陆生植物化感作用的抑藻研究进展

世界范围内的蓝藻水华持续威胁着水生生态系统功能和人类健康, 化感物质凭借其环境安全和对微藻有特异毒性等特征可以短期抑制蓝藻水华的暴发和生长。文章分别概括了酚类化合物、含氮化合物、脂肪酸/酯类、萜类化合物四类化感物质及其衍生物对蓝藻的杀藻效果、潜在机制及特异作用靶点, 并依据高效抑藻化感物质(EC₅₀<10 mg/L)的经济成本进一步预估其实际应用潜能。结果表明, 单独胁迫下的各类化感物质具不同抑藻特性: 脂肪酸/酯类的性价比最优, 能以较少剂量对蓝藻产生极强毒性, 对蓝藻多样的作用靶点是其具有极强抑制效果的关键, 可在0.015—52.95 mg/L浓度范围内将目标蓝藻抑制50%; 酚类化合物总数最多、活性普遍较高, 半数效应浓度(EC₅₀)为0.05—162.53 mg/L, 可通过抑制光合作用、破坏细胞氧化应激平衡和损害细胞壁/膜结构等多种机制抑制蓝藻生长, 但高效杀藻酚类化合物的理论成本差异较大, 性价比次于脂肪酸位于第二位; 含氮化合物对蓝藻生长存在特异性和均匀高效的杀藻作用, EC₅₀集中于0.3—8.14 mg/L, 主要通过破坏蓝藻的光合作用、阻断电子传递和破坏细胞结构(包括超微结构)而对蓝藻造成不可逆转的严重损伤, 但成本较高、性价比最低而难以广泛实际应用; 萜类化合物杀藻作用弱于其他三个类别的化感物质, 主要集中于多途径破坏蓝藻细胞的光合功能, 但 EC₅₀高达25.3—228 mg/L,实际应用也受限。为减少各种化感物质用量、降低经济成本并实现更高效的杀藻效果, 文章总结归纳相同和不同类型化感物质联合作用方式和特点, 指出化感物质所产生的联合作用效果取决于混合化感物质的数量、作用靶点、混合比例和混合物含量四个因素。综述还提出抑藻靶点多样且互补的化感物质混合(“多靶点组合”)可产生协同杀藻作用, 且在混合物中应增加具有高杀藻活性化感物质的比例(“新木桶效应”协同效应)。同时指出依据植物实际分泌物的种类、含量及比例进行多元混合抑藻更易出现协同杀藻作用, 为科学、综合、合理地选择和应用化感物质并优化其配比以控制蓝藻水华提供新见解。     

植物化感作用的机理及应用前景

植物的化感作用是植物进化出的一种保护自身生存的方式,通过向环境中释放化学物质促进或抑制自身和其他植物的生长,抑制作用较为常见。化感作用既可以被人类应用于农业除杂草,又业经济效益的关键所在。详细介绍了植物化感物质种类、作用机理,最后是入侵物种强有力的武器,合理地利用化感作用将是保持生态平衡,同时创造农讨论了植物化感作用的应用前景。     

植物化感物质活性变化及其作用机理研究进展

本文综述了化感物质活性的变化、变化的原因及其功能机理。化感物质活性在自然过程中,由于温度、光周期、水和土壤等的不同而变化,在功能过程中随其初始浓度、化合物结构和混合程度不同而变化,在植物体内由于组织器官和成熟程度不同而变化,而研究技术和操作过程也影响化感物质的活性。文章还讨论了未来化感作用研究的发展方向。未来化感作用研究将集焦于如下五方面(1)更有效地在实践中,特别是在农业生产过程中鉴定和提纯化感物质;(2)化感作用在分子结构水平的功能定位;(3)应用化感作用解释植物种间相互作用;(4)化感作用在植被演替过程中的驱动力作用;(5)化感作用在进化过程中的意义。     

植物化感物质活性变化及其作用机理研究进展

本文综述了化感物质活性的变化、变化的原因及其功能机理.化感物质活性在自然过程中,由于温度、光周期、水和土壤等的不同而变化,在功能过程中随其初始浓度、化合物结构和混合程度不同而变化,在植物体内由于组织器官和成熟程度不同而变化,而研究技术和操作过程也影响化感物质的活性.文章还讨论了未来化感作用研究的发展方向.未来化感作用研究将集焦于如下五方面:(1)更有效地在实践中,特别是在农业生产过程中鉴定和提纯化感物质;(2)化感作用在分子结构水平的功能定位;(3)应用化感作用解释植物种间相互作用;(4)化感作用在植被演替过程中的驱动力作用;(5)化感作用在进化过程中的意义.     

浮水植物化感作用抑制藻类的机理与应用

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基于化感物质释放特性的沉水植物抑藻作用模式研究进展

沉水植物对藻类的化感抑制作用,是沉水植物获取竞争优势和维持清水稳态的重要机制之一。化感物质是由植物产生并释放到水环境中的次生代谢产物,化感物质的有效释放和作用是实现沉水植物化感抑藻作用的关键环节。因此,在化感物质释放水平阐明沉水植物化感抑藻的作用模式、过程和机制具有重要意义。通过比较沉水植物化感物质释放到水环境中的种类、含量和常规急性毒性测试中化感物质的抑藻效果,发现沉水植物化感物质在释放水平上的作用模式不同于常规急性毒性试验中的单次作用。为了回答沉水植物化感物质在释放水平如何高效抑藻的问题,结合化感物质的释放特性,重点从化感物质的联合作用和持续作用等角度探讨沉水植物化感抑藻的作用模式,提出沉水植物可能通过多种化感物质低剂量持续释放的方式,实现对目标藻类的持续协同控制。今后有必要进一步结合沉水植物与目标藻类的共存系统与原位实验,借助分析化学、植物化学、细胞和分子生物学的技术手段,从生态学水平加强沉水植物化感抑藻作用机制研究。     

植物化感作用研究进展——以抑制铜绿微囊藻生长为例

水体富营养化引起的藻华问题依旧是当前世界共同面对的难题,其中植物释放化感物质应对藻华是高效低耗的手段,受到国内外研究者的青睐.综述了不同水生植物和陆生植物对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)的生长影响,总结了抑制铜绿微囊藻的植物种类、研究方法、化感作用效果以及化感作用机理,归纳了各种植物的化感作...     

菊科植物化感作用研究进展

对菊科植物化感作用的研究进展进行了综述。菊科植物中至少有 39个属存在化感作用 ,特别是一枝黄花属、向日葵属、胜红蓟属、银胶菊属、蒿属植物等有较多的研究报道。鉴定出的化感物质多为萜类、聚乙炔类、酚类、有机酸类等 ,这些化感物质对多种受体植物表现出程度不同的抑制或促进的效应。其化感作用机理表现在破坏受体膜系统的稳定性及水分平衡关系、抑制氧化磷酸化、促进或阻滞叶绿素的合成、影响矿质元素的吸收利用等。并对菊科植物化感物质在植物生长调节剂、天然除草剂和生物杀虫剂 ,或人工合成除草剂和杀虫剂上应用的前景进行了探讨。本文显示菊科植物的化感作用将在控制外来恶性杂草及维护生态平衡上扮演重要的角色。在当前菊科植物化感作用研究的基础上 ,提出了进一步研究的 6个方向 :(1)化感物质的生物合成途径与关键酶的特性研究 ;(2 )具化感潜势物种资源的调查评价及利用研究 ;(3)化感作用在自然生态系统中的演变规律 ;(4 )菊科重要作物自毒的生化机制及克服途径 ;(5 )具应用前景的菊科植物化感关键酶的基因克隆和转基因 ,并对受体植物基因的表达与调控进行研究 ;(6 )化感作用在可持续发展农业应用上的研究与开发 ,特别是作为天然除草剂及杀虫剂     

植物化感作用的机理、影响因素及应用潜力

从化感作用与植物的叶水势、光合作用、呼吸作用、养分有效性、细胞分裂和代谢等方面的关系综述了化感作用的作用机理,同时就影响化感作用的主要因素进行了讨论。文章认为化感作用在科学构建种群结构、防除病虫草害、设计合理种植制度、提高肥水利用效率和秸秆还田利用率等领域具有较大的应用潜力。     

黄花蒿化感作用机理的初步研究

运用室内培养皿生物测定方法,对黄花蒿克生作用进行的研究结果表明,黄花蒿水浸提液对小麦幼苗生长有明显的抑制作用,且抑制强度随浸提液浓度升高而加强。其对小麦根的抑制作用比对叶的抑制作用强。对受体小麦根尖压片的观察统计表明,黄花蒿的水浸提液影响了小麦根尖分生区细胞有丝分裂的正常进行,并随着供体黄花蒿水浸提液浓度的升高,小麦根尖分生区分裂期细胞数目下降;受体材料小麦的一些生理生化测定指标表明,黄花蒿水浸提液使供试小麦根系活力稍有减弱,可溶性蛋白含量明显升高,使根的核酸含量升高而叶的核酸含量降低;使叶绿素含量有较明显降低。     

红松阔叶混交林凋落叶、土壤动物、土壤的微量元素含量

对小兴安岭凉水国家自然保护区红松阔叶混交林的凋落叶、土壤动物、土壤中微量元素含量进行了分析.结果表明, 3种微量元素在凋落叶、土壤动物和土壤中含量排序均为Mn＞Zn＞Cu.不同环境组分中的微量元素含量不同.其中,Mn的含量为土壤＞凋落叶＞土壤动物;Zn的含量为土壤动物＞凋落叶、土壤;Cu的含量为土壤动物＞土壤＞凋落叶.阔叶凋落叶中微量元素变化幅度大于针叶凋落叶.不同土壤动物对不同元素的富集能力不同,蚯蚓体内Mn含量最高,蜈蚣体内Zn含量最高,而马陆体内Cu含量最高.土壤动物体内微量元素的含量均与环境本底值、凋落物分解速度、土壤动物食性以及对微量元素的选择性吸收和富集作用等有关.3种微量元素在土壤中的含量均是土壤层(5～20 cm)大于腐殖质层(0～5 cm),不同土层中微量元素的动态变化不同.     

白背飞虱取食抗虫品种过程中体内保护酶和自由基的变化

白背飞虱取食抗虫品种过程中自由基含量显增加,在取食18小时后达最高值,以后开始下降,在取食中抗品种N22和高抗品种Ptb33时,虫体内SOD和CAT活性明显增加,且起着主要作用,POD作用不明显;白背飞在抗虫品种上连续饲养一至二代后,体内保护酶活性逐渐接近于感虫品种,基本明确了白背飞虱取食抗虫品种过程中体内保护酶和自由基的变化规律。     

白背飞虱对水稻抗虫品种N_(22)的适应性研究

在室内连续用感虫品种TN1和抗虫品种N2 2 单管饲养白背飞虱 (Sogatellafurcifera)种群 ,研究它对抗虫水稻品种的适应性及其体内保护酶的变化 .结果表明 ,白背飞虱在感虫品种TN1和抗虫品种N2 2品种上饲养 1至 2代 ,其卵历期、若虫期和全世代历期均无明显差异 .从感虫品种TN1转移到抗虫品种N2 2 上饲养 1代 ,白背飞虱的若虫存活率、雌成虫寿命、体重、蜜露量、产卵量和内禀增长率等均低于在抗虫品种上连续饲养 2代 ,而后者又低于在感虫品种上饲养的指标 .白背飞虱在抗虫品种上连续饲养 2代后 ,体内保护酶中超氧化物岐化酶 (SOD)和过氧化氢酶 (CAT)活性逐渐接近于感虫品种上连续饲养的结果 ,说明白背飞虱从感虫品种转到抗虫品种在开始时并不适应 ,经过连续繁殖多代后白背飞虱逐渐适应 ,最后导致抗虫品种的抗性丧失     

白背飞虱为害对水稻产量的影响及防治指标的研究进展

白背飞虱近年来已逐步上升为我国水稻上的最重要害虫之一。该文综述了白背飞虱以不同虫口密度、在水稻不同生育期、危害不同类型水稻品种和与其他病虫害复合危害对水稻产量的影响 ,以及允许产量损失率和各地制定的防治指标 ,并建议了进一步的研究内容。     

褐飞虱和白背飞虱的取食为害对水稻营养生长的影响

对塑料钵栽培的水稻进行罩宠试验,研究了褐飞虱和白背飞虱在不同若虫密度下取食为害对水稻营养生长的影响．结果表明,两种飞虱的成虫干重、水稻叶面积和其地上部干重因若虫密度的增加而下降．叶片干重占地上部干重的比例和稻株分配给叶片干物质量随为害程度的加重而增大;褐飞虱和白背飞虱总干重（X）与稻株地上部损失量（Y）之间存在着极显著的线性关系．两种飞虱干重每增加1mg,水稻地上部干重则分别损失26.01mg和21．90mg．讨论了稻飞虱取食为害对水稻致害的可能机制．     

水稻品种对白背飞虱种群增长的影响

白背飞虱在不同类型水稻品种上的分布、趋性、发育和繁殖力是不同的。它喜欢在杂交稻（汕优6号）上生活和繁殖,取食后成虫寿命最长,取食量、产卵趋性、产卵量、田间虫量均最大,种群增长快;在粳稻上却相反;常规灿稻和糯稻介于二者之间。在同一类型品种中,抗虫品种比感虫品种在上述特性方面差异明显。说明抗虫育种和种植抗虫品种是对该害虫综合治理的一项关键技术。     

饲食感染SRBSDV的水稻病株对传毒介体白背飞虱相关能源物质含量的影响

南方水稻黑条矮缩病毒(Southern rice black-streaked dwarf virus, SRBSDV)近年对我国南方稻区水稻生产造成了极大危害。为探讨SRBSDV发生流行的原因,研究了饲食感染SRBSDV水稻病株对其介体昆虫白背飞虱体内能源物质含量的影响。结果表明,饲食感染SRBSDV水稻病株对白背飞虱若虫体内能源物质含量没有明显的影响,但是对雌成虫有明显的影响;饲食感染SRBSDV水稻病株使白背飞虱3日龄和5日龄雌成虫体内可溶性糖及游离氨基酸含量显著升高;此外,饲食感染SRBSDV水稻病株使5日龄雌成虫体内甘油酯含量和可溶性蛋白含量含量明显升高。上述结果证明饲食感染SRBSDV水稻病株会促进白背飞虱雌成虫体内糖类、脂类、氨基酸等物质的积累,有可能会导致其迁飞能力的提升,增加SRBSDV暴发流行的可能性。     

不同水稻品种上白背飞虱取食行为的EPG分析

【目的】为探明不同水稻品种（丰源优272、R9810-T、华恢1号、明恢63、麻糯谷和Rathu Heenati）对白背飞虱Sogatella furcifera的抗性差异机理,利用刺吸电位技术(electronic penetration graph, EPG)记录了该虫在这6个品种三叶期稻苗上的取食行为。【方法】结合特定的EPG波形,考察了9个非韧皮部指标和22个韧皮部指标。【结果】在总记录时间8 h内,白背飞虱在品种Rathu Heenati上非刺探波np的总时间最长,其次是麻糯谷上非刺探波np的总时间,这两者间差异显著且都显著地长于其他4个品种的np总时间(P<0.05);该虫在Rathu Heenati上路径波Nc的总时间为8 523.41 s,是感虫品种明恢63 Nc总时间的2.24倍;该虫在Rathu Heenati上吸食韧皮部汁液N4-b的总时间显著地比其他品种短(P<0.05)。华恢1号和R9810-T上所有的EPG指标和感虫品种明恢63的EPG指标都没有显著的差异(P≥0.05)。白背飞虱在丰源优272上单次分泌水溶性唾液N4-a的平均时间更长,并伴随长时间的韧皮部取食。【结论】由此推测,品种Rathu Heenati可能存在不利于白背飞虱取食的忌避成分,并且在韧皮部外组织和韧皮部组织都存在抗性因子;在麻糯谷上仅存在忌避成分;然而,品种华恢1号和R9810-T可能对白背飞虱不具有明显的抗性;丰源优272可能是比明恢63更为感虫的品种。结合介体昆虫取食行为与传播持久性病毒的关系,这些结果也为利用抗白背飞虱品种控制南方水稻黑条矮缩病提供了参考。     

水稻品种抗性对褐飞虱和白背飞虱种群动态的影响

用ＴＮ１、Ｎ２２、ＡｓＤ７和Ｐｔｂ３３等４个抗虫性差异明显的水稻品种测定了褐飞虱和白背飞虱在它们上面的栖息率、落卵量、卵存活率、若虫存活和发育状况,以及后代种群数量表现。结果表明,Ｐｔｂ３３通过减少２种飞虱的栖息率、落卵量,降低卵和若虫存活率,延长若虫的发育时间,抑制后代的种群数量增长,表现出明显的抗性。Ｎ２２对白背飞虱、ＡｓＤ７对褐飞虱的后代种群建立与发展均表现明显的抑制作用。２种飞虱在ＴＮ１上