9月18日，國際農(nóng)林科學(xué)主流學(xué)術(shù)刊物《Field Crops Research》（中科院一區(qū)TOP期刊，IF=5.224）在線發(fā)表了農(nóng)學(xué)院任萬軍教授課題組題為“Decreased anther dehiscence contributes to a lower fertilization rate of rice subjected to shading stress”（弱光脅迫阻礙花藥開裂進(jìn)而降低水稻受精率）的研究論文，揭示了穗后弱光脅迫導(dǎo)致水稻結(jié)實(shí)率降低的原因。

 

　　四川盆地具有“多云霧、寡日照”氣候生態(tài)特點(diǎn)，古有“蜀犬吠日”之典故，是我國最典型的弱光稻區(qū)。弱光脅迫下，水稻光合生產(chǎn)受阻，產(chǎn)量大幅降低，稻米品質(zhì)變劣，并加重了病蟲害、倒伏等次生災(zāi)害發(fā)生。四川盆地獨(dú)特的弱光環(huán)境已成為制約當(dāng)?shù)厮緝?yōu)質(zhì)高產(chǎn)的重要瓶頸問題之一。團(tuán)隊(duì)前期研究發(fā)現(xiàn)，結(jié)實(shí)率降低是穗后弱光脅迫導(dǎo)致水稻產(chǎn)量降低的主要原因。

 

　　水稻結(jié)實(shí)率主要由開花受精及籽粒灌漿充實(shí)決定。受精率低導(dǎo)致水稻空粒增多，籽粒充實(shí)不良則導(dǎo)致癟粒增多。團(tuán)隊(duì)前期研究表明，弱光脅迫下水稻籽粒灌漿受阻，穎果發(fā)育滯后，淀粉粒發(fā)育不良，導(dǎo)致癟粒增多，結(jié)實(shí)率降低。為進(jìn)一步明確弱光脅迫對水稻結(jié)實(shí)率的影響，本研究通過設(shè)置大田人工控光試驗(yàn)，研究了穗后弱光脅迫下水稻開花受精過程的變化。研究結(jié)果表明，弱光脅迫嚴(yán)重阻礙了水稻穎花授粉受精，柱頭外露減少，花藥開裂率顯著降低，柱頭接受花粉粒數(shù)顯著下降；加之弱光脅迫下花粉活性降低，柱頭花粉萌發(fā)數(shù)減少，從而顯著降低水稻穎花受精率，導(dǎo)致結(jié)實(shí)率大幅度下降。研究同時(shí)發(fā)現(xiàn)，弱光脅迫下，穗下部籽粒受精率降低幅度更大。相關(guān)結(jié)果為進(jìn)一步研究弱光脅迫對水稻產(chǎn)量的影響機(jī)制奠定了基礎(chǔ)。

 

　　論文以四川農(nóng)業(yè)大學(xué)為唯一署名單位，農(nóng)學(xué)院鄧飛老師和2021屆碩士畢業(yè)生曾玉玲為共同第一作者，任萬軍教授為通訊作者。該研究主要得到了國家自然科學(xué)基金、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃和四川省科技計(jì)劃項(xiàng)目的資助。

 

　　全文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.fcr.2021.108291