水稻化感物质作用特性的研究

在对水稻化感作用生理生化特性研究的基础上，进行了水稻叶片浸提液的GC-MS分析和相关酶的活性测定。结果表明，水稻叶片中苯丙氨酸裂解酶（PAL）和肉桂酸-4-羟化酶（CA4H）活性的大小与酚的含量密切相关，同时水稻化感作用强度与其肉桂酸含量呈正相关关系。而与其水杨酸含量呈负相关关系，因此水稻化感作用是由许多化感物质共同作用的结果。     

苗期不同化感潜力水稻根际土壤酶活性分析

为揭示化感水稻根际土壤酶活性与水稻化感潜力的关系,在前期研究的基础上,以化感水稻“P1312777”、“IAC47”、“Iguape”和非化感水稻“Lemont”为材料,测定了苗期旱作水稻根际土壤酶活性。结果表明,化感水稻抑制了根际土壤的脱氢酶、过氧化物酶、多酚氧化酶、脲酶活性、纤维素分解酶活性,提高了酸性磷酸酶、、碱性磷酸酶、蔗糖酶、过氧化氢酶活性。脲酶、多酚氧化酶活性与水稻化感潜力呈显著负相关,酸性磷酸酶、碱性磷酸酶与水稻化感潜力呈显著正相关,蛋白酶、脱氢酶活性与其他土壤酶、土壤微生物区系、水稻化感潜力间均无显著相关性。化感水稻降低根际土壤多酚氧化酶活性,有利于根际化感物质的积累,提高了酸性磷酸酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶活性,促进土壤磷、碳循环,为实现水稻化感效应奠定基础。     

水稻化感作用潜力研究初报

6个化感水稻的化感作用潜力试验结果表明，不同品种水稻的化感潜力存在差异，6个供试水稻按其对稗草生长抑制率的大小依次为“Woo Co Chin Yu”＞“Kouketsumuchi”＞“AC1423”＞“CN-15”＞“Taichung Native 1”＞“YH-1”。提高化感物质的浓度，可相应增强对稗草生长的抑制作用。试验证实，水稻对稗草的化感作用具有密度依赖效应，表现为杂草密度加大，水稻化感抑制效果降低，这与资源竞争的结果恰好相反。     

不同化感潜力水稻化感效应与产量的关系

本研究探讨了连续3年5种不同化感潜力水稻田间抑草效应、产量及其之间相互关系。结果表明,不同种植时间,不同化感潜力水稻田间种植过程中伴生杂草总生物量以非化感水稻"Lemont"最大,化感水稻"PI-1"最小。化感潜力分析结果表明,不同化感潜力水稻以化感水稻"PI-1"化感抑草潜力最强,非化感水稻"Lemont"最弱。水稻产量分析结果表明,不除草条件下,不同种植时间均以化感水稻"PI-1"产量最高,非化感水稻"Lemont"产量最低。除草条件下,依然以化感水稻"PI-1"产量最高,化感水稻"IAC47"产量最小。杂草生物量、水稻化感潜力与水稻产量的相关性分析结果表明,不同化感潜力水稻产量的大小与田间杂草生物量存在极显著负相关,与化感潜力大小存在极显著正相关。     

水稻人感作用潜力研究初报

6个化感水稻的化感作用潜力试验结果表明，不同品种水稻的化感潜力存在差异，6个供试水稻按其以对稗草生长抑制率的大小依次为“Woo Co Chin Yu”＞“Kouketsumuchi”＞“AC1423”＞“CN－15”＞“Taichung Native 1”＞ “YH－1”。提高化感物质的浓度，可相应增强对稗草生长的抑制作用。试验证实，水稻对稗草的化感作用具有密度依赖效应，表现为杂草密度加大，水稻化感抑制效果降低，这与资源竞争的结果恰好相反。     

水稻化感种质筛选的初步研究

采用砂培法和蒸馏水浸提法对300份水稻品种进行了化感作用初筛，初步发现12份品种分别对稗草或莴苣的幼根、幼苗的生长具有明显的抑制作用，约占总数的4％，主要来源于外国粳稻、籼稻及广西地方晚籼品种；一般情况下，化感物质对稗草幼苗的抑制作用明显强于其对幼根的抑制作用，而对莴苣幼苗的抑制作用则明显弱于其对幼根的抑制作用；对莴苣的化感作用强于对稗草的化感作用，所以初筛时以莴苣为检测植物可提高效率；砂培法和蒸馏水浸提法具有能快速大量测定化感种质的优点，可作为初筛的主要方法，但均需改进，以提高准确性。     

田间旱育条件下不同化感潜力水稻的抑草效应分析

研究了田间旱育条件下, 在土壤水分充足和适度干旱状态时, 化感水稻"PI312777"和非化感水稻"Lemont"的抑草效应差异.结果表明, 在两种供水状态下, 化感水稻"PI312777"对田间杂草的控制效应显著高于非化感水稻"Lemont","PI312777"对各种杂草抑制效应指数的绝对值多在0.5以上, 而"Lemont"对各种杂草抑制效应指数的绝对值则多在0.5以下.进一步分析发现, 适度干旱胁迫下"PI312777"和"Lemont"对杂草的抑制效应都有增强趋势, 且"PI312777"稻田杂草生物量的降低幅度高于"Lemont"稻田; 以与非化感水稻"Lemont"共生下的杂草生物量为对照, 化感水稻"PI312777"对稻田杂草均表现出一定的化感抑制作用, 且适度干旱胁迫诱导下化感作用强度进一步增加.此外, 水稻对不同杂草的生物干扰强度不同, 化感水稻"PI312777"对夏熟稻田阔叶杂草有较强的控制效果, 干旱胁迫诱导"PI312777"对无芒稗(Echinochloa crusgalli L.)的化感潜力明显增强.     

小麦秸秆浸提液和腐解液对水稻的化感效应

通过设置小麦秸秆浸提液和腐解液对水稻种子发芽和幼苗生长发育影响试验,明确小麦秸秆对水稻的化感效应.水稻种子萌发试验采用平板培养法,水稻生长发育试验采用砂培法.试验结果表明:与对照相比,小麦秸秆浸提液和腐解液均显著降低水稻种子的发芽指数和水稻植株生物量、叶绿素含量以及根系活力(p＜0.05),同时显著增加水稻植株丙二醛含量(p＜0.05);小麦秸秆腐解液对水稻的化感效应强于秸秆浸提液,小麦秸秆叶部浸提液对水稻的化感效应强于茎秆浸提液,小麦秸秆15d腐解液对水稻的化感效应强于7d腐解液;4种浸提液或腐解液5倍稀释后均减缓了对水稻发芽和植株生长发育的抑制作用.小麦秸秆浸提液和腐解液的总酚酸含量均较高,含量介于90.80～222 mg L-1,且总酚酸含量与水稻植株鲜重、根系活力、叶绿素以及水稻发芽指数显著负相关,而与水稻植株丙二醛含量显著正相关.小麦秸秆浸提液和腐解液均对水稻产生化感效应,其作用强度与秸秆腐解方式、秸秆不同部位及腐解时间有关,同时小麦秸秆化感效应的产生与浸提液和腐解液中的酚酸含量有关.     

化感作用在杂草控制中的应用

杂草危害农作物的生长和发育,而大量施用除草剂会造成环境污染和增加杂草抗药性。利用植物相互间化感作用控制杂草非常有效,抑草植物通过释放化感物质并与杂草竞争生存环境,进而对杂草发芽和生长产生抑制作用。轮作、耕作等措施影响植物残茬化感物质的释放,造成抑草效果不同。化感育种是解决杂草危害的最有效途径,可使植物具有对杂草抑制作用的化感性状。     

不同化感潜力水稻秧苗响应低钾的光合生理特性

本研究以化感水稻"PI312777"和非化感水稻"Lemont"为材料,采用水培方法研究低钾(5 mg K.L-1)和正常钾(40 mg K.L-1)条件下,两水稻品种的光合生理及其响应机制。结果表明,低钾条件对非化感水稻"Lemont"的根长、株高、干重有显著的抑制作用;而对化感水稻"PI312777"的根长有促进作用,对其他指标的影响较小。低钾条件下,两种水稻光合作用参数——净光合速率、胞间CO2浓度、蒸腾速率、气孔导度、气孔限制值、叶绿素含量等均下降,但非化感水稻"Lemont"下降的幅度较大,且与化感水稻"PI312777"差异显著。水稻光合作用相关酶的分析结果表明,低钾条件下核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶和乙醇酸氧化酶的活性及其基因表达强度均降低,但化感水稻"PI312777"的下降幅度显著小于非化感水稻"Lemont"。可见低钾条件下,化感水稻"PI312777"比非化感水稻"Lemont"具有更强的光合作用能力及耐营养匮乏能力。     

长雄野生稻及其后代抑草效果与化感潜力和农艺性状的关系

明确化感潜力和农艺性状对长雄野生稻(Oryza longistaminata)及其后代抑草效果的影响及相互关系,对发掘与利用野生种质资源的化感基因培育水稻化感新品种具有重要意义。本研究以化感抗稗草长雄野生稻、亚洲栽培稻‘RD23’及其杂交F1代(RD23×O.longistaminata)和F2代单株分离群体为材料,采用室内生物测定和温室盆栽试验相结合方法,研究化感潜力和农艺性状对长雄野生稻及其后代抑制稗草的影响,并探讨三者的相互关系。结果表明,室内生物测定为强化感潜力的水稻材料在盆栽条件下对稗草的密度防效、生物量防效和株高抑制作用并非总强于弱化感和无化感作用的水稻材料,但在根际距离0~3 cm时,强化感潜力水稻材料对伴生稗草的抑制效应显著强于弱化感潜力和无化感作用的水稻材料。不论供试材料化感潜力强弱,当根际距离大于3 cm时,株型高大、分蘖强的供试水稻材料在盆栽条件下对稗草的密度防效、生物量防效和株高抑制作用均显著强于株型矮小、分蘖少的材料。供试水稻材料在不同苗龄对稗草的抑制作用也存在显著差异,苗龄60 d的供试材料在根际距离0~3 cm范围内对伴生稗草的密度防效均小于苗龄30 d的对应处理组,但对伴生稗草的生物量防效和株高抑制作用则大于苗龄30 d对应处理组;之后随着距离的增加,除根际距离在3~6 cm的密度防效外,其他均无显著差异。在根际距离0~3 cm时,供试材料的化感综合效应指数(SE)与对伴生稗草的密度防效、生物量防效和株高抑制作用显著相关,但随根际距离的增加相关性逐渐减小;株高和分蘖数与稗草的密度防效不相关,与生物量防效和株高抑制作用存在一定的相关性。研究结果显示,长雄野生稻及其后代田间抑草效果与化感潜力、苗龄、株高和分蘖数等因素相关,在根际距离0~3 cm时,化感作用在苗龄30 d的强化感潜力水稻材料的抑草效应中起主要作用。     

森林植物他感作用研究进展

阐述了具有他感作用的森林植物种类,他感物质释放方式、种类及作用机理,影响他感作用效果的因素等研究现状以及森林植物他感作用生态学意义及发展方向     

田间旱育条件下不同化感潜力水稻根际土壤酚酸类和萜类物质分析

酚酸类和萜类是水稻化感作用研究中研究较多、争议较大的2大类化感物质,但目前有关水稻根系分泌物的研究多在实验室条件下进行。本文以国际公认的强化感水稻‘PI312777’和弱化感水稻‘Lemont’为材料,以未种植水稻的土壤为对照,研究了其在田间旱育条件下,不同土壤水分状态(旱地和湿地)时,根际土壤酚酸类和萜类物质的差异。结果表明,不同水分条件下不同化感潜力水稻品种和对照根际土壤中酚酸类物质和萜类物质的组成较为相似,但各物质含量存在一定差异。适度旱胁迫下,各处理根际土壤中所检测到的咖啡酸、对羟基苯甲酸、香草酸、阿魏酸和肉桂酸5种酚酸类物质及总量均有提高,其中强化感水稻‘PI312777’根际土壤中5种酚酸类物质提高最显著,比CK湿地处理提高2.84倍;在各处理根际土壤共检测到的27种萜类物质中,17种是含氧单萜;干旱胁迫导致各处理根际土壤单萜烯、含氧单萜、含氧倍半萜和总萜变化程度和变化趋势不同,单萜烯相对含量在强化感水稻‘PI312777’根际土壤中明显提高,而在弱化感水稻‘Lemont’和对照根际土壤中则降低。本文在此基础上讨论了由此导致2种水稻田间化感抑草效果差异的原因与机制。     

作物化感作用研究现状及前景展望

作物化感作用研究是一个相对较新的研究方向，尽管2000年前就有关于植物间克生现象的描述，化感作用在农业生产实践中的应用很有潜力，从化感作用的概念着手总结了近20年来的研究成果，包括化感作用物质研究，作用机制研究，种质资源，生物检测方法和遗传特性研究等，并阐明了作物化感作用的研究意义，研究存在困难以及应用途径与前景。     

化感作用在设施黄瓜连作中的应用研究

简述了设施黄瓜栽培中化感作用的研究现状、化感物质的作用方式、途径、机理及其与设施生态系统环境的相互作用关系,概括了化感作用在黄瓜设施栽培中的意义并分析其发展前景。     

Biochemical basis for wheat seedling allelopathy on the suppression of annual ryegrass (Lolium rigidum)

The chemical basis for wheat seedling allelopathy on the growth of annual ryegrass was investigated by the identification and quantification of multiple allelochemicals from wheat seedlings. Results indicated that 58 wheat accessions differed significantly in seedling allelopathy and inhibited the root growth of ryegrass from 10 to 91%, depending on accession. Analysis of allelochemicals by GC/MS/MS indicated that allelopathy was significantly correlated with the levels of measured allelochemicals in the shoots and roots of young wheat seedlings. Ryegrass root growth was also negatively correlated with the levels of p-hydroxybenzoic, vanillic, and trans-ferulic acids in root exudates. Wheat allelopathic potential was negatively correlated with the levels of the eight known allelochemicals quantified in the shoots, roots, and water-agar medium, with multiple regression coefficients (r) of -0.61, -0.71, and -0.71, respectively. In comparison with weakly allelopathic accessions, strongly allelopathic accessions produced significantly higher amounts of allelochemicals in the shoots and roots of the wheat seedlings and also exuded larger quantities of allelochemicals into the growth medium. Wheat accessions with strong seedling allelopathy might be useful for management of weeds during the establishment stage, thereby reducing the need for commercial herbicides in early-season application.     

麦类作物化感作用及其分子生态学研究

本文综述了近年来国际上研究麦类作物化感作用的新进展,着重介绍了小麦和大麦的化感作用种质资源的筛选与评价。在此基础上运用现代分子生物标记技术ISSR,分析了麦类化感作用的遗传多样性,并进一步阐明了小麦和大麦化感物质的研究现状。最后根据当前植物化感作用研究的发展趋势,提出化感作用基因表达与信号调控的分子生态学及根际生物学过程是未来麦类作物化感作用的重点领域。     

植物根分泌的化感物质及其在土壤中的环境行为

植物根系是化感物质进入土壤的重要通道。根系分泌物中含有大量具有化感活性的物质,其中以小分子的酚、酸最为常见,这些物质对植物自身及植物根际微生物和土壤酶具有广泛影响,一度成为化感研究的重要内容。自然状态下根系分泌化感物质的活性效应与植物根系分泌化感物质的强度和累积、化感物质本身的特性以及土壤对化感物质的吸附和降解能力有关。因此,研究化感物质在土壤中的迁移、吸附-解吸附、降解等环境行为是揭示化感物质累积机制的重要工作,应该成为化感研究的重要内容,在今后的研究中应给予充分重视。