铅胁迫下小花南芥与玉米间作对根系分泌物 有机酸的影响

为了揭示Pb胁迫对间作和单作的超累积植物和作物根系分泌低分子有机酸的影响,研究设置400 mg·L?1Pb胁迫,采用水培曝气法试验,以玉米和小花南芥单作为对照处理,研究Pb胁迫下玉米和小花南芥间作对植物根系形态、根系分泌有机酸及Pb吸收的影响。结果表明:与单作相比,间作小花南芥情况下,玉米根系分泌物检测到乳酸;玉米分根条数、根表面积和根密度与单作相比分别增加60%、15%和42%,地下部和地上部干重生物量分别增加108%和75%,玉米地下部Pb含量下降44%;与单作相比,间作玉米条件下,小花南芥根系分泌物检测到乙酸和乳酸,小花南芥根系分泌物量与单作相比增加103%~1 700%,小花南芥地下部和地上部Pb累积量分别比单作增加49%和75%,转运系数增加22%。相关分析结果表明,单作小花南芥只有地上部Pb累积量与草酸显著相关,而间作小花南芥地下部和地上部Pb累积量与草酸、柠檬酸和苹果酸显著相关。研究表明超富集植物小花南芥与玉米间作体系,根系分泌的有机酸改变了Pb在小花南芥和玉米体内的累积特征,促进超累积植物小花南芥累积Pb,减少农作物玉米植株体内Pb含量。Pb胁迫下超累积植物小花南芥与玉米间作是一种可行的修复模式。     

蚯蚓粪配施化肥对玉米根际土壤生物学特征的影响

[目的]探讨蚯蚓粪与化肥配施对玉米根际土壤生物学性状的作用效果,为土壤培肥制度的建立与玉米的合理施肥提供理论依据。[方法]通过大田试验,研究CF(单施化肥)、VC(蚯蚓粪)与VC+CF(蚯蚓粪和化肥各提供50%的氮)等处理对玉米根系分泌物、根际土壤微生物数量、酶活性与腐殖质组成的影响。[结果]同CF处理相比,VC+CF处理显著提高了根系分泌物含量,并明显提高了根际土壤中微生物数量、微生物量碳含量及脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶、中性磷酸酶活性,其中细菌数分别较CK,CF与VC处理提高124.32%,62.99%和15.45%,脲酶活性分别高出44.27%,23.53%和12.50%。此外,VC+CF处理亦显著提高了根际土壤中胡敏酸、富里酸含量和胡/富比。同VC+CF处理相比,VC处理对玉米根际土壤生物学特征的影响较小。[结论]蚯蚓粪与化肥配施能较好地改善玉米根际区域的微生态环境。     

不同连作年限马铃薯根系分泌物的成分鉴定及其生物效应

为探讨马铃薯连作障碍的可能机理,在大田条件下,收集连作1～5 a(CP1-CP5)马铃薯植株的根系分泌物,采用GC-MS对根系分泌物的主要成分进行了鉴定,并通过生物检测验证了根系分泌物的生物效应。结果表明:CP1-CP5鉴定出的物质主要有酸类、糖类、胺类、醇类、酯类和嘧啶类,但各类物质的数量和含量不同。CP1-CP5中均鉴定出棕榈酸,相对含量分别为0.55%、0.87%、1.24%、1.05%和0.95%,浓度分别为7.12 mg×L~(-1)、7.39 mg×L~(-1)、9.46 mg×L~(-1)、8.38 mg×L~(-1)和8.02 mg×L~(-1)。马铃薯根系分泌物显著抑制了马铃薯的生长,抑制作用随连作年限延长而增强。棕榈酸对马铃薯生长的抑制表现出明显的浓度效应,随浓度升高而增强。马铃薯根系分泌物明显促进了立枯丝核菌的生长,菌落直径和菌丝鲜质量表现为CP3最高,CP1最低,CP2、CP4和CP5之间没有显著差异。棕榈酸明显促进了立枯丝核菌的生长,随着棕榈酸浓度的增加,菌落直径和菌丝鲜质量先增加再减小, 10 mg×L~(-1)棕榈酸的菌落直径和菌丝鲜质量最大。由此说明,随马铃薯连作年限延长,根系分泌物的毒性越强;马铃薯根系分泌物对立枯丝核菌的促进作用加剧了马铃薯的连作障碍,棕榈酸是马铃薯根系分泌的化感自毒物质。     

施氮量对间作小麦蚕豆根系分泌大豆异黄酮的影响

通过盆栽和水培试验,采用小麦蚕豆间作、蚕豆单作、小麦单作3种种植方式,研究了不同生育期不同氮水平(低氮、常规氮和高氮)处理下,单、间作小麦和蚕豆根系大豆异黄酮分泌量的变化,为进一步探明间作增产和控病机制提供依据。结果表明,随作物生育期推移,小麦根系分泌大豆异黄酮数量明显减少,蚕豆根系大豆异黄酮的分泌量先增加后减少。随施氮量增加,小麦蚕豆根系大豆异黄酮分泌量均减少,且多达显著水平。与低氮处理相比,常规氮和高氮处理下,单、间作小麦大豆异黄酮分泌量分别显著减少,且多达显著水平。间作可以显著提高作物大豆异黄酮的分泌量,但间作优势仅在低氮和常规氮处理下明显,高氮处理下,单、间作小麦和蚕豆根系分泌大豆异黄酮数量差异不显著,并且这种间作效应会随生育期的推移逐渐消失。总之,间作种植和施氮量均影响作物根系大豆异黄酮分泌量,且低施氮量的影响更明显。     

四种作物根系分泌物对烟草疫霉的抑菌活性分析

通过分析玉米、大蒜、茴香和油菜4种作物根系分泌物对烟草疫霉的抑菌活性,发现这4种作物根系表现出很强的化感作用,根系分泌物能在短时间内迅速地杀死烟草疫霉的游动孢子,抑制其萌发。其中,玉米根系分泌物在最高浓度2.59mg/mL时,对疫霉休止孢萌发的抑制率高达100%;大蒜根系分泌物浓度为0.1 mg/mL时,20min内能完全抑制游动孢子的游动。分析4种作物根系对游动孢子的趋化作用发现,茴香、油菜对疫霉游动孢子的吸引活性最强,T0最高分别为76.3、68.7,玉米、大蒜次之。以上结果为建立"以生物多样性为基础,克服烟草土传病害连作障碍"的病害防治新模式提供有力的理论支撑。     

Accumulation of phytotoxic organic acids in reused nutrient solution during hydroponic cultivation of lettuce (Lactuca sativa L.)

Proper nutrient solution management in the root zone is the first consideration for the adoption of a closed hydroponic system. Plant roots often exude numerous organic acids, which are known to inhibit growth. To investigate the accumulation of these phytotoxic organic acids as root exudates, lettuce (Lactuca sativa L.) was hydroponically grown in reused nutrient solution. Organic acids were extracted with diethyl ether from the reused nutrient solutions (RNS), root residues, and activated charcoal (AC) then quantified by GC/MS. Five individual organic acids were identified from the root residues and seven from the reused nutrient solutions. After 90 days of lettuce cultivation, in the treated AC in 3RNS, benzoic, phenylacetic, cinnamic, p-hydroxybenzoic, lauric, phthalic, vanillic, palmitic, and stearic acids were identified. In contrast, little or no organic acids were detected in the 3RNS treated with AC (3RNS/AC). Artificially applied pure organic acids ranging from 25 to 200 μM inhibited lettuce growth in a concentration-dependent manner. Lettuce growth was also greatly reduced in the nutrient solutions containing a externally applied, simulated mixture of the organic acids as in the 3RNS. Lettuce growth was not inhibited following the addition of AC (2.5 g/L) to the nutrient solution containing the mixture of organic acids. Our results demonstrated that organic acids were accumulated in reused nutrient solutions and were phytotoxic to lettuce growth. Also, this study showed that the addition of AC reduces the phytotoxic effects by eliminating the organic acids.     

不同授粉处理对百合花粉萌发生长及坐果率的影响

利用荧光显微镜观察了‘Snow Queen’×细叶百合和‘Snow Queen’בPollyanna’不同授粉处理对花粉管萌发和生长的影响。结果显示:两种组合中,常规授粉花粉萌发率最高,但坐果率较低;常规授粉、切割柱头授粉均未观察到花粉管延伸至花柱道中;切割花柱授粉,坐果率最高,而且用胚培养可以获得幼苗,表明受精前障碍同时存在于柱头和花柱上部组织内。两个组合,相同的授粉处理,均表现为切割并涂抹柱头粘液花粉萌发率和坐果率高于未涂抹粘液。‘Snow Queen’×细叶百合的花粉萌发率及坐果率相对高于‘Snow Queen’בPollyanna’。     

高投入蔬菜种植体系磷素高效利用的根际对话及效应研究进展

蔬菜种植体系是一种高投入体系,高量磷肥的投入会造成磷资源浪费和磷高积累带来的环境风险。通过根际调控增加磷有效性以及提高蔬菜对磷的吸收利用是菜地减磷增效行之有效的手段之一。基于该研究思路,综述了根际对话三大模块,植物-植物对话（蔬菜间套作根系互作）、植物-微生物对话（蔬菜根系与菌根真菌及根际促生菌互作）以及微生物-微生物对话（菜地解磷微生物与根际微生物互作）在促进蔬菜根系发育、活化土壤累积态磷从而增加蔬菜对磷的吸收利用方面的作用及其作用机制。同时阐述了人为调控不同模块,如利用解磷微生物菌肥提高蔬菜磷吸收利用,以及在缓解蔬菜连作障碍方面的应用效果及机理。最后探讨今后高投入体系根际对话的研究方向,旨在为推动高投入蔬菜种植体系磷肥管理的绿色和可持续发展提供理论依据。     

根表铁氧化物和缺铁根分泌物对水稻吸收镉的影响

在人工光照植物培养室中采用营养液培养方法,研究了不同镉浓度条件下,水稻根表沉积的铁氧化物及缺铁根分泌物对水稻吸收镉的影响。结果表明：（１）水稻根只的铁氧化物对其生长介质的镉有富集作用,并在一定程度上能促进水稻对镉的吸收。水稻生长的铁营养状况不同,则地上部镉含量不同,地上部镉含量达到最大峰值时根表铁氧化物的数量也不同。（２）当根表铁氧化物数量一定时,随着营养液中镉浓度的增大（镉的处理浓度为０、０．０     

化感物质己二酸二异丁酯对茄子黄萎病及幼苗生长的化感效应

 采用模拟的方法,研究了己二酸二异丁酯对茄子黄萎菌及茄子种子萌发、幼苗生长的化感效应。结果表明,己二酸二异丁酯在黄萎菌培养的前阶段极显著地抑制了菌丝的生长,培养7 d时,1.0 mmol·L^-1的抑制作用最大;11 d时,则促进了菌丝的生长,但未达到显著水平。田间抗病试验结果表明,各浓度己二酸二异丁酯均提高了茄子幼苗对黄萎病的抗性,其中以0.5 mmol·L^-1处理最好。己二酸二异丁酯低浓度时促进了茄子种子的萌发,增加了幼苗的株高、茎粗、地上和地下部干鲜质量、叶绿素含量和根系活力,而随着浓度增大,促进作用减弱或者表现出抑制作用。低浓度的己二酸二异丁酯对叶片丙二醛（MDA）含量和细胞膜相对透性起化感抑制作用,并随浓度增加作用强度增大;但浓度增至1.0 mmol·L^-1时,表现化感促进作用。