化感水稻不同组织水浸提液对稗草的化感作用

本研究利用HG1和HG2两个化感水稻品种和稗草为材料,研究了化感水稻品种的叶、叶鞘、根组织的水浸提液对稗草幼苗的化感作用。结果表明：HG1不论是对稗草幼苗的株高还是对稗草幼苗的根都有极强的化感作用,而HG2只对稗草的根有极强的化感作用。在不同组织之间,叶和叶鞘的水浸提液对稗草的抑制作用显著大于根的水浸提液和对照。两个化感水稻对稗草幼苗根的抑制更强于对苗高的抑制。随着稗草密度的增加,稗草受抑程度减少,这可能与单株吸收化感物质的量减少有关。     

不同类型稻种资源对稗草化感潜力差异评价

以120份不同类型稻种资源为研究对象,将田间鉴定和室内叶浸提液处理鉴定方法相结合,对其化感作用差异进行了鉴定评价.结果表明,在田间不同类型稻种资源对稗草生长的抑制效果大小趋势为地方品种＞选育品种(系)＞引进品种(系)＞杂交水稻(恢复系和不育系),对稗草苗鲜重和苗干重的抑制效果大于对苗高的抑制效果.室内叶浸提液处理鉴定结果,不同类型稻种资源间化感作用差异相对较小,但仍以地方品种较强,并对稗草根长的抑制效果大于对稗草苗高的抑制效果.地方品种中具有较强化感作用的种质资源频率高于其他类型品种,今后要加强对地方品种资源的化感潜力鉴定和评价.     

水稻品种化感特性与农艺性状的关系

选用9个华南地区主栽水稻品种,用特征次生物质标记方法测定它们的化感指数,并通过田间实验确定这些水稻品种的抑草效应及主要农艺性状,在此基础上分析这些水稻品种的化感特性、抑草效应和农艺性状的关系.结果表明,具有化感特性的水稻品种并不都能在田间表现出抑草效应,化感特性与主要农艺性状均无显著的相关性,但同时具有化感特性和有利竞争农艺性状的水稻品种均能在田间显示抑草效应.水稻化感特性和农艺性状的不相关显示化感特性转入相关的水稻品种将不影响它们的农艺性状,这意味着能培育出各种农艺性状的水稻化感新品种.     

水稻化感作用研究综述

主要对水稻化感现象发现,化感生物检测,化感物质分离和鉴定,化感种质资源等方面的研究进展了系统的综合论述,在此基础上,进一步对化感作用研究中的主要问题,例如;生物检测手段,化感作用利用途径等进行了分析。并对我国的化感作用研究的存在问题及发展方向作出了论述。     

水稻化感品种对土壤微生物的影响

通过盆栽实验研究三叶期水稻化感品种对土壤微生物种群数量的影响。结果显示,土壤细菌、放线菌、真菌、氨化细菌和好气性自生固氮菌数量在水稻化感品种P1312777和水稻非化感品种“辽粳九”、“秋光”的土壤中存在显著差异,土壤中大多数微生物被水稻化感品种所抑制,但化感品种土壤中的放线菌和好气性纤维素分解菌数量则介于两种非化感品种之间。这一研究表明,水稻化感品种能显著地影响土壤微生物种群数量。     

不同水肥和光照条件对水稻化感特性的影响

采用盆栽实验对水稻化感品种华航1号在不同水肥和光照条件下的化感潜力和化感物质进行了研究。结果表明,华航1号在较高水肥条件下化感潜力较强,而在较低水肥条件下化感潜力下降,进一步对华航1号的化感特征物质的含量测定表明,在较低水肥条件下其化感物质没有显著的变化,只是次生物质的种类有所增加,尤其是一些具有抗病功能的次生物质的含量有所增加,在弱光照条件下华航1号的化感特征物质含量比在较强光照条件下要低,而且具有抗病功能的次生物质含量则保持较高水平,结果还发现,不论水、肥或光照条件的变化,华航1号对非伴生杂草的化感潜力都比伴生杂草要强。     

水稻化感作用的机制与应用的研究进展

水稻是我国的主要粮食作物,其与周围植物的相生相克作用（化感作用）得到越来越多的重视.简要介绍了近来国内外对水稻对高等植物的化感作用的研究成果,介绍其化感作用途径、化感物质的分离、鉴定、可能的作用原理及在生产实践中的应用.     

红汁乳菇醇提物对水稻、稗草的化感影响

研究了红汁乳菇子实体乙醇抽提物对水稻、稗草的化感影响。用不同浓度的红汁乳菇子实体乙醇抽提物处理水稻和稗草种子 ,测量处理后不同时间的水稻和稗草幼苗的根长和苗高 ,按照 Willamson,G.B.的方法计算化感作用效应 (RI)。结果表明 :红汁乳菇乙醇抽提物对稗草幼苗的生长有显著的抑制作用 ,能够导致稗草叶片发黄 ,缩短稗草的根和苗 ,甚至延迟部分种子的萌发。其中 8.5 mg/ ml的乙醇抽提物处理稗草种子后 3d、8d,对根长的化感作用效应分别为 - 0 .98、- 0 .5 8;对苗高的化感作用效应分别为 - 0 .5 0、- 0 .5 1。 6 .5 m g/ ml和 10 .5 mg/ ml处理组的结果与 8.5 mg/ ml处理组的结果在 p=0 .0 5水平上差异不显著。对水稻幼苗的生长表现出一定的调节作用 ,在较低浓度下 (≤ 4 .5 0 mg/ m l)对水稻幼苗有一定促进作用 ,如 4 .5 0 m g/ ml处理水稻种子后 3d、8d,对苗高的化感作用效应分别为 0 .2 5、0 .10 ;在较高浓度下 (如≥ 6 .5 0 mg/ ml)对水稻根长和苗高均为抑制作用 ,6 .5 0 mg/ ml时抑制作用最强 ,处理水稻种子后 3d、8d对幼苗的根长的化感作用效应分别为 - 0 .93、- 0 .4 8;对苗高的化感作用效应分别为 - 0 .5 0、- 0 .2 2 ,在 p=0 .0 5水平上与其它处理组差异显著     

水稻化感生物测试方法的比较及应用

选用8个化感作用潜力各异的水稻品种(系)：PI312777、Lemont、Moroberekan、IAC25、IACA7、IAC120、Batatais、Iguape Cateto为供试材料,以田间伴生稗草为受体材料,比较分析了目前较为通用的3种生物测试方法：琼脂迟播共培法(RSA)、石英砂迟播共培法(RSS)和根系分泌物培养法(SRE)对水稻化感潜力的测试效果．结果表明,RSA法应用于测试水稻化感作用潜力的效果最好,RSS法和SRE法的测试结果虽较为一致,但两者都存在不足．据此,运用RSA法对57个水稻材料进行了化感抗草种质资源的初步筛选,从中获得5个强化感作用潜力的水稻材料：Iguape Cateto、PI312777、Azucena、Taichung Native 1和IAC25．     

水稻化感作用及其生理生化特性的研究

选用具有强化感作用的6个水稻品种为供体,大田稗草为受体,研究了水稻化感作用及生理生化特性,结果表明,提高水稻叶片浸提液浓度,可以相应增强对稗草生长的抑制效果,这种抑制效果与杂草的种植密度呈负相关;化感水稻叶片浸提液能显著抑制物质稗草体内超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）的活性,从而影响其生长;苯丙氨酸氨解酶（PAL）的活性大小与酚类物质的含量吴正相关;多种酚类物质的化感作用之间可能是增效的,也可能是拮抗的。     

两种温度下模拟氮沉降对陆稻与稗草竞争的影响

在昼/夜温度为35 ℃/25 ℃和30 ℃/20 ℃条件下,研究了模拟氮沉降对稗草和陆稻生长及竞争关系的影响.结果表明：35 ℃/25 ℃条件下,每年输入4 g·m^-2氮处理,稗草和陆稻地上部分生物量分别比对照增加29.18%和27.80％,稗草吸收氮和磷量分别增加87.33%和49.73%,而陆稻吸收氮和磷量无显著变化.在30 ℃/20 ℃条件下,每年输入2、4、6 g·m^-2氮处理后,稗草地上部分生物量分别比对照增加48.99％、72.68％和36.18％,分蘖数分别增加111.11％、122.22％和144.44％,稗草植株氮和磷吸收量分别增加108.88％、129.22%、134.29％和16.53％、65.05%、22.47%,而陆稻均无显著变化.在30 ℃/20 ℃条件下,氮沉降显著增加了稗草与陆稻地上部分生物量的比值,但在35 ℃/25 ℃条件下影响不显著.表明氮沉降增加可能会提高稗草而降低陆稻的竞争力,而且在温度较低的情况下,这种趋势更明显.     

从无芒稗花粉活力评价其与转基因抗除草剂水稻基因漂移的可能性

为给转基因抗除草剂水稻和稗草间的基因漂移研究提供必要的信息,探寻了无芒稗(Echinochloacrusgalli var.mitis)花粉活力及其测定的最佳方法,并利用该方法测定了无芒稗开花盛期后离体和活体条件下不同时间的花粉活力。结果表明无芒稗开花盛期取样离体条件下花粉活力下降较快,3 h后花粉活力只有5.41％,活体条件下花粉活力下降较慢,3 h后仍有17.31％的花粉有活力。这说明无芒稗花粉在水稻开花时仍有部分保持活力,因而存在潜在的基因漂移可能性。同时用最佳培养基法测定了不同条件处理下(紫外灯照射,反复冻融,黑暗放置)无芒稗花粉活力,结果表明无芒稗花粉在不利环境条件下活力难以保持。     

石菖蒲根茎挥发油对稗、鳢肠和水稻的萌发与生长的影响

在实验室和温室条件下,用从石菖蒲根茎中提取的挥发油经减压蒸馏获得的组分四,对稗草、鳢肠和水稻的萌发与生长进行了生物学效应测试。结果表明,在低浓度时促进供试植物的萌发和生长,而在高浓度时则抑制萌发和生长。实验室培养皿条件下,50～400mg／L浓度抑制作用产生并逐渐增加,400mg／L以上达到90％或更高。但是,温室盆钵条件下,3000mg／L时才出现抑制作用,在1000mg／L以下均表现促进作用。     

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     

芦苇叶水提物的化感活性分析及潜在化感成分的筛选

采用不同溶剂对芦苇﹝Phragmites australis ( Cav.) Trin. ex Steud.﹞叶片水提物进行萃取,并以小麦( Triticum aestivum Linn.)和萝卜( Raphanus sativus Linn.)种子为实验材料对不同萃取物的化感效应进行检测;采用薄层层析和柱层析对抑制作用最强的正丁醇萃取物进行进一步分离,并采用GC-MS法对生物活性较高的组分进行组成成分分析;在此基础上,选择相对含量高并具有代表性的潜在化感成分进行生物活性检测,以期筛选出芦苇叶中的潜在化感成分。结果显示：随质量浓度(20、100和500 mg·L-1)提高,芦苇叶水提物的石油醚、二氯甲烷、乙酸乙酯、正丁醇和水萃取物对小麦和萝卜种子萌发的抑制作用均逐渐增强,其中正丁醇萃取物的抑制作用最强。在正丁醇萃取物的11个组分中,Fr.5、Fr.6、Fr.7、Fr.9和Fr.10组分均能显著抑制萝卜或小麦幼苗的生长,经质量浓度500 mg·L-1各组分处理液处理后萝卜或小麦幼苗的株高、根长及单株鲜质量均显著低于对照(P<0.05)。采用GC-MS法从Fr.5、Fr.6、Fr.7、Fr.9和Fr.10组分中分别鉴定出11、15、15、12和22种成分,分别占各组分总相对含量的83.02%、91.31%、87.36%、97.92%和94.34%,主要成分包括糖类、醇类、有机酸类、酮类、酰胺类和酯类。对14种潜在化感成分生物活性的检测结果显示这些成分对小麦幼苗生长有明显的抑制作用,其中,经质量浓度20 mg·L-1油酸酰胺、棕榈酸甲酯、亚油酸、2-苯乙胺、2-甲基烯丙醇和4-羟基-3-甲氧基苦杏仁酸处理后,小麦幼苗的株高、根长及单株鲜质量显著低于对照。综合分析结果显示：芦苇叶水提物具有较强的化感活性,其潜在的化感成分为油酸酰胺、棕榈酸甲酯、亚油酸、2-苯乙胺、2-甲基烯丙醇和4-羟基-3-甲氧基苦杏仁酸。     

氮素增加条件下丛枝菌根真菌对陆稻和无芒稗相互作用的调节

采用盆栽方法研究了增氮条件下丛枝菌根真菌(AMF)对无芒稗(Echinochloa crusgallivar.mitis L.)和陆稻(Oryza sativa L.)相互作用的调节.结果表明:在单种条件下,无芒稗的菌根侵染率增加,陆稻的菌根侵染率降低;无AMF和接种AMF处理陆稻的生物量分别提高13.48%和42.35%,总磷吸收分别提高2.55%和4.07%,总氮吸收分别提高62.09%和30.35%;无芒稗的生物量分别提高15.65%和20.24%,总磷吸收分别提高4.06%和3.88%,总氮吸收分别提高30.35%和15.10%.在混种条件下,无芒稗的菌根侵染率增加,而陆稻无显著变化;无AMF和接种AMF的无芒稗与陆稻的生物量比值降低,总氮吸收比值无显著变化,无AMF处理的总磷吸收比值增加,而接种AMF处理降低.表明增氮条件下AMF提高了无芒稗对陆稻的竞争.     

低钾胁迫对水稻(Oryza sativa L.)化感潜力变化的影响

研究以国际公认的化感水稻P1312777和非化感水稻Lemont为供体,稗草（Echinochloa cru-galli L.）为受体,采用稻／稗共培体系,研究低钾胁迫对水稻化感潜力变化的影响及其机制。受体稗草的形态指标分析结果表明,低钾胁迫促使化感水稻P1312777对共培稗草的根长、株高和干重的抑制率均升高,增幅远大于非化感水稻Lemont。受体稗草生理生化指标分析结果表明,低钾胁迫下化感与非化感水稻对受体稗草保护酶系（SOD、POD、CAT）及根系活力的抑制作用增强,但化感水稻P1312777比非化感水稻Lemont的抑制程度大,且达极显著差异。实时荧光定量PCR分析结果表明,低钾胁迫下,化感水稻P1312777根部与叶部中酚类代谢的关键酶——苯丙氨酸解氨酶、肉桂酸-4-羟化酶、羟化酶、O-甲基转移酶的基因均上调表达,而非化感水稻根部相应酶均下调表达,叶部除苯丙氨酸解氨酶上调,其余酶也下调表达。而萜类代谢途径关键酶——HMG—CoA还原酶、角鲨烯合酶、单萜烯环化酶、倍半萜烯环化酶、二萜烯环化酶的基因,在两种水稻根部中呈现出相同或相似的表达方式（上调或下调）,即HMG—CoA还原酶上调表达,角鲨烯合酶、单萜烯环化酶、倍半萜烯环化酶、二萜烯环化酶下调表达;而在水稻叶部,非化感水稻Lmont相应酶基因表达方式仍然不变,化感水稻P1312777除了角鲨烯合酶下调表达,其余4个酶均上调表达。水稻根系分泌物中酚类物质的HPLC分析结果表明,低钾胁迫下,化感水稻P1312777根系分泌物中,所检出的酚酸类物质总量是正常营养条件下的2．30倍,而非化感水稻Lemont则是正常营养条件下的0．91倍。综合分析认为低钾胁迫下,化感水稻P1312777抑草能力增强主要是由于酚类代谢途径关键酶基因表达上调,导致酚类代谢途径旺盛,分泌出更多的酚类物质,进而破坏受体稗草保护酶系统,抑制了稗草的正常生长。     

外源水杨酸调控水稻化感抑草作用及其分子生理特性

为了探讨外源水杨酸（SA）调控水稻化感抑草效应的可行性,研究了不同浓度的外源SA对强化感水稻PI312777抑草效应的影响及其生理生化特性,并运用实时定量RT-PCR(FQ-PCR)技术检测SA介导的关键酶苯丙氨酸解氨酶基因（ZB8）的相对表达量.结果表明：外源SA能够诱导水稻化感抑草效应增强,而且这种诱导效应与SA的浓度和处理时间相关.叶面喷施SA后,PI312777对稗草的抑制率显著提高,其根系活力、超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性增强,过氧化氢酶（CAT）活性降低;而伴生杂草稗草的相应生理指标的变化趋势则相反.PI312777植株中的苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性增强,总酚含量升高.0.2 mmol·L^-1的SA诱导水稻化感抑草效应最显著,该浓度下目的基因ZB8的相对表达丰度随处理时间先上调后下调,在24 h达到表达高峰.     

Assessing indica-japonica differentiation of improved rice varieties using microsatellite markers

To assess the indica-japonica differentiation of improved rice varieties, a total of 512 modem varieties including 301 indica and 211 japonica accessions were analyzed using 36 microsatellites. The Fst coefficients ranged from 0.002 to 0.730 among the loci with an average of 0.315. Significant differentiation was detected at 94.4% of the loci studied （P 〈 0.05, pairwise Fst tests）, indicating that there was a high level of indica-japonica differentiation within the improved varieties. At 18 loci, about 74%-98% of the alleles of indica and japonica accessions were distributed in two ranges of amplicon length. Linkage disequilibrium analysis showed that the distribution trends were significantly nonrandomly associated. Using the differentiation trends at the 18 loci, microsatellite index （MI） was proposed for discrimination of the two subspecies. When rice accessions with MI value greater than zero were classified as indica, and those with MI value smaller than zero were classified as japonica, about 96.1% of the accessions could be classified. This result agrees with the classification based on morphological-physiological characters, indicating that this method is feasible and effective.