuanf@hotmail.com, Tel:024-88443717
植物激素作为信息传递物质，在水稻的生
长发育过程，尤其是籽粒灌浆过程中，有重要
的调控作用[1,2]。我国自1973年育成第一株杂交水
稻以来，人们对其内源激素的含量变化进行了较
多的研究[3~5]，但对杂交水稻及其亲本的内源激素
含量动态变化的比较研究很少。本文以杂交水稻
及其亲本为试材，检测了灌浆期间籽粒内源激素
含量的动态变化，旨在从内源激素含量变化角度
探讨杂交水稻与亲本之间的生理差异，进一步了
解杂种优势形成的机制，从而为水稻的高产栽培
和育种提供参考。　
材料与方法　
水稻(Oryza sativa)杂交稻笹优418及其亲本笹
锦和C418于2000年播种于沈阳农业大学稻作研究
室试验地，保温旱育苗。4月 13 日育苗，5月21
日移栽，单本种植，行株距为30 cm× 16.7 cm，
按常规管理。抽穗期选择同一天抽穗的穗挂牌，
抽穗后第8天开始取样，前3次每隔3 d，后3次
每隔 7 d 取样一次，共 6 次。取回的稻穗准确称
取0.5 g中部一次枝梗上的籽粒于-40℃低温冰箱
中保存。所有时期样品全部取完后, 按吴颂如等[6]
的方法用酶联免疫技术测定 ABA、GA、IA A 和
ZR 含量，取 3 次重复平均值。酶联免疫试剂盒
由南京农业大学提供。从抽穗期开始，每隔 7 d
取中部籽粒测定干重，计算籽粒灌浆速率。
研究报告Original Papers
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结果与讨论　
1 杂交水稻及其亲本籽粒干重积累的动态变化
图1结果表明，在抽穗后24 d，笹优 418干
重积累速率高于其亲本，然后增重速率趋于平
缓。笹锦在灌浆 32 d 内速率较高，然后趋于平
缓；C418 在灌浆 24 d 内速率较高，尔后速率降
低，但较笹优 4 1 8 和笹锦的高。就同一时期而
言，笹优 418 籽粒干重高于其亲本。
2 籽粒灌浆期间ABA含量的动态变化
图 2 显示，杂交水稻及其亲本灌浆期间 ABA
含量存在差异: 笹优418籽粒中ABA含量在灌浆前
期较高，然后迅速下降，后期含量较低；笹锦
和 C418 籽粒中 ABA 含量变化趋势基本相同，即
灌浆前期含量较笹优 418 低，尔后增加，后期逐
渐降低，但较笹优 418 高。两亲本虽然变化趋势
相同，但在同一时期，C418 籽粒中 ABA 含量均
高于笹锦，约为笹锦的２倍左右。笹优 418 灌浆
期籽粒 A B A 含量与籽粒灌浆速率的变化趋势相
同，与柏新付等[ 5 ]研究稻麦强势粒灌浆速率和
ABA 含量变化的结果相似。而 C418 的 ABA 含量
与籽粒灌浆速率的变化趋势则与柏新付等[5]研究的
稻麦弱势粒的变化趋势相似。
3 籽粒灌浆期间GA含量的动态变化
图 3 显示，杂交水稻与其亲本籽粒中 GA 含
量变化趋势基本相同：在灌浆前期含量较高，然
后逐渐降低，后期又有所升高，近似于 V 字形变
化。同一时期三者GA含量是笹优418大于笹锦大
于C418，而且杂交水稻与其亲本之间的差异要大
于亲本之间的差异。在前期 GA 可能通过调控某
些酶基因表达,调节籽粒的灌浆过程，为籽粒充实
提供物质基础; 而后期GA则可能提高淀粉酶活性,
促进淀粉分解抑制灌浆[7]。
4 籽粒灌浆期间IAA 含量的动态变化
内源IAA 可能通过促进细胞伸长和调节核酸
与蛋白质的合成，促进灌浆，吸引同化物向籽粒
图1 笹优418及其亲本籽粒干重的动态变化
Fig.1 Change in the grain dry weight in
Tiyou418 and its parents
图 2 笹优418及其亲本籽粒ABA含量的变化
Fig.2 Change in ABA content in the grain of
Tiyou418 and its parents
图3 笹优418及其亲本籽粒GA含量的变化
Fig.3 Change in GA content in the grain of
Tiyou418 and its parents
图4 笹优418及其亲本籽粒IAA含量的变化
Fig.4 Change in IAA content in the grain of
Tiyou418 and its parents
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运输[3,8]。图4 显示，笹优418和 C418灌浆期间,
籽粒IAA含量变化趋势及各时期含量基本相同: 灌
浆初期含量较低，尔后升高，灌浆后期含量持续
下降；笹锦在整个取样期间，含量一直呈下降趋
势。从抽穗 16 d 开始到取样结束，三者 IAA 变
化趋势及含量基本相似，笹优418略高于两亲本。
5 籽粒灌浆期间ZR含量的动态变化
细胞分裂素调控着作物的生长发育[9]。从图5
可见，杂交水稻及其亲本籽粒中ZR含量的变化趋
势基本相同:随着生育进程，含量逐渐升高，在后
期又开始降低。其中 C418 变化最明显，灌浆后
12 d含量达到最大，随后迅速下降；笹优418和
笹锦均是在灌浆后24 d含量达到峰值，变化趋势
较 C418 平稳。灌浆前期，C418 的 ZR 含量明显
高于笹优 418 和笹锦，而后期笹优 418 的含量高
于两个亲本, 笹优418的ZR含量在整个灌浆期都高
于笹锦。杨建昌等[9]在小麦中发现，决定粒重大
小的不是灌浆初期而是整个灌浆期间籽粒细胞分裂
素的含量;我们的结果与此相符。
总之，谷类作物开花后籽粒灌浆速率和最终
粒重的形成,很大程度上决定于籽粒中内源激素的
平衡和调节[1,2,7]。内源激素与籽粒灌浆关系研究
最多的是 ABA，ABA 在同化物向籽粒运输和积累
过程中有重要的调控作用[4,5,7,10~14]。从本文结果来
看，前期较高水平的 ABA 有利于同化物向籽粒运
输和积累，后期高水平的 ABA 有利于延长籽粒的
灌浆期。植物体中的某一生理过程，往往不是一
种激素单独作用,而是多种激素的协同作用的结
果。杂交水稻之所以高产可能与其灌浆期间有较
高的内源激素含量有关：笹优 418 的 ABA 含量除
了在籽粒灌浆后期低于两亲本外，其余时期的籽
粒中4种内源激素含量均高于两亲本或位于亲本之
间，与文献上报道的稻麦强势粒灌浆期间内源激
素的作用模式[5]相似。因此在水稻的栽培过程中
可配合水肥和其它农业技术措施，适当采用外施
生长调节剂调控植物体内源激素的种类和数量，
以提高产量。
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图5 笹优418及其亲本籽粒ZR含量的变化
Fig.5 Change in ZR content in the grain of
Tiyou418 and its parents