水稻化感材料的抑草作用及其机制

 水稻化感材料PI312777和化感1号在田间能显著地抑制杂草,而且其抑草作用与栽培方式相关,抛秧和移栽方式对杂草的抑制作用明显地优于直播。结果表明,PI312777和化感1号植株产生和释放的化感物质(多酚、黄酮和羟基肟酸)显著高于非化感品种华粳籼1号,而且在6叶期植株中的化感物质含量达最大值。这种不同水稻材料植株在不同生育期产生并释放化感物质量的差异是导致它们在田间抑草效应强弱的重要原因之一。进一步研究发现,PI312777植株由地上部分合成化感物质后经根部分泌到环境中,根组织并不产生化感物质,且稗草能诱导     

稗草浸提液诱导水稻化感抑草作用研究

为了探究稗草中是否存在能诱导水稻化感抑草作用的物质,采用稗草种子浸提液、稗草组织浸提液和稗草种植液3种溶液为诱导物,添加到化感水稻PI312777和非化感水稻Lemont的培养液中种植,然后对诱导后的水稻叶片水浸提液进行生物测试。结果表明:3种溶液中,以稗草种植液对水稻的抑草作用诱导效果最好,化感水稻PI31277、叶片水浸提液对稗草生长有抑制作用。与未诱导处理相比,稗草根长、株高和干物质重分别减少0.85cm、0.56cm和0.0060g,非化感水稻lemont分别减少0.69cm、0.68cm和0.0079g。研究结果还表明添加稗草诱导液后,对2种水稻的根长和株高都有所促进。由此得出采用外源诱导方式提高水稻抑草作用是稻田除草可行的新思路。     

苦丁茶化感作用现象研究

研究了苦丁茶叶片水抽提液，根系分泌液对茶树等６种受体植物的种子萌发及其幼苗生长的影响，结果表明，苦丁茶叶片水抽提液，根系分泌物均含有化感物质，并在一定浓度范围内能抑制参度受体种子的萌发及其幼苗的生长，土壤能积累苦丁茶的化感物质，当累积到一定浓度时对茶树及其它植物发生化感抑制作用。     

作物化感品种资源的评价利用

 具有抗草性能的化感特性广泛存在于众多的作物品种中 ,作物的化感作用与作物品种显著相关 ,作物品种间化感潜力的差异是不同品种产生和释放化感作用物质的种类和浓度差异造成的 ,作物化感品种资源的评价利用对实现农业的可持续发展具有重要意义。从作物众多品种资源中评价筛选少数具有化感特性材料是作物抗草新品种取得突破的关键 ,建立快速有效的作物品种及单植株化感潜力的评价方法 ,尤其是利用现代色谱技术 ,以作物产生的特征化感分子为标记可以快速有效地评价作物品种和单植株的化感潜力。进一步利用传统杂交和现代分子育种技术可以将作物化感特性导入相应的商业品种中 ,培育具有抗草和高产优质及相关优良农艺特征作物新品种。最近 ,主要粮食作物水稻和小麦化感商业品种的选育已取得进展。     

火柴头根系分泌物的化感效应

在农田生态系统中,作物晚发弱苗的部分原因是杂草向作物生长周围环境释放化感物质。本研究以疏水性根渗出液连续收集法 (CRETS)收集火柴头根系分泌物,在室内采用培养皿滤纸和砂培法分别研究了火柴头根系分泌物对4种常见农作物种子萌发、幼苗生长的化感作用。结果表明：火柴头根系分泌物对高粱、玉米、绿豆和油菜具有不同程度的化感效应,化感效应响应强度由强到弱的顺序为：油菜>玉米>绿豆>高粱。对种子萌发和幼苗生长也存在明显的浓度效应,总体上呈现出低浓度(≤0.025 g·mL-1)促进,高浓度(≥0.050 g·mL-1)抑制的现象,且随着处理浓度的增加抑制作用逐渐增强。     

PI312777抗原水稻新品系化感潜力的田间评价及产量比较

 通过对119个F10代以上的PI312777抗原化感水稻新品系进行田间化感作用评价和产量比较发现：化感水稻新品系早季的总体抑草效果较差,晚季的总体抑草效果较好,与 PI312777相似,表现出化感作用的不稳定性。但是,在119个新品系已发现11个品系早晚季抑草率比值大于09,其化感作用的不仅稳定性好且化感作用较强。早晚季产量平均值有化感稻36,化感稻75,化感稻52共3个品系高于对照,基本达到生产应用的水平。故以PI312777为抗源选育实用化感稻新品种是可行的。     

化感水稻苗期茎叶组织中萜类物质检测和抑草活性分析

采用稻稗抑草圈土壤盆栽种植方法,微波萃取和气质联用色谱技术测定苗期强化感水稻PI312777与非化感水稻Lemont的茎、叶中萜种类及总萜、单萜、含氧单萜浓度,并进行比较分析.根据物质分析结果,进一步考察含氧萜类对稗草的抑制能力.结果表明:化感水稻PI312777显著抑制其周围稗草的生长,且其苗期茎叶中总萜、单萜以及含氧单萜含量均高于非化感水稻Lemont.验证结果表明,所选择的7种含氧单萜的混合溶液对稗草的株高和干重的抑制作用随着浓度的增高而升高,且低浓度的含氧单萜混合溶液对常规水稻Ⅱ优航无危害作用,因此化感水稻苗期自然分泌的含氧单萜物质是一种潜在的生态安全除草剂.     

化感水稻抑草率的动态变化研究

[目的]明确不同条件下不同品种化感水稻抑草率的动态变化。[方法]分别在大田及盘栽2种条件下,使用直播与移栽2种种植方式,对水稻抑草新品种化感稻3号、培杂软香、粳籼89及PI312777的抑草率进行研究。[结果]总体抑草效果培杂软香最好,粳籼89最差,PI312777略好于化感稻3号;盘栽时的抑草效果各时期均好于大田植;前期(前3次)移栽水稻抑草率效果明显差于直播水稻,但最终抑草率效果会发生逆转。[结论]研究结果为科学利用化感稻3号和培杂软香2个化感稻奠定了基础。     

野菊根系分泌物的鉴定及其对三种植物的化感效应

利用GC-MS,比对植物体茎叶、根系分泌物、植物根际土壤3个醇提取物中共有成分,以确定出野菊(Chrysanthemum indicum)根系分泌物所产生的主效化感物质。在此基础上,应用外源法测定2,4-二叔丁基苯酚、邻苯二甲酸二乙酯在4个不同浓度下对油菜(Brassica napus L.)、生菜(Lactuca sativa var.ramosa Hort.)、莴苣(L.sativa L.)3种化感敏感植物种子萌发及幼苗生长的影响。结果表明,野菊根系分泌的主要化感物质有2,4-二叔丁基苯酚和邻苯二甲酸二乙酯,且2,4-二叔丁基苯酚对3种植物的抑制作用随着浓度的增加而增强;邻苯二甲酸二乙酯在0.05 mmol/L浓度下对油菜有明显的促进作用,在0.05 mmol/L和0.10 mmol/L浓度时,对生菜鲜重、莴苣和油菜胚根生长具有促进作用。     

水稻对稗草化感作用的生物测定

通过云南地方稻黄壳糯、紫糯及野生稻S72,S37等抗稗草效果与化感水稻品种AC1423(国际水稻所)、P1312777(美国农业部水稻研究所)进行比较,盆栽试验和植株浸提液生物测定结果与丁草胺比较,结果表明采用除草剂进行参照可较好地排除水稻对杂草化感作用研究中的竞争作用。化感水稻及野生稻,盆栽试验中施用除草剂丁草胺175g／hm^2后,化感作用受到抑制;150mL蒸馏水提取25g新鲜叶片的水提液培养稗草,加入200mg／L丁草胺溶液后,对稗草根抑制效果表现显著的增效作用,尤其对芽明显。     

辣椒根系分泌物化感作用的研究

根系分泌物是引起连作障碍的重要原因之一,研究了辣椒根系分泌物对自身的化感作用及根系分泌物中有机化合物种类。根系分泌物为水培获得,处理采用盆栽,有机化合物利用气质联用仪(GC-MS)测定。结果表明:根系分泌物中的化感物质,对辣椒幼苗生长有抑制作用,对生理有非常明显的伤害作用。这种作用随根系分泌物处理的含量增加、处理时间延长而加强。根系分泌物处理后,辣椒的根、茎、叶均受到影响,其中根鲜重受到的抑制作用最大,辣椒根系活力、抗氧化的保护酶(SOD,POD,CAT)活性明显下降,逆境生理指标丙二醛(MDA)生成量和相对电导率值明显增大。辣椒根系分泌物对辣椒有自毒作用。辣椒根系分泌物的化感物质共有24种。     

不同环境因子对紫茎泽兰根系分泌物化感作用的影响?

以紫茎泽兰为供试材料,采用生测的方法,研究了不同环境条件下根系分泌物的化感作用,同时以没有处理的苗期的紫茎泽兰为对照,采用循环法和气质色谱联用技术,收集并分析了紫茎泽兰根系分泌物的组分和含量,探讨苗期紫茎泽兰不同环境条件下根系分泌物的差异。实验结果表明:自然条件和1000mg/kg浓度下,根系分泌物对旱稻的化感作用不明显,经蚜虫取食和农药处理的处理后,紫茎泽兰的化感作用会显著增强。GC-MS鉴定结果显示,物理损伤、农药处理和昆虫取食条件下,紫茎泽兰的根系分泌物主要化学物质种类组成相似,以酮类和酯类为主,主要化学物质含量具有差异性,主要化学物质含量的改变可能也是化感作用改变的原因。     

南美蟛蜞菊根系分泌物中2种化学物质的化感潜力

采用水培法收集南美蟛蜞菊(Wedelia trilobata)根系分泌物,GC-MS分析鉴定得出其根系分泌物中存在邻苯二甲酸二异丁酯、硬脂酸甲酯、棕榈酸甲酯和邻苯二甲酸二异辛酯。采用不同质量浓度硬脂酸甲酯和棕榈酸甲酯对玉米、黄豆、黄瓜、水稻4种农作物种子进行处理,以探究硬脂酸甲酯和棕榈酸甲酯对4种农作物种子萌发和幼苗生长的影响,进而分析这2种物质的化感潜力。结果表明,质量浓度为0~2 000mg/L时,这2种物质均呈现出不同程度的化感作用,均可在一定程度上抑制玉米、黄豆、黄瓜、水稻的发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数。其中,硬脂酸甲酯对黄豆的胚根、胚芽的生长无显著的影响,但对玉米、黄瓜、水稻的胚根、胚芽的生长均有显著的抑制作用;棕榈酸甲酯对这4种作物胚根、胚芽的生长均有显著的抑制作用。     

大蒜根系分泌物化感作用及化感物质的比较

【目的】利用生物测定和GC-MS分析方法,研究大蒜根系分泌物的化感作用及化感物质。【方法】采用琼脂培和砂培2种栽培方式收集大蒜根系分泌物,分别采用乙醚、乙酸乙酯、三氯甲烷和正丁醇4种有机溶剂进行萃取分离,对各有机溶剂萃取液进行萝卜种子发芽试验,确定出强化感作用组分,并对其成分进行GC-MS分析。【结果】各有机溶剂萃取液的化感作用强弱顺序依次为：乙酸乙酯萃取液>三氯甲烷萃取液>正丁醇和乙醚萃取液,初步确定大蒜根系分泌物中的化感物质为2,6-二异丙基苯酚、2,6-二叔丁基对甲酚和二烯丙基二硫醚。【结论】2种栽培方式收集的大蒜根系分泌物的乙酸乙酯组分中的成分相似,但在含量上差异较大,表现为砂培>琼脂培。     

柠檬桉的他感作用研究

研究了柠檬桉脱落树皮和叶片水抽提物、根系分必物、叶片挥发物对受体萝卜发芽的他感作用，结果表明，柠檬桉脱皮和叶片水抽提物、根系分泌物、叶片挥发物都含有抑制物质；在年周期中柠檬桉的他感作用与降雨量有明显的负相关；马唐等９种参试受体植物对柠檬桉中的抑制物质有不同的敏感性；水抽提液中的抑制物质不易在土壤中滞留且对受体植物的作用效果是暂时的，而挥发性中的抑制物质在土壤中滞留时间较长而且受体植物受其作用后难以恢复生长。     

Research on the development of weed-suppressing rice varieties

This study was conducted to develop weed-suppressing rice varieties in a weed-suppressing nursery by specific secondary metabolite markers of allelopathic potential. Weed-suppressing rice variety Feng-Hua-Zhan was screened out by a specific secondary metabolite marker of allelopathic potential. Weed-suppressing rice No.1, a new rice line with good quality, was also developed using this method. The genetic backgrounds and research directions of weed-suppressing rice varieties are discussed in this paper.     

覆膜垄播及轮作蚕豆对马铃薯连作田根系分泌物及化感效应的影响

以马铃薯连作田（5a）为基础,结合化感效应生物测试,研究平畦不覆膜连作马铃薯（FP-C）、覆膜垄播连作马铃薯（RM-C）、平畦不覆膜轮作蚕豆（FP-R）及覆膜垄播轮作蚕豆（RM-R）4种栽培模式对连作田根系次生代谢物及化感效应的影响。结果表明,不覆膜连作马铃薯的根系分泌物中酯类、酚类及酰胺等常见化感物质类别的相对丰度最大,其浸提液对番茄种子萌发的综合化感效应显著强于其他处理。轮作蚕豆及覆膜垄播对马铃薯连作田根系分泌物有不同的影响,轮作蚕豆降低典型化感物质类别酯类的相对含量,增加根系分泌物成分种类;覆膜垄播减少根系分泌物中酯类、烃类、酰胺、酚酸类及醇、胺、醛等成分类别的数量,同时防止嘌呤、噻唑、香兰素及樟脑的产生;两者均可达到降低化感效应的作用,但结合更有利于马铃薯连作障碍的克服。邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二甲酯、2-叔丁基-6-甲基苯酚、烟肼酰胺、樟脑、香兰素、9H-黄嘌呤及鲁米诺8种物质疑似马铃薯连作田根际土壤化感成分。     

浙贝母根系分泌物对其幼苗化感作用的影响

采用4个不同浓度的根系分泌物处理浙贝母幼苗以及浙贝母常见致病菌黑斑病和灰霉病,研究浙贝母根系分泌物对其幼苗生长的化感作用。结果表明,在低浓度范围条件下,浙贝母根系分泌物可促进黑斑病和灰霉病的生长,而在8 m L/板时其对致病菌的化感促进作用小于低浓度。浙贝母幼苗的株高、地上部和地下部鲜质量、叶面积、根长度均随着根系分泌物浓度的增大而减小,而鳞茎和根的质膜透性、O2-含量、H2O2含量和M DA含量均随着根系分泌物浓度的增大而增大。可见,根系分泌物对浙贝母幼苗生长有显著的化感效应,且随着根系分泌物浓度的增大而增强,浙贝母根系分泌物通过促进致病菌的生长来抑制连作幼苗的生长。     

林木化感物质研究进展

化感作用普遍存在于森林群落中,不同树种间的化感作用是决定营建混交林成败的关键因素。本研究从化感物质的来源、种类分离鉴定、释放途径、作用机制、影响因素等方面对近10a来林木化感作用进行阐述,为林木群落的健康和生态功能评价提供理论基础和参考。建议今后加强和扩展对林木化感物质研究的深度和广度,对化感物质作用机制的研究层次可深入至分子和基因维度,将研究对象从单一植株化感潜力的测定拓展至探究特定植物种群化感物质对森林群落结构和物种多样性的影响上来。     

麦类作物化感作用种质资源筛选与评价

以来自国内外的289份大麦品种和90份小麦品种为材料,进行室内化感潜力评价和田间试验考察其抗草性能,结果表明,供试大麦材料中有36个品种(占总数12.5%)显示出较强的化感作用潜力;22个品种(占总数的7.9%)显示较弱或无化感作用潜力.54个田间抗草性能较好的大麦品种中37个品种在室内化感潜力评价中对莴苣根长的抑制率(inhibitoryrate,IR)>50%.从供试小麦材料中筛选出5个特强化感潜力品种,分别为81-214、115/青海麦、百泉3199、92L89和92H31,对莴苣根长的IR依次为69.1%、68.5%、68.7%、69.1%和65.2%;13个品种(占总数的14.4%)显示出较弱或无化感作用潜力.抗草性能较强的36个小麦品种中,有13个品种室内对莴苣IR≥50%.大麦、小麦品种间都存在化感作用潜力的基因型差异,且其化感作用特性会受环境因素的影响.