成果依托单位:扬州大学-粮食作物现代产业技术协同创新中心 主要完成单位:扬州大学、香港浸会大学 成果简介: 协调谷类作物植株衰老、光合作用与同化物向籽粒转运的关系是 一个科学难题,一直未找到破解方法,严重制约作物产量的提高。研 究解决这一难题,对于阐明促进谷类作物同化物向籽粒转运和籽粒灌 浆的调控途径与机制,解决目前生产上部分稻麦品种高氮水平下茎、 鞘中同化物向籽粒转运率低,籽粒灌浆慢和充实不良等问题具有十分 重要的理论和实践意义。经过18 年系统深入研究,获得了重要创新 成果。 成果的主要内容: (一)发现植株衰老、光合作用与同化物向籽粒转运关系的协调 性受植株水分状况的调控,首创了协调这三者关系的适度土壤干旱方 法。 (二)率先探明了适度提高体内脱落酸(ABA)水平及其与乙烯、 赤霉素(GAs)比值可促进同化物转运和籽粒灌浆。 (三)首次明确了ABA 通过增强茎、鞘和籽粒中糖代谢关键酶 活性,促进同化物的装载与卸载,提高籽粒淀粉合成速率。 科学创新及其价值: (一)首创了促进同化物转运和籽粒灌浆的水分调控方法,为解
决谷类作物植株衰老与光合作用的矛盾以及既高产又节水的难题提 供了新的途径和方法。 (二)率先探明了适度提高体内 ABA 水平可以促进同化物向籽 粒转运,提高 ABA 与乙烯、赤霉素比值可以促进籽粒灌浆,为促进 谷类作物同化物转运和籽粒灌浆的生理调控开辟了新途径。 (三)首次明确了ABA 通过增强茎、鞘和籽粒中糖代谢关键酶 活性,促进稻麦同化物的装载与卸载及籽粒淀粉的合成,获得了 ABA 调控同化物转运和籽粒灌浆的新认识,为栽培调控和遗传改良提供了 新的生理生化依据。 (四)建立了促进稻麦同化物转运和籽粒灌浆的新理论。 该成果多年、多地的示范应用表明,水稻增产8~12%,灌溉水利 用效率增30~40%;小麦增产6~10%,灌溉水利用效率增20~30%, 应用前景广阔。 该成果获2017 年度国家自然科学奖二等奖。 |