土壤微生物对长雄野生稻及其化感潜力后代抑草作用的影响

明确土壤微生物对化感作物田间抑草作用的影响及其机制,对农田杂草绿色防控具有重要意义。长雄野生稻(Oryzalongistaminata)是培育化感水稻的优良抗原,然而目前尚不清楚土壤微生物对该野生稻及其后代化感抑草作用的影响。本试验以非化感亚洲栽培稻(RD23)作为参照,通过温室盆栽试验对比研究了土壤微生物对长雄野生稻及其中化感潜力后代(RL169)的抑草效应,并分析了与其共培稗草的根际土壤微生物群落结构特征和对稗草养分吸收与利用的影响。结果表明:1)土壤微生物显著增强了长雄野生稻及其化感后代(RL169)的抑草效应(P<0.05),而对非化感亚洲栽培稻(RD23)则无明显影响;方差分析表明,土壤微生物、根系分泌物和不同化感潜力水稻互作(土壤微生物×根系分泌物×不同化感潜力水稻)对稗草的株高、根长和生物量具有显著影响(P<0.05)。2)长雄野生稻及其化感后代(RL169)改变了稗草根际土壤微生物的群落结构,降低了稗草根际土壤细菌的多样性水平和丰富度,与其共培稗草的根际细菌在科、属和种水平的数量显著低于非化感亚洲栽培稻(RD23)处理组(P<0.05)。3)长雄野生稻...     

化感水稻不育系‘化57S’田间抑制稗草能力表现评价

评价化感水稻不育系‘化57S’田间抑制稗草能力及稳定性表现及探究其在育种上的研究利用前景。以‘PI312777’和‘化感稻3号’为对照,分3期播种,对5个抑草性状及其稳定性表现进行分析。‘化57S’在3个播期中均表现出良好的抑制稗草能力,其灌浆期抑草率3个播期平均值介于对照‘PI312777’和‘化感稻3号’之间,且差异不显著,其余4个抑草性状在3个播期也均与对照差异不显著;‘化57S’灌浆期抑草率、稗草平均株高和稗草单株干物重3个抑草性状的稳定性均优于2个对照,其中灌浆期抑草率稳定性最好,变异系数仅为4.51%,可作为初步评价‘化57S’化感潜力的一个指标;相关性分析表明,化感作用和竞争作用共同决定化感稻田间整体抑草效果,化感作用主要是抑制稗草萌发,竞争作用既抑制影响稗草存活率又抑制存活稗草的生物量积累、但两者之间相关不明显。化感水稻不育系‘化57S’是一个田间抑制稗草能力较好且部分抑草性状稳定性好的化感稻材料,初步显示出具有良好的研究利用前景。     

2种种植方式下不同化感杂交稻组合和新品系对稗草的抑制作用

以美国强化感稻‘PI312777’为对照,比较不同化感杂交稻组合和新品系抑制稗草能力的田间表现,探索利用水稻化感作用的有效方法。采用移栽和直播2种水稻种植方式,对水稻封行前抑草率、竞争抑草率、灌浆期抑草率、伴生稗草平均株高和稗草单株干物重进行调查分析。化感稻移栽条件下对于稗草株高和干物重的抑制效果优于直播条件;直播条件下化感稻的化感抑草率大于移栽条件下,且变异系数较小,可见直播方式更利于化感稻种植;环境条件是化感稻抑草作用发挥的重要影响因子,其中竞争抑草率受环境的影响较大,化感作用表现相对稳定;相关分析表明化感稻的抑草作用并未对存活稗草的地上部分生长量有明显影响,增强化感稻的化感作用,能有效抑制田间稗草的萌发。实验结果显示了化感稻是更适于直播种植的材料,在生产上具有良好的应用前景。     

稗稻相争的“秘密武器”可为水稻育种服务

正近日,浙江大学农学院樊龙江教授团队对田间头号杂草——稗草进行了全基因组测序和水稻化感互作实验,找到了稗草与水稻相争的"秘密武器"。研究发现,稗草能分泌一种叫丁布的次生代谢产物,为稗草独有,可明显抑制水稻生长。研究找到了能合成丁布的3个基因簇。与水稻混种时,该基因簇会快速启动"制造"丁布。不倚仗除草剂,水稻绝对斗不过稗草。并且水稻属于C3植物,稗草是典型的     

假臭草对南方几种常见杂草化感作用的盆栽试验研究

本研究以假臭草为化感物质供体, 飞机草(Eupatorium odoratum L.)、巴西含羞草(Mimosa pudica L.)、稗草(Echinochloa crusgalli (L.)Beauv)、三叶鬼针草(Bidens pilosa L.)和茼麻(Abutilon theophrasti Medic)种子为受体做盆栽试验, 测定杂草种子发芽率、株高、地上生物量和地下生物量,探讨假臭草作为绿肥时对几种常见大田草的抑草作用。研究结果表明,假臭草对杂草种子发芽具有很强的抑制作用,特别是稗草和飞机草,在较低（0.005 kg/ kg、0.010 kg/ kg）施肥水平即可完全抑制其萌发;假臭草对杂草植株的抑制作用相对较小,甚至还会促进某些杂草的生长。因此,在利用假臭草的化感作用控制杂草时,应在杂草萌发前进行控制,而且控制对象应该是对化感作用敏感的杂草。     

旱直播稻田杂草发生特点及防除方法

<正>旱直播稻田杂草发生种类多、数量大,易形成草荒,现将旱直播稻田杂草发生特点和防除技术介绍如下。杂草发生特点(1)杂草种类。随着旱直播年限的增加,田间草相越来越复杂。(2)出草特点。田间以稗草的竞争力最强,其次是异型莎草、耳叶水苋、野荸荠;千金子在以上杂草存在时,竞争优势不明显,在没有稗草和莎草存在时,分蘖力很强,生长迅速,危害极大;其他中下层杂草在数量上和生长量上竞争力均表现很弱。     

水氮互作对水稻氮磷钾吸收、转运及分配的影响

以杂交稻冈优527为材料,设"淹水灌溉"(W1)、"前期湿润灌溉+孕穗期浅水灌溉+抽穗至成熟期干湿交替灌溉"(W2)和"旱种"(W3)3种灌水及不同的施氮量处理,研究对水稻氮、磷、钾吸收、转运及分配的影响,并探讨各养分间及其与产量间的关系。结果表明,水与氮对水稻主要生育期氮、磷、钾的累积、转运、分配及产量均存在显著的互作作用,水氮互作下各生育期氮、磷、钾吸收、转运及其与产量间均有显著或极显著的正相关,且抽穗前期氮、磷的累积以及分蘖盛期对钾的吸收状况与产量呈极显著正相关。结合产量与稻株氮、磷、钾吸收及转运关系间的表现,W2灌溉方式与施氮量为180kghm-2组合是本试验最佳的水氮耦合运筹方式,淹灌条件下,施氮量以180kghm-2为宜,旱种条件下,施氮量可适当降至90～180kghm-2。     

野生稻和非洲栽培稻抗稗草种质资源筛选和评价

以盆栽试验对20份野生稻和５份非洲栽培稻材料的稗草出苗率、距离稻株不同范围播种的稗草株高和干重的抑制效果进行评价,并通过聚类分析和方差分析,将其划分为6类。再以稻叶水提液培养稗草,依其发芽抑制率、芽长抑制率、根长抑制率和发芽指数,再次聚类并划分为5类。盆栽和浸提液试验中效果均好的3份野生稻S37、S68、S72和     

干湿交替灌溉耦合施氮量对水稻籽粒灌浆生理和根系生理的影响

干湿交替灌溉耦合施氮量对水稻根系生长和产量形成有重要影响,但其对籽粒灌浆生理的影响,以及与根系生理的关系尚不明确。为探讨干湿交替灌溉和施氮量对水稻籽粒灌浆、籽粒淀粉合成相关酶活性和激素含量变化及其根系生理的影响,以超级稻品种南粳9108为材料,大田种植,设置常规灌溉(conventional irrigation, CI)和干湿交替灌溉(alternate wetting and drying, AWD)2种灌溉方式及5个施氮水平,全生育期不施氮肥(0N)、全生育期施氮肥90 kg hm^-2(90N)、全生育期施氮肥180 kg hm^-2(180N)、全生育期施氮肥270 kg hm^-2(270N)和全生育期施氮肥360 kg hm^-2(360N)。结果表明:灌溉方式与施氮量存在显著的互作效应,干湿交替灌溉增加了南粳9108籽粒最大灌浆速率和平均灌浆速率,提高了籽粒中蔗糖合成酶、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶、淀粉合成酶、淀粉分枝酶的活性和玉米素+玉米素核苷、3-吲哚乙酸、脱落酸的含量,增加了花后根系氧...     

20%烟嘧磺隆可分散油悬浮剂对玉米田一年生杂草的防除效果研究

为进一步明确烟嘧磺隆可分散油悬浮剂对玉米田一年生杂草的防治效果,达到合理使用的目的,通过田间试验研究20%烟嘧磺隆可分散油悬浮剂对防除玉米田一年生杂草的效果,和在杂草防除后对杂草氮、磷、钾及水分累积的影响。结果表明,施用20%烟嘧磺隆可分散油悬浮剂防除玉米田一年生杂草效果十分显著,对防治稗草、马唐、旱莲草、马齿苋等一年生杂草均具有很好的效果,总草鲜重防效可达79.70%~93.23%。防除降低了杂草在玉米田间对水分和氮、磷、钾的消耗,在一定程度上改善了玉米田间的水肥条件。在20%烟嘧磺隆可分散油悬浮剂处理后,玉米产量达到7436.29 ~7791.29 kg/hm²,增产效果显著,相较于空白对照产量增加20.89%~26.66%。研究认为,20%烟嘧磺隆可分散油悬浮剂防控玉米田一年生杂草具有十分广阔的应用前景,推荐剂量为每公顷使用有效成分45~60 g。     

从化感水稻根际土壤中筛选抑草细菌的研究

从化感水稻PI312777根际土壤中筛选具有抑草作用的细菌,为开发抑草微生物资源提供科学依据。以稀释涂布平板法筛选菌株,以莴苣、稗草为受体,实验室生物测试和盆栽试验相结合,确定候选菌株的抑草活性。实验室生物测试结果表明,有2个菌株Z1和Z2的发酵液对莴苣具有强抑制作用,且对稗草根长的抑制率为50%~60%,株高的抑制率为40%~50%。盆栽试验结果表明,Z1和Z2的发酵液对稗草根长的抑制率分别为28.1%和27.0%,株高的抑制率分别为8.85%和4.48%。菌株发酵液对3种水稻的根长有促进作用,对株高没有影响或小的抑制作用（抑制率3%）。结果表明水稻化感抑草作用与根际微生物有关,暗示从化感水稻根际土壤中筛选抑草细菌是一个可行的思路。     

Herbicidal Potential and Quantification of Suspected Allelochemicals from Four Grass Crop Extracts

Unknown compounds in crop plants are inhibitory to seed germination and early seedling growth of weed plants. A Petri dish assay showed that barley (Hordeum vulgare L.), oats (Avena sativa L.), rice (Oryza sativa L.) and wheat (Triticum aestivum L.) extracts significantly reduced root growth of alfalfa (Medicago sativa L.), barnyard grass (Echinochloa crus‐galli, Beauv. var. oryzicola Ohwi.) and eclipta (Eclipta prostrata L.). As the concentration of crop extracts increased, root growth of the test plants were significantly reduced. A high‐performance liquid chromatography analysis with nine standard phenolic compounds showed that the concentrations and compositions of allelopathic compounds depend on the extracted plant extracts. Caffeic acid, hydro‐cinnamic acid, ferulic acid, m‐coumaric acid, p‐coumaric acid and coumarin were present in all the crop plant species, and hydro‐cinnamic acid were detected as the highest amount. Coumarin at 10^?3 m significantly inhibited root growth of alfalfa and barnyard grass more than that of eclipta. The research suggests that extracts of barley, oats, rice and wheat have an allelopathic effect on alfalfa, barnyard grass and eclipta and that the findings of bioassay were considerably correlated with the type and amount of causative allelochemicals, indicating that the allelopathic effects on three test plants were ranked in order of wheat (highest), barley, rice and oats (lowest). The results may have value in enabling weed control based on natural plant extracts or crop residues in the fields.     

不同水分条件下缓/控释氮肥对水稻干物质量和氮素吸收、运转及分配的影响

为探究缓/控释肥在不同水分条件下提高氮素利用率及增产机制。本研究以杂交中稻F优498为试验材料,在180 kg hm^-2施氮量基础上,采用两因素裂区设计: 主区设控灌、干湿交替灌溉、传统灌水灌溉3种水分管理方式,副区设尿素一道清、尿素常规运筹、硫包膜缓释肥、树脂包膜控释肥4种氮肥种类,研究缓/控释肥和水分管理方式对水稻干物质量和氮素吸收、运转、分配和产量的影响及其互作效应。结果表明, 缓/控释肥和水分管理方式对水稻主要生育期干物质量和氮吸收、转运、分配及产量具显著影响及互作效应,产量构成因素与氮素在结实期转运总量及其分配呈显著正相关。干湿交替灌溉和缓/控释肥均能提高干物质量、氮素吸收及产量并表现出显著互作效应,施用缓/控释肥氮素表观利用率达42%~53%,相较于尿素一道清和传统的尿素常规运筹,氮肥偏生产力提高6%~23%,氮素农学利用率提高26%~71%,增产8%~19%。控灌条件下,缓/控释肥处理氮素有效性高,保证足穗、促进重穗;干湿交替灌溉条件下缓/控释肥处理能保持氮素的高效释放,有利于高产群体的形成,从而提高稻株氮素积累、协调氮素分配;淹水灌溉条件下,缓/控释肥处理无效分蘖减少,氮素入渗、淋溶降低,成穗率提高。综合产量与氮素吸收、运转的表现,干湿交替灌溉条件下施用缓控释肥为本试验最佳处理,能有效提高氮素利用率,促进高产形成。     

Improving crop competitive ability using allelopathy — an example from rice

The objective of this paper is to review the possibilities for using allelopathy to improve overall crop competitive ability against weeds, using rice, Oryza sativa, as an example. Laboratory, greenhouse and field screenings for allelopathy and overall weed suppression in rice have been made and allelopathic rice germplasm has been identified in laboratory and greenhouse screening. Field experiments revealed that allelopathy accounted for 34% of overall competitive ability in rice. For strongly allelopathic cultivars, allelopathy was the dominant factor determining competitive ability. Based on the results of the screenings, recombinant inbred line populations were developed for identification of quantitative trait loci (QTL) controlling allelopathy. Populations of recombinant inbred lines (RILs) were derived through single‐seed descent from crosses between varieties with contrasting behaviour and QTL controlling allelopathy were identified. For rice and most probably also for other cereal crops, the findings presented can explain the limited success in previous breeding programmes for weed competition, as allelopathy has never before been acknowledged as an important factor. The findings in allelopathy indicate that it is possible to improve allelopathy in rice using marker‐assisted selection. Optimizing allelopathy in combination with breeding for competitive plant types could result in crop cultivars with superior weed‐suppressive ability.     

多年生长雄蕊野生稻感光性的遗传分析

非洲的长雄蕊野生稻(Oryza longistaminata)具有多年生、抗病、抗虫、耐寒、耐旱等优良特性,可用于栽培稻的遗传改良。但其感光性强,长日照下不抽穗。为了在分子标记辅助育种过程中排除不需要的强感光性,须先找到长雄蕊野生稻中控制感光性的QTL。感光性是指水稻受日照长短的影响而改变其抽穗期的特性。抽穗期作为水稻重要的农艺性状,与产量有着密切的联系。本研究以长雄蕊野生稻(Oryza longistaminata)为父本,栽培稻巴利拉(Balilla)为母本杂交构建的F2群体为研究材料。对F2群体的抽穗期性状进行QTL定位分析,共得到6个控制水稻抽穗期的QTL,这些QTL分别位于第2号、第4号、第8号和第9号染色体上。在两年长日照下的F2群体中都检测到第8号染色体上的qDTH-8-1位点,但短日照下未检测到该位点,说明其跟感光性相关。qDTH-8-1是一个主效位点,对抽穗期表型贡献率最大,其中包含已被克隆的DTH8/GHD8基因。此外,我们还检测到另外4个已被定位但未被克隆的位点qDTH-4-1、qDTH-8-2、qDTH-9-1和q DTH-9-2,他们在本群体中的效应不大。结果表明,长雄蕊野生稻的感光性主要由qDTH-8-1控制,育种后代中要注意检测该位点的基因型。通过检测长雄蕊野生稻中的抽穗期QTL并进一步克隆到基因,这有助于深入了解野生稻强感光性的遗传机理,为水稻品种改良提供基因资源。     

不同小麦品种对节节麦的化感作用

本文采用培养皿琼脂共培法,通过研究不同小麦品种对节节麦根长、芽长、根干重、芽干重等生长指标的影响,评价不同小麦品种对节节麦的化感作用差异,以期筛选出对节节麦化感作用较强的小麦品种,为节节麦综合防治提供潜在可行途径。研究结果表明,在测定的46个小麦品种中,不同小麦品种对节节麦根长、芽长、根干重、芽干重的化感作用均存在显著差异;且小麦对节节麦根的化感作用大于对芽的化感作用。以RI值作为化感作用指标,并运用聚类分析,将46个小麦品种按化感能力的强弱分为强、中、弱3个类群,筛选出‘山农15’、‘济麦23’、‘泰科麦30’、‘FC009’、‘良星66’、‘众信7503’等6个品种对节节麦具有较强化感作用。     

OsMYB调控化感水稻酚酸类物质合成及其抑草作用

基因表达调控是水稻化感作用形成的重要基础。本研究对化感水稻PI312777(Oryza sativa L.)的Os MYB(CT829537)基因分别进行过表达(overexpression,OE)和RNA干扰(RNAi),再与稗草(Echinochloa crusgalli,BYG)共培养,以野生型PI312777为对照。结果发现,与稗草共培养下CT829537-OEPI312777的酚类代谢关键酶基因表达上调,根系及其水培液中的总酚酸浓度增加,抑草能力增强;相同处理下CT829537-RNAi PI312777则相反,其酚类代谢关键酶基因较野生型植株表达下调,总酚酸浓度降低,抑草能力下降。这表明Os MYB(CT829537)通过调节化感水稻的酚酸类物质合成进而影响其抑草能力。     

化感水稻抑草作用的根际生物学特性与研究展望

当前水稻化感作用研究主要集中在其遗传生理与分子生态特性和水稻化感物质的分离鉴定及其抑草作用的根际生物学过程与机制两方面。水稻化感作用是个可遗传的数量性状,控制该性状的QTL主要定位在第2、第3、第8、第9、第10染色体上,并存在显著的QTL上位性作用及其与环境的互作效应,但未见控制化感作用性状的QTL遗传信息与何种化感物质的产生紧密相关的研究报道。从现有水稻化感物质的分离鉴定结果看,水稻化感物质可分为三大类,即酚酸类、萜类和黄酮类物质。这三类物质对靶标植物(稗草)均有抑制作用,但酚酸类物质起化感抑草作用的有效浓度较另两类物质的高,且从土壤中检测到的浓度比室内测定的化感抑草作用有效浓度低得多。因此,酚酸类物质是否是一类化感物质经常遭到一些学者的质疑。然而,也有研究结果表明,逆境引起的水稻化感作用潜力增强与其合成酚酸类物质的基因表达增强以及所合成的该类物质分泌释放到根际土壤中的量增多有关。当抑制化感水稻的PAL-2-1基因表达后,其酚酸类物质含量降低,根际微生物数量也随之减少,其中黏细菌属的细菌丰度明显降低,化感抑草效果下降,因而认为在田间条件下化感水稻PAL-2-1基因调控其酚酸类物质合成,经根系分泌进入根际土壤后引起根际特异微生物的趋化性聚集,在这一过程中,释放的根系分泌物可能被土壤中存在的多样性微生物所降解,从而降低其在土壤中的浓度,但正是通过土壤微生物的降解与转化作用,引发了化感物质与根际微生物的藕合效应,并由此产生了水稻化感抑草现象。因此,深入研究这一根际生物学过程对于最终揭示水稻化感作用机理有着极其重要的理论与实际意义。