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．     

东北地区不同小麦品种对黑麦草的化感作用

以东北地区33个不同来源的小麦品种为研究对象,采用琼脂共培法,评价了不同小麦品种对黑麦草所产生的化感作用.通过分析不同小麦品种对黑麦草根长、苗高、根干重及苗干重的影响,探讨不同小麦品种对黑麦草化感作用的差异,从而筛选出具有较强化感潜力的小麦品种.结果表明,不同小麦品种对黑麦草根长、苗高、根干重及苗干重的影响存在显著差异.利用RI值作为化感作用的指标,结合聚类分析方法,可将这33个小麦品种按化感能力的强、中、弱分成3类;其中龙幅麦9号、龙幅麦13号、锦麦2003和小冰麦33号为化感能力较强的品种.     

水稻品种化感潜力的双重评价与筛选

以初筛获得的7份水稻品种为材料,用特征次生物质标记法在HPLC上测定化感指数AI值并结合田间小区试验进行双重评价与筛选,得到3份既具高化感指数又具较高田间抗草活性的水稻化感品种(系),它们是:我国台湾品种I-Kung-Pao、Parahainakoru和大陆品种HB-1。它们对无芒稗根长抑制率分别达57%、64%、55%,均超过50%;其化感指数分别是0.61、0.56、0.59,均与美国化感潜力品种PI312777的化感指数0.59相近;结果表明,水稻品种I-Kung-Pao、Parahainakoru和HB-1是我国宝贵的化感品种资源。     

岩生植物金发草对作物的化感效应

采用生物测定法研究金发草根、茎、叶水浸提液对水稻、小麦、油菜和莴苣等4种受体植物的化感作用。结果表明,金发草根、茎、叶水浸提液对4种受体植物种子萌发和幼苗生长均具化感作用,且随着水浸提液浓度的增高而增强。除水稻外,小麦、油菜、莴苣的发芽速率均受金发草水浸提液的显著抑制,但对最终发芽率影响不显著,说明金发草对植物种子萌发的化感作用主要是延迟种子发芽时间;金发草对作物幼苗生长的化感作用总体上表现为促进地上部分生长而抑制地下部分的生长。受体植物不同发育期对金发草化感作用的敏感程度不同,幼苗期高于萌发期;金发草叶的化感作用最强,其综合效应分别为根与茎的2.14倍和2.56倍。     

水稻化感作用及其分子生态学研究进展

综述了近年来国际上研究水稻化感作用的新进展,比较分析了当前常用于室内评价水稻化感作用潜力的几种生物测试法的优缺点,指出了琼脂迟播共培法是较为理想的室内生物测试法并已广泛应用于化感作用研究中。在此基础上,分析了水稻化感作用的数量遗传特性及其QTL定位的研究现状;阐明了水稻化感作用的遗传多样性及其分子生态特性;并就当前普遍关注的焦点问题：逆境条件（如低氮或高伴生杂草密度胁迫）常引起水稻化感作用潜力增大的生理过程与分子机制作了阐述。结合近年来应用差异蛋白组学和生物信息学的研究实例,阐明了逆境引起水稻化感作用增强与其酚类合成代谢相关酶蛋白表达丰度增加,萜类合成代谢相关酶蛋白表达丰度下降有关。就究竟什么是水稻的化感物质及其作用方式等问题作了分析与讨论．指出水稻的化感抑草效应是其众多化感物质综合作用的结果,应重视区分化感物质对靶标杂草的原生作用和进入土壤生态系统中经生物转化后的次生作用。根据当前植物化感作用研究的发展趋势,阐明了进一步研究水稻化感作用的焦点问题,提出了水稻化感作用的根际生物学特性与分子生态学机制,是未来国际上竞相角逐的重点研究领域,并认为以现代系统生物学理论为指导,运用基因组学、蛋白质组学和代谢组学等技术方法,是揭示这一分子生态学过程与机制的重要技术选择和优先研究领域。     

伴生杂草播娘蒿对小麦的化感效应

用室内生物测定方法,对播娘蒿浸提液处理过的不同品系小麦的萌发率、发芽指数、活力指数、根长、苗高、干重、鲜重以及综合效应进行了统计,对作用效果较明显的5个品系进行了丙二醛含量、叶绿素a和叶绿素b比值、胡萝卜素含量的测定以及有丝分裂指数的统计.结果表明,播娘蒿浸提液对所有供试小麦均具有一定的化感效应,但化感效应的强度在不同品系的小麦中存在差异.对效果较明显的5种供试小麦生理指标的测定结果表明,播娘蒿中化感物质的作用位点可能是小麦细胞膜.此外,试验结果还表明,播娘蒿浸提液对小麦的有丝分裂有抑制作用.     

2种杂草水提液对小麦种子萌发及幼苗生长的影响

以2种麦田伴生杂草播娘蒿(Descurainiasophia)和猪殃殃(Galiumtricorne)为供体,以关中地区15个主要的小麦(Triticumaestivum)栽培品种为受体,采用室内生物测定法,比较了2种杂草水提液对不同小麦品种种子萌发及幼苗生长的影响.结果表明:(1)播娘蒿水提液对所有小麦品种的发芽率、发芽势和发芽指数均具有显著的抑制作用,猪殃殃水提液对这3项指标的抑制作用相对较弱,甚至对某些品种的这3项指标没有影响或具有促进作用.(2)2种杂草水提液对供试15个小麦品种的活力指数,以及根长、苗高、根鲜重、苗鲜重等生长指标均表现出抑制作用,且同一种杂草水提液对不同小麦品种的影响程度存在差异.(3)以播娘蒿和猪殃殃的响应指数值(RI)为指标分别将15个小麦品种聚类为强、中、弱三组,并发现2种杂草水提液分别对小偃22和西农979的化感作用均较弱,即这2个品种对播娘蒿和猪殃殃的化感作用均具有较强抗性.     

外来入侵杂草假高梁的化感潜力

利用种子萌发和幼苗生长的生测方法研究了假高粱(Sorghum halepense(L.)Pers.)对3种农作物小麦、玉米和棉花的化感潜力,并进行化感作用的评价.结果表明:假高粱能够抑制作物种子萌发和幼苗生长,其化感作用强度随浓度升高而增强,随时间而降低;其中对小麦种子萌发率在第3天时0.1 g·ml-1浓度下抑制强度达40.4%,第20天时相同浓度下已经丧失化感活性;第3天和第10天时对作物幼苗生长有抑制作用,第20天时对3种作物幼苗生长均无影响;假高梁的化感潜力可能是其成功入侵的原因之一.     

水稻对受体植物化感作用的遗传生态学研究

选用化感作用潜力差异较大的 5个水稻品种 (系 ) ,按不完全双列杂交设计 (4× 5 )配制成一套包括亲本、F1两个世代的遗传材料 ,在不同环境条件下 ,测定其不同叶龄时期对受体植物莴苣幼苗茎长的抑制作用 .采用包括基因型与环境互作的数量性状加性 显性发育遗传模型 ,分析了水稻化感作用的动态遗传及与环境互作效应 .结果表明 ,水稻叶龄在 7叶期对莴苣茎长的化感作用受加性效应的影响 ,在 3叶期和 6叶期由显性效应控制 ,在 5叶期和 8叶期加性和显性效应均有作用 ,以显性效应为主 ,呈现间断表达的遗传特点 .普通狭义遗传率在 5叶期、7叶期和 8叶期达显著水平 ,随叶龄增大趋于下降 .水稻化感作用受基因型与环境互作效应的影响较大 ,应注意控制水稻生长发育的环境 ,以达到最佳利用水稻化感作用潜力的目的 .     

播期和种植密度对强、中筋冬小麦蛋白质组分及品质性状的影响

采取裂裂区试验设计,研究了播期和种植密度对强筋小麦临优145和中筋小麦临优2018蛋白质组分和品质性状的影响.结果表明：适期播种的小麦籽粒蛋白质含量和蛋白质产量均最高;推迟播期,强筋品种的醇溶蛋白和谷蛋白含量明显增加,而中筋品种变化不明显;强筋品种的品质性状受播期影响程度高于中筋品种.适期播种,小麦籽粒蛋白质、麦谷蛋白与湿面筋、沉降值、稳定时间、软化度和评价值呈显著或极显著正相关;推迟播期,醇溶蛋白与湿面筋含量呈显著正相关.播期变化引起的蛋白质各组分所占比例的改变是改善小麦品质性状的重要原因.在试验种植密度范围内（225万株·hm-2、300万株·hm^-2和375万株·hm^-2）,小麦籽粒蛋白质含量变化不明显,密度对强筋品种的品质性状有一定调节作用;在低密度条件下（225万株·hm^-2）中筋品种的品质性状最佳.     

小麦根系分泌物对黄瓜生长及土壤真菌群落结构的影响

以黄瓜为受体,以不同化感效应(促进/抑制)小麦品种为供体,采用PCR-DGGE技术,研究了小麦根系分泌物及伴生小麦对黄瓜生长及土壤真菌群落结构的影响.结果表明： 在处理第6天和第12天,化感促进效应小麦根系分泌物分别显著提高了黄瓜幼苗株高和茎粗;在处理第18天,化感促进和抑制效应小麦根系分泌物均显著提高了黄瓜幼苗株高;在处理第6天,不同化感效应小麦根系分泌物均显著降低了黄瓜幼苗根际土壤真菌群落条带数、Shannon指数及均匀度指数,有苗对照(W)显著高于无苗对照(Wn);在处理第18天,各处理的真菌群落结构条带数、Shannon指数及均匀度指数均显著高于无苗对照(Wn).伴生化感抑制效应小麦显著降低了黄瓜根际土壤真菌群落Shannon指数和均匀度指数,说明小麦根系分泌物及伴生小麦改变了土壤真菌群落结构.DGGE图谱及其主成分分析结果表明,伴生不同化感效应小麦对土壤真菌群落结构影响较大.     

水分胁迫下小麦叶片的电容与水分含量关系

以6个冬小麦品种的幼苗为材料,测定了它们在不同PEG胁迫时间下对叶片总含水量、束缚水/自由水比值和电容值进行测定,并对其叶片水分参数与叶片的电容值的变化及其相关性进行比较分析。结果显示:随着干旱胁迫程度的逐渐加重,小麦叶片的生理电容值在0.1～100.0kHz内均逐渐变小,且以5kHz为最适测定频率;各小麦品种的叶片含水量、束缚水/自由水比值、电容值均随着干旱胁迫时间的延长而逐渐降低,并以抗旱性较强品种叶片的值较高且降低幅度较小;干旱胁迫下各冬小麦品种叶片电容值与其相应含水量呈极显著正相关关系(P<0.01),其相关系数为0.850～0.994。表明,生理电容值能较灵敏地反映小麦叶片含水量的变化,可作为表征小麦叶片水分参数变化的一项灵敏指标,干旱胁迫下小麦品种叶片电容值变化大小可以反映其抗旱性强弱及其受旱程度。     

RAPD和ISSR标记对水稻化感种质资源遗传多态性的分析

运用RAPD和ISSR技术分析水稻化感种质资源的遗传多态性。从供试材料中筛选到具有多态性的RAPD引物12条,ISSR引物7条。RAPD引物共扩增到85条清晰的多态性条带,多态性条带比率为69．4％。ISSR引物共扩增到34条清晰的多态性条带,多态性条带比率为53．0％。对两种标记结果进行UPGMA聚类分析,结果极其类似,呈极显著的正相关(r=0．74)。聚类结果表明,地理位置相近的品种聚为一类。部分具有较强化感作用潜力的水稻品种亲缘关系很近,表明控制其化感作用性状的基因可能是等位的相同基因。而部分化感作用潜力差异显著的水稻品种聚为一类,这是由于人类在长期高产品种的定向选择过程中,水稻化感作用性状不被注意而丢失,遗传基础日益狭窄的原因。     

喜马拉雅紫茉莉根水浸提液对五种植物的化感作用研究

以采自西藏林芝地区的藏药植物喜马拉雅紫茉莉为试材,探讨其根部不同浓度(0.0125、0.025、0.05、0.1 g·mL-1)水浸提液对莴苣、绿豆、小麦、萝卜、油菜等5种植物的化感效应。结果表明,随着浸提液浓度的增加,受试植物的种子萌发及幼苗生长均受到不同程度的抑制,植株体内丙二醛含量持续升高,抗氧化酶活性及叶绿素含量逐渐下降,受试植物不同部位对浸提液敏感程度为地下部分>地上部分。另外,5种植物对浸提液敏感程度为莴苣>绿豆>小麦>萝卜>油菜。     

苗期化感水稻对根际土壤微生物群落及其功能多样性的影响

水稻化感潜力的田间表现受根际微生物间接调控。以不种水稻的土壤为对照,通过平板计数法、氯仿熏蒸法和BIOLOG分析,探讨了水稻PI312777、IAC47Iguape Cateto和Lemont苗期根际土壤微生物的群落特征及其功能多样性。结果表明,水稻品种显著地影响其根际微生物生物量碳,不同品种水稻根际微生物生物量碳大小为:Iguape Cateto(441.0mg.kg-1)>IAC47(389.7mg.kg-1)>PI312777(333.2mg.kg-1)>Lemont(283.8mg.kg-1),对照土壤为129.3mg.kg-1;PI312777、IguapeCateto、IAC47、Lemont土壤的呼吸作用强度依次为1.404、1.019、0.671、0.488μgC.g-.1h-1,对照土壤仅为0.304μgC.g-.1h-1。不同品种水稻根际土壤微生物均以细菌占优势,占微生物总数的58.4%~65.6%,放线菌占32.2%~39.4%,占2.2%~2.8%。BIOLOG分析显示,不同水稻根际土壤的平均颜色变化率(AWCD)显著不同,总以强化感水稻PI312777最高,弱化感水稻Lemont最小,各土壤的AWCD值在培养144h时均达到最大值,此时PI312777、IAC47、Iguape Cateto和Lemont的AWCD值依次为对照土壤的1.89、1.79、1.60倍和1.43倍。主成分分析表明,从31个因素中提取的与碳源利用相关的主成分1、主成分2和主成分3依次能够解释变量方差的70.08%、11.33%和7.02%;与3个主成分显著正相关的碳源有19种,其中与主成分1显著相关的是酚酸、糖类、氨基酸和胺类,与主成分2显著相关的是酚酸、糖类和脂肪酸类,而与主成分3显著相关的是糖类和羟基酸,对各主成分起分异作用的主要碳源分别是胺类和氨基酸。相关分析表明,土壤微生物总量与细菌数量、莴苣根长抑制率IR、AWCD、MBC、MBR及Shannon指数间存在显著的正相关;土壤微生物总量与莴苣根长抑制率IR间的显著正相关与水稻品种有关。可见,水稻根际土壤微生物群落、活性和功能多样性与水稻品种密切相关,这些变化可能对水稻田间化感潜力起到重要的调节作用。     

基因型与环境对小麦品种粉质参数的影响

用陕西省关中小麦品种区域试验所选用的20个小麦品种(品系)在12个试点1996～1997、1997～1998两年度的数据资料,分析了品种、环境及品种×环境互作(GEI)对粉质参数的影响。结果表明:品种与环境对所有粉质参数指标均有显著影响,但由品种决定的粉质参数的变异程度远大于环境引起的变异。基因型×环境互作效应对形成时间、稳定时间、软化度与评价值影响较大,而对吸水率影响较小。品种稳定性分析的回归系数(b值)表明基因型对不同环境的反应存在着显著差异。对每一粉质参数指标大部分品种都具有平均稳定性,只有1至2个品种稳定性显著较好或较差。     

麦水蝇为害小麦要引起重视

麦水蝇Hdrellia gruseola于早春第一代在我县小麦上发生为害越来越重,1976年全县小麦就有80％以上的面积遭受不同程度的危害。1975年前在迟播麦田受害较重,但1976年在早播麦田也遭到了严重的危害。 经观察,第一代成虫于3月初至4月中旬发生,3月初至4月下旬产卵,幼虫于3月中旬至5月初危害小麦,4月上旬至5月中旬化蛹,5月初开始发生第二代成虫。室内饲养,在日平均温度14.5—17.5℃、相     

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。     

低磷营养胁迫下水稻化感抑草潜力的变化特性及其作用机理

在低磷(0.5 mg·L^-1) 营养胁迫下,运用生理生化方法分析了化感水稻PI312777（PI）与非化感水稻Lemont (Le) 对稗草抑制作用潜力的变化特性及其内在机理.结果表明,在低磷营养胁迫下,化感水稻品种PI对受体稗草根干重的抑制能力明显提高,在处理后的5 、10和15 d,其对稗草地下部干重的抑制率分别增加了5.64%、3.89%和12.13%,增加幅度比非化感水稻品种Le显著.生理生化分析结果表明,与正常营养条件相比,用低磷营养下生长的化感水稻PI的根系分泌物处理稗草5、10和15 d,受体稗草叶片中POD活性的促进率分别提高了20.19%、15.47%和6.68%,吲哚乙酸氧化酶活性的促进率分别提高了18.08%、17.71%和12.50%,硝酸还原酶活性的抑制率分别增加了13.89%、18.60%和2.10%. 在低磷营养胁迫下,化感水稻通过抑制受体植物的硝酸还原酶活性,影响其对氮营养的吸收,同时显著提高了吲哚乙酸氧化酶活性,减缓了受体稗草的生长速度,提高了其抑草作用潜力.     

小麦×玉米单倍体植株再生体系的建立

为获得一定规模的小麦单倍体植株以构建小麦DH(Double Haploid)群体,采用小麦(Triticum aestivum,2n=42)与玉米(Zeamays,2n=20)远缘杂交诱导小麦单倍体胚,经胚拯救产生单倍体植株,研究了1/2MS培养基中幼胚取材时期、幼胚大小、4℃处理时间、暗处理时间对单倍体胚培养再生成苗的影响,结果表明:授粉后12天~16天取材的幼胚经胚拯救后成苗率无明显差异;0.5mm~1.0mm大小的幼胚成苗率显著高于0mm~0.5mm和1.0mm~1.5mm大小的幼胚成苗率;1天~3天短期4℃处理对胚萌发具有一定促进作用,但处理3天后,出愈率和成苗率降低;胚培养过程中12天左右的24h暗处理能有效提高成苗率。