黄土高原旱作小麦化感表达在根际土中的时空异质性研究

采用盆栽试验基于统计学方法,对4种不同品种小麦在4个连续生长期根系表层土壤（0—20cm）化感潜势时空异质性进行了研究。结果表明：不同品种小麦之间根系土壤化感潜势差异极显著（P=0．01）,随生育期变化。化感潜力的变异与品种有关,一般15cm为普通小麦耕层土壤化感潜力的转折位点。变异函数分析显示,4种小麦根系土壤化感潜势变化是独立、随机、异质性的。“碧玛1号”、“丰产3号”、“宁冬1号”、“小偃22号”变异函数理论模型分别为线形模型、球型模型、指数模型和高斯模型。其中“小偃22号”的化感背景值和化感潜力空间结构比随生育期增大,导致0～20cm表层土壤化感表达具有高度的空间异质性。4种普通小麦的化感表达均存在时空异质性,其中“宁冬1号”的表层土壤化感表达具有很好的分形特征,其空间分布格局的变异存在尺度依赖。“宁冬1号”化感潜势在表层土壤的空间分布趋于离散表达,化感潜力的有效纵向半径和有效延深半径分别为5cm和14cm。这种时空变异格局可能与根系发育特征、根系翻转运动及土壤环境有关,化感实施过程可能为熵增过程。根系表层土壤化感潜势时空异质性的研究可为监测化感作用实施,定位有效化感物质和合理利用土壤化感潜势提供理论依据,为根系分泌的化感物质可能存在迁移转化的机制奠定基础。     

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。     

低氮胁迫下小麦抑草作用的化感效应与资源竞争分析

化感效应和资源竞争在作物抑草中起重要作用。为区分低氮胁迫下小麦抑草作用的化感效应与资源竞争,以强化感小麦品种‘115/青海麦’、‘92L89’和弱化感小麦‘抗10103’为材料,设置氮水平为25 mg·L-1、50mg·L-1、100 mg·L-1和200 mg·L-1的水培试验,通过小麦与看麦娘共培、应用含小麦根系分泌物的小麦-看麦娘共培液处理看麦娘,分别测定了小麦对看麦娘的生物干扰作用、化感效应及资源竞争效应。结果表明,不同化感潜力的小麦对看麦娘的抑制能力存在显著差异,抑制率大小为‘115/青海麦’(55.1%~73.9%)‘92L89’(48.9%~65.9%)‘抗10103’(15.4%~45.5%),且抑制率随氮水平的降低而增大。在小麦的抑草作用中,化感效应与资源竞争并存。低氮胁迫条件下,强化感小麦抑草能力增强主要通过提高化感效应实现;弱化感小麦抑草能力增强主要通过提高资源竞争实现。不同化感潜力小麦的抑草作用在低氮胁迫下表现出不同的生态策略。小麦抑草作用的化感效应均随氮水平降低而增大,其抑制率随氮水平的变化可用一元二次方程加以拟合。     

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。     

不同生态型化感冬小麦抽穗期的荧光动力学特性

以不同年代育成、具有一定化感作用的4 种生态型冬小麦品种为材料, 在对其农艺性状进行分析的基础上, 用荧光淬灭技术研究了4 种生态型冬小麦抽穗期的荧光动力学特性, 并以马铃薯为受体探讨了不同生态型小麦的化感潜力。结果表明: 随育成年代推移, 从“碧玛1 号”、“宁冬1 号”、“丰产3 号”到“小偃22号”, 除“宁冬1 号”外, 各品种单株小穗数、穗粒数、千粒重和产量增大, 植株化感潜力增强, Fm'分别为0.19、0.17、0.21、0.22, F 分别为0.12、0.10、0.13、0.14, 因此可推测“碧玛1 号”、“丰产3 号”和“小偃22 号”化感潜力增强的内在生理机制之一是Fm' 和F 逐渐递增, 光合器官PSⅡ对光能的吸收、转化增强, 能耗降低;而“宁冬1 号”表现出的特殊变化可能与其地域适应性较差及生态特性有关。研究发现4 种生态型小麦抽穗期农学性状如株高、穗长、旗叶面积、小穗、穗粒数、千粒重和产量, 荧光动力学参数如Fm'、F、Y(NO)、qP、qL 与化感潜力显著相关, 可作为冬小麦抽穗期化感潜力评价的参考指标。研究初步得出小麦的化感潜力由形态建成和内部生理生化基础所决定, 这可为作物化感潜力调控和化感遗传育种提供理论参考。     

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。     

不同种植模式土壤水浸提液对胡麻的化感效应

采用浸提液生物测试法研究了不同种植模式土壤水浸提液对胡麻的化感效应。结果表明:1)不同处理土壤水浸提液对胡麻种子萌发有不同程度的抑制作用,高浓度处理比低浓度处理抑制作用更强,且抑制效应由大到小依次是胡麻连作胡-麦间作撂荒小麦连作,说明胡麻连作更能产生连作障碍,自毒效应明显;2)不同处理土壤水浸提液对胡麻幼苗的苗鲜重、根鲜重、根长有不同程度的抑制作用,且高浓度主要抑制苗鲜重、根鲜重和根长,低浓度主要抑制根鲜重、根长,胡麻连作和撂荒处理对幼苗生长抑制要大于胡-麦间作和小麦连作处理;3)不同处理土壤水浸提液对胡麻影响的综合效应随浸提液浓度的升高而增大,而小麦连作高浓度处理比低浓度处理抑制作用变化不明显,且综合效应由大到小依次是胡麻连作撂荒胡-麦间作小麦连作;4)不同种植模式处理土壤可以减轻胡麻连作产生的化感效应,处理顺序为小麦连作胡-麦间作胡麻连作。综上所述,胡麻连作障碍问题确实存在,合理的作物布局有利于改善由于胡麻自身化感物质积累所造成的连作障碍。     

化感水稻苗期不同器官水浸提液及根系分泌物对稗草的化感作用

在自然种植条件下研究了强化感水稻品种“P1312777”不同叶期(3～6叶)、不同器官(根、茎、叶)水浸提液对稗草根长的抑制率,比较了不同极性树脂处理后水稻根系分泌物水溶液的抑制率变化。结果表明:在3～6叶期相同水稻器官比较,均以5叶期浸提液抑制率最高;5叶期水稻不同器官比较,以叶的浸提液抑制率最高;土培至6叶期的水稻根系分泌物水溶液的抑制率为47．06％,经极性树脂ADS-21处理后抑制率增强为64．71％,经非极性树脂ADS-5处理后抑制率减弱为26．47％;水培至6叶期的水稻根系分泌物水溶液的抑制率为38．24％,经ADS- 21处理后抑制率增强为58．82％,经ADS-5处理后抑制率减弱为20．59％。因此水稻“P1312777”根系分泌物中化感物质以非(弱)极性物质为主,极性物质减弱了非(弱)极性物质的化感抑草作用。     

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。     

葫芦科蔬菜对丛枝菌根真菌依赖性的研究

在盆栽条件下试验研究了5种葫芦科(Cucurbitaceae)蔬菜对2种丛枝菌根(Arbuscular Mycorrhiza，AM)真菌的依赖性。结果表明，AM真菌Glomus mosseae(G.m)和Gigaspora rosea(Gi.r)均能有效地促进葫芦科蔬菜的生长，显著增加叶面积和植株干物质量，提高叶片的光合速率，降低气孔阻力。供试葫芦科蔬菜对菌根的依赖程度顺序为黄瓜＞西瓜＞苦瓜＞葫芦＞南瓜。5种葫芦科蔬菜对AM的依赖性与AM真菌对根系的浸染率呈正相关关系，符合直线回归方程：y=117.19+0.7468x。     

接种bradyrhizobium sp.对豇豆生物量及根瘤的影响

Vigna unguiculata(L.)Walp (cowpea)is a tropical legume of very high nutrive and economic values.A laboratory experiment.was conducted to evaluate the BNF (biological nitrogen fixation) effciency of 4 strains of Bradyrhizobium sp.(VUXYI,VUIE1,VUMDS1 and VUID1).From the results obtained these strains were classified into efficiency groups,with VUID1 being the most efficient and VUXY1 the least efficient.the effect of inoculation was tested on 2 cowpea varieties in a field experiment.Remarkable increases in nodulation biomass and crop yield were observed.An increase from 58% ti 81% in dry seed was obtained for the two varieties.A significance test revealed a signifecantly positive correlation between nodulation and biomass.     

亚比棉蜜腺生物学性状研究

应用组织切片，扫描电镜和透射电镜技术研究了山西农业大学人工合成的异源四倍体亚比棉蜜腺的分布、形态和结构。结果显示蜜腺在叶、花上均有分布，且蜜腺结构基本相似，均由分泌细胞、柄细胞、基细胞和亚腺组织构成；蜜腺组织中各类细胞器均很丰富，共同特点是富有线粒体、核糖体、内质网和大而清晰的细胞核及核仁，说明蜜腺组织在代谢上十分活跃。     

Cd、Pb和Zn在土壤 紫茎泽兰 泽兰实蝇系统中的生物富集效应研究

泽兰实蝇(Procecidochares utilis Stone)是目前入侵杂草紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum Spreng)的一种重要天敌, 但在重金属污染的矿区泽兰实蝇对紫茎泽兰的植株寄生率明显降低。故利用同心圆采样法在云南兰坪金顶铅锌矿区5 km范围内采集土壤、紫茎泽兰及泽兰实蝇并测定重金属含量, 以研究重金属在土壤 紫茎泽兰茎 泽兰实蝇系统中的生物富集效应, 探讨重金属胁迫影响泽兰实蝇控制效果的机制。结果表明: 土壤 紫茎泽兰茎 泽兰实蝇系统中Pb、Zn和Cd含量随着距矿中心距离的增加而极显著下降, Cd、Pb和Zn在土壤 紫茎泽兰茎系统中的富集系数分别为0.205~0.614、0.058~0.079和0.222~0.398, 平均值分别为0.453、0.067和0.315, 在紫茎泽兰茎 泽兰实蝇系统中的富集系数分别为1.06~7.69、9.68~20.13和1.13~1.56, 平均值分别为2.47、12.83和1.42。Cd和Zn属于强聚集, Pb属于很强聚集的元素。本研究结果证明, Pb、Zn和Cd可以在土壤 紫茎泽兰茎 泽兰实蝇系统逐级传递富集, 并初步阐明了重金属Cd、Pb和Zn在土壤 紫茎泽兰 泽兰实蝇系统中的传递规律。这丰富了重金属污染的生态毒理学效应, 为进一步研究重金属胁迫影响泽兰实蝇控制效果的机制奠定了基础。     

应用新引物DGGE分析土壤中硝酸盐还原细菌群落

The narG gene is frequently used as a molecular marker for bacterial nitrate-reducing community analysis. In this study, a new set of primers targeting the narG gene was designed and applied to semi-nested polymerase chain reaction-denaturing gradient gel electrophoresis (PCR-DGGE) assay. The potential of the new primers was verified on DNA directly extracted from soils from five different experimental sites distributed in Central and Southern Italy. Specificity of the primers was determined by excision, amplification, and sequencing of bands resolved by DGGE. A phylogenetic analysis showed the correlation between the sequences retrieved from the soils studied and the narG sequences from β and γ-Proteobacteria. These primers expanded the existing molecular tools for ecological study on the size and diversity of nitrate-reducing bacterial community in soil.     

共培养对土壤重金属污染植物修复的调控作用

A co-culture of two plant materials, Astragalus sinicus L., a leguminous plant with concomitant nodules, and Elsholtzia splendens Naki-a Cu accumulator, along with treatments of a chelating agent (EDTA), root excretions (citric acid), and a control with E. splendens only were used to compare the mobility of heavy metals in chelating agents with a co-culture and to determine the potential for co-culture phytoremediation in heavy metal contaminated soils. The root uptake for Cu, Zn, and Pb in all treatments was significantly greater (P < 0.05) than that of the control treatment. However with translocation in the shoots, only Cu, Zn, and Pb in plants grown with the EDTA treatment and Zn in plants co-cropped with the A. sinicus treatment increased significantly (P < 0.05). In addition, when a co-culture in soils with heavy and moderate contamination was compared, for roots in moderately contaminated soils only Zn concentration was significantly less (P < 0.05) than that of heavily contaminated soils, however, Cu, Zn, and Pb concentrations of shoots were all significantly lower (P < 0.05). Overall, this "co-culture engineering" could be as effective as or even more effective than chelating agents, thereby preventing plant metal toxicity and metal leaching in soils as was usually observed in chelate-enhanced phytoremediation.     

茄二十八星瓢虫对雷公藤和曼陀罗提取物的敏感性

为研究寄主植物对茄二十八星瓢虫药剂敏感性及体内酶活力的影响,采用浸渍法分别测定了取食茄子、马铃薯、番茄和龙葵的茄二十八星瓢虫幼虫(以下简称幼虫)对雷公藤和曼陀罗提取物的敏感性,用生化方法测定了雷公藤和曼陀罗提取物对幼虫体内乙酰胆碱酯酶(AChE)和主要解毒酶活性的影响。结果表明,雷公藤提取物对取食茄子、马铃薯、番茄和龙葵的幼虫LC50值分别为1.407 9 mg.L-1、1.595 8 mg.L-1、1.464 7 mg.L-1和1.109 7 mg.L-1,相对毒力指数为78.82、69.54、75.76和100;曼陀罗提取物对取食茄子、马铃薯、番茄和龙葵的幼虫LC50值分别为0.641 7 mg.L-1、0.610 3 mg.L-1、0.758 0 mg.L-1和0.488 3 mg.L-1,相对毒力指数为76.09、80.01、64.42和100;取食龙葵的幼虫对2种植物提取物的敏感性显著高于取食茄子、马铃薯和番茄的幼虫。取食4种寄主植物的幼虫体内靶标酶AChE和主要解毒酶谷胱甘肽-S-转移酶(GST)、羧酸酯酶(CarE)、多功能氧化酶(MFO)活力顺序均为茄子>马铃薯>番茄>龙葵。其中,取食番茄和龙葵的幼虫体内AChE和GST活力显著低于取食茄子和马铃薯的幼虫,取食马铃薯、番茄和龙葵的幼虫CarE活力显著低于取食茄子的幼虫,取食4种寄主植物的幼虫MFO活力差异达极显著水平。雷公藤和曼陀罗提取物对幼虫体内AChE和GST、CarE和MFO活性均有抑制作用。其中,对取食马铃薯幼虫的AChE活力抑制作用最强,其次为取食茄子和番茄的幼虫,对取食龙葵的幼虫抑制作用最低。雷公藤和曼陀罗提取物对取食龙葵幼虫CarE活力的抑制作用最强,而对取食马铃薯的幼虫MFO活力的抑制作用最强。寄主植物中的次生物质对解毒酶的诱导或抑制可能是引起药剂敏感性差异的主要原因。     

茶叶挥发物对鞍形花蟹蛛觅食行为的影响

为了探明茶叶挥发物在鞍形花蟹蛛(Xysticus ephippiatus Simon)搜寻猎物——茶尺蠖(Ectropis obliqua Prout)过程中的作用,采用固相微萃取气相色谱质谱联用技术研究了茶尺蠖取食对茶树叶片挥发物释放的影响,并通过蜘蛛行为观测平台研究了蟹蛛在不同味源侧(觅食斑块)的活动行为。结果表明:对照叶片没有释放出挥发物,经茶尺蠖幼虫取食后的叶片能释放31种挥发物,其中有12种绿叶挥发物、9种萜类及其衍生物、4种芳香族挥发物和6种未知化合物。行为观测表明,雌、雄蟹蛛进入处理味源侧(茶尺蠖取食后的茶树叶片)和对照味源侧(未损伤茶树叶片)的初次选择均不存在差别(P>0.05),雌蛛进入处理味源侧和对照味源侧的频次分别为3.37±0.18和3.43±0.15,二者无明显区别(P>0.05);雄蛛进入两侧的频次分别为3.86±0.21和3.66±0.20,也无明显区别(P>0.05);雌蛛在处理味源侧和对照味源侧的停留时间分别为(922.57±19.59)s和(818.89±29.63)s,有极显著差异(P<0.01),雄蛛在两侧的停留时间分别为(937.97±18.05)s和(814.83±18.97)s,也有极显著差异(P<0.01),表明雌蛛、雄蛛在处理侧的停留时间明显延长。这说明,猎物取食诱导改变了茶树叶片挥发物的释放,而鞍形花蟹蛛能感知挥发物的变化并由此调整在不同觅食斑块中的停留时间。另外,本文还讨论了挥发物在蟹蛛搜寻猎物过程中的生态学意义。     

六倍体小黑麦品种资源Glu-1位点的多态性

利用SDS-PAGE技术分析了我国新疆101份和波兰11份六倍体小黑麦品种资源高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)组成,共检测到17种高分子量谷蛋白亚基,其中Glu-A1位点编码的HMW-GS有3种变异类型,即1(a)、2*(b)和Null(c),Glu-B1位点编码的HMW-GS有8种变异类型,即7(a)、7+8(b)、7+9(c)、6+8(d)、20(e)、13+19(g)、7+18(r)和6.8+20y(s),Glu-R1位点编码的HMW-GS有6种变异类型,即1r+4r(a)、2r+6.5r(b)、6r+13r(c)、2r+9r(d)、6.5r(e)和0.8r+6r(f)。这些小黑麦品种的HMW-GS组成以Null(c)、7+18(r)和6r+13r(c)为主,分别占58.93%、67.90%和58.00%。在112份供试材料中共检测到30种HMW-GS组合变异类型,其中[Null,7+18,6r+13r(c,r,c)]和[2*,7+18,6r+13r(b,r,c)]出现频率较高,分别为16.91%和16.02%,其他类型组合出现频率较低,个别材料具有少见的特殊亚基组合,如[2*,7+18,2r+9r(b,r,d)]、[2*,6.8+20y,2r+6.5r(b,s,b)]等类型。分析2个地域品种的遗传多样性,发现新疆品种的遗传变异范围小于波兰品种,波兰品种在Glu-1位点上的遗传变异更丰富。结果还显示,在六倍体小黑麦的人工进化过程中Glu-B1位点发生了很大变异,产生了小黑麦特有的7+18(r)和6.8+20y(s)亚基,而且频率很高,为小麦品质改良提供了丰富的基因资源。     

与黑鹰嘴豆(Vigna mungo L.)共生的VA菌根、解磷细菌及根瘤菌在田间条件下的协同作用

A field experiment was conducted at the G.B.Pant University Research Station,Ujhani(U.P.)in rainy (Kharif) season of the year 1994-1995 to study the effect of Rhizobium,VAM(vesicular arbuscular myc-orrhiza) and PSB(phophate solubilizing bacteria) inoculation,with and without P,on blackgram(Vigna mungo L.) seed yield.Phosphorus application in sol with medium P content(5.4 mg kg^-1) increased nodulation,grain yield,N and P in plant and grain over no phosphorus control.Forty kilograms of P2O5 each hactare recorded an increase of 20.6% in nodule dry weight,significant increases of 0.35 g kg^-1 in N concentration and 1.28 g kg^-1 in P concentration of plant over 20 kg P2O5 ha^-1 ,Similar significan increases of 0.5 g kg^-1 in grain yield and 0.54 and 0.23 g kg^-1 in N and P concentrations of the grain,respectively,over 20 kg P2O5 ha^-1 were also obtained with higher dose.Inoculation of Rhizobium VAM PSB at all the stages of plant growth recorded maximum increaes in all the parameers studied .Dual inoculation of Rhizobium with either VAM or PSB was generally significan in the effect and better than that of VAM PSB,however,P accumulation in plat and grain was more with VAM PSB.A mong single inoculations,Rhizobium gave highest and 21.0% more nodule number,34.7% more nodule dry mass,0.73 g kg^-1 more N in grain and 4.2% higher grain yield over PSB.PSB.however,registered significant increases in P concentration in plant and grain over VAM and Rhizobium.