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根边缘细胞缓解土荆芥淋溶途径化感作用对苦荞麦代谢扰动的机制

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生态学报 2024年第6期44卷 2437-2451页

作者：龚意豫谢媛怡李玖一马丹炜四川师范大学生命科学学院成都610101

土荆芥(Chenopodium ambrosioides)可通过淋溶途径的化感作用抑制周围植物的种子萌发和幼苗生长,而根边缘细胞(Root border cells,RBCs)对此具有缓解效应。为探讨这一效应的分子机制,以苦荞麦(Fagopyrum tataricum)为研究对象,测定了在... 详细信息

土荆芥(Chenopodium ambrosioides)可通过淋溶途径的化感作用抑制周围植物的种子萌发和幼苗生长,而根边缘细胞(Root border cells,RBCs)对此具有缓解效应。为探讨这一效应的分子机制,以苦荞麦(Fagopyrum tataricum)为研究对象,测定了在土荆芥水浸提液处理前及处理后,保留RBC组和移除RBC组根尖活性氧(ROS)、超氧阴离子(O_(2)^(-))和丙二醛(MDA)含量以及抗氧化酶[超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)]活性的差异。再利用转录组测序分析上述处理对其代谢通路的影响,并进行qRT-PCR验证。结果表明:土荆芥水浸提液处理后,苦荞麦根尖ROS、O_(2)^(-)和MDA的含量以及抗氧化酶(POD和CAT)活性明显提高,且RBC移除组升高更多。通路分析表明,土荆芥水浸提液处理后,移除和保留RBCs组的苯丙素合成、α-亚麻酸代谢、类黄酮合成和谷胱甘肽代谢通路都显著发生改变。其中,苯丙素合成通路以抑制为主,且移除RBCs后受到抑制的程度更低;α-亚麻酸代谢通路中的甾酯水解酶(steryl ester hydrolase,TGL4)和磷脂酶A1(phospholipase A1,DAD1)的表达量大幅上调,而在移除RBCs组则未见变化,TGL4和DAD1负责将磷脂酰胆碱催化形成α-亚麻酸,为抑制植物生长并提高抗性的茉莉酸(JA)提供丰富的底物。此外,与根部疏水性有关的角质、木栓质和蜡合成通路只在移除RBCs组显著改变。上述结果表明,根边缘细胞通过影响根尖抗逆物质合成(苯丙素通路)、抗氧化酶和非酶抗氧化系统(类黄酮和谷胱甘肽)和根部疏水性等方面,以及提高茉莉酸(JA)的表达,在生长和防御中寻找平衡,缓解土荆芥水溶性物质化感胁迫;土荆芥水溶性物质成分复杂,具体哪一种成分在其化感作用中扮演主效作用,尚待进一步研究确证。

关键词：土荆芥化感作用苦荞麦根边缘细胞代谢调控转录组

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北美车前提取液对稗草和千金子的化感作用

草地学报 2024年第2期32卷 510-516页

作者：张家迪刘双清邬腊梅周尚峰黄晨杨浩娜湖南农业大学植物保护学院湖南长沙410128 湖南省农业科学院杂草生物学及安全防控湖南省重点实验室湖南长沙410125

从植物中筛选出具有除草活性的化感物质为植物源除草剂的开发提供了丰富的资源。本试验比较分析了北美车前(Plantago virginica)水提液、醇提液与腐解提取液对稗草(Echinochloa crusgalli)和千金子(Leptochloa chinensis)种子萌发的化... 详细信息

从植物中筛选出具有除草活性的化感物质为植物源除草剂的开发提供了丰富的资源。本试验比较分析了北美车前(Plantago virginica)水提液、醇提液与腐解提取液对稗草(Echinochloa crusgalli)和千金子(Leptochloa chinensis)种子萌发的化感作用。并利用超高效液相色谱-质谱联用(UHPLC-QE-MS)技术鉴定腐解提取液中的主要化感物质,评价各物质对稗草和千金子种子萌发的影响。结果显示:腐解提取液对稗草和千金子种子萌发的抑制效果最强,壬酸、正辛酸、4-甲基儿茶酚为主要化感物质。4-甲基儿茶酚处理后稗草超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)的活性随处理浓度增加先增强又下降。而相同处理下的千金子SOD与POD活性随试验浓度增高先降低后增高,CAT活性则随试验浓度增大而增强,表明4-甲基儿茶酚处理干扰了杂草体内活性氧平衡,且对稗草和千金子抗氧化酶的影响不同。

关键词：北美车前化感作用植物源除草剂稗草千金子腐解

溪黄草浸提液对2种杂草种子萌发和幼苗生长的化感作用

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草地学报 2024年

作者：陈幻真许明爽周天宇黄燕丽李超董朝霞华南农业大学南方草业中心

为研究溪黄草(Rabdosia serra (Maxim.) Hara)浸提液对杂草种子萌发与幼苗生长的化感作用，本试验以稗草(Echinochloa crusgalli(L.)P. Beauv.)和马唐(Digitaria sanguinalis(L.)Scop.)为受体材料，采用培养皿滤纸法测定了稗草与马唐的种子萌发、幼苗形态和生理指标。结果表明：(1)溪黄草鲜样浸提液在80 mg·mL-1时，对马唐与稗草种子的萌发和根长起到显著的抑制作用(P作用，且浸提液浓度越高抑制作用越强。综上所述，溪黄草浸提液在浓度为80 mg·mL-1时，对马唐种子萌发和幼苗生长具有显著的抑制作用(P<0.05)。

关键词：溪黄草马唐稗草浸提液化感作用

玉米根系分泌物改变酚酸类物质对花生种子发芽及病原菌的化感作用

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中国油料作物学报 2024年第3期46卷 544-553页

作者：赵忆南李庆凯刘苹郭峰唐朝辉赵自超万书波张正李宗新鲁东大学农学院山东烟台264004 养分资源高效利用全国重点实验室农业农村部黄淮海平原农业环境重点实验室山东省农业科学院农业资源与环境研究所山东济南250100 山东农业工程学院山东济南250100 山东省农业科学院山东济南250100

为进一步探索玉米花生间作缓解花生连作障碍的机理,通过收集玉米根系分泌物,外源添加到酚酸类化感物质处理的花生种子及病原菌培养基中的方法,研究玉米根系分泌物对3种酚酸类化感物质及其混合物化感作用的影响。结果表明,2种浓度(0.75 m... 详细信息

为进一步探索玉米花生间作缓解花生连作障碍的机理,通过收集玉米根系分泌物,外源添加到酚酸类化感物质处理的花生种子及病原菌培养基中的方法,研究玉米根系分泌物对3种酚酸类化感物质及其混合物化感作用的影响。结果表明,2种浓度(0.75 mmol/L和1.5 mmol/L)的肉桂酸、邻苯二甲酸、对羟基苯甲酸及其混合物,对花生胚芽生长和根腐镰孢菌及炭疽菌2种病原菌起化感抑制作用。玉米根系分泌物对花生种子发芽起促进作用,对花生根腐镰孢菌和炭疽菌主要起抑制作用。添加玉米根系分泌物后,减轻了3种酚酸类化感物质及其混合物对花生种子发芽的化感抑制作用,低浓度处理下化感指数降低了60.10%~88.11%;增强了其对根腐镰孢菌的化感抑制作用,高浓度处理下化感指数增加了28.00%~46.55%;改变了对羟基苯甲酸和3种酚酸类化感物质混合物对炭疽菌的化感效应方向,由促进作用转变为抑制作用。玉米根系分泌物可以减轻花生连作障碍中自毒酚酸物质对种子萌发的化感抑制作用、增强其对土壤中病原菌的化感抑制作用,为玉米花生间作缓解花生连作障碍提供了依据,有利于粮油作物综合产能的协同提升。

关键词：玉米根系分泌物酚酸类物质化感作用病原菌花生连作障碍

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丛枝菌根真菌对实葶葱生长及化感作用的影响

西北农林科技大学学报（自然科学版） 2024年第6期52卷 121-131页

作者：计怀峰林辰壹吾塔尼别克·卓马别克张文康赵庭杰陈丽琴赵丹新疆农业大学园艺学院新疆园艺作物种质资源与高效生产重点实验室新疆乌鲁木齐830052

【目的】探究丛枝菌根真菌(AMF)对实葶葱生长发育、生理活动以及化感作用的影响,为实葶葱驯化利用和AMF种质资源开发提供参考。【方法】采用盆栽试验,将分离自实葶葱栽培田土壤中的AMF(优势属为球囊霉属和无梗囊霉属)孢子接种于人工栽... 详细信息

【目的】探究丛枝菌根真菌(AMF)对实葶葱生长发育、生理活动以及化感作用的影响,为实葶葱驯化利用和AMF种质资源开发提供参考。【方法】采用盆栽试验,将分离自实葶葱栽培田土壤中的AMF(优势属为球囊霉属和无梗囊霉属)孢子接种于人工栽培的实葶葱根际(AM处理),以未接种AMF的实葶葱为对照(N-AM处理),测定实葶葱植株生长和生理特征的变化;取实葶葱地上部和地下部,分别制备0(对照),0.25,0.5和1 mg/mL的水浸提液,以叶用莴苣种子为受体材料,采用卷纸发芽法进行发芽试验,测定叶用莴苣幼苗生长指标,以衡量实葶葱化感作用的变化。【结果】接种AMF后实葶葱生长受到显著促进,植株表型得到调控。出苗后150 d,AM处理的株高、全株鲜质量、地上部鲜质量、地下部鲜质量、根长、根体积、须根数、侧根分支数分别为15.00 cm、0.87 g/株、0.46 g/株、0.42 g/株、21.17 cm、2.24 cm 3、8.83个/株、13.92个/株,较N-AM处理分别增加了36.74%,182.87%,251.42%,132.18%,23.83%,116.23%,14.23%,169.25%;菌根生长效应随实葶葱生长而增强,于出苗后120 d达到最高值1.33;AM处理实葶葱的全株、地上部和地下部干质量分别为127.60,90.20,37.40 mg/株,较N-AM处理分别显著增加了188.04%,290.48%和76.42%,根冠比则显著降低了54.84%。AM处理实葶葱叶片叶绿素a、鳞茎可溶性糖和EPY含量较N-AM处理分别显著提高了130.25%,58.33%和41.18%,叶片叶绿素b和可溶性糖含量比N-AM处理略降低但差异不显著。AM处理根系中独脚金内酯素含量在出苗后呈增高-降低-增高的变化趋势,于出苗后60 d达到最高值(2.86 ng/g),根系活力始终高于N-AM处理,盆栽实葶葱根系AMF侵染率最终为31.55%。当实葶葱地上部浸提液质量浓度为0.5 mg/mL、地下部浸提液质量浓度为0.25 mg/mL时,AM处理的综合化感效应指数分别比N-AM处理分别提高了112.12%和66.67%;当地上部浸提液质量浓度为0.25和1 mg/mL、地下部浸提液质量浓度为0.5和1 mg/mL时,AM处理的综合化感效应指数分别比N-AM处理降低了50.94%和4.69%及18.52%和35.19%。不同质量浓度实葶葱水浸提液对叶用莴苣幼苗生长均表现出促进作用,各处理的综合化感隶属函数值均高于对照(4.06),其中以0.5 mg/mL AM处理地上部水浸提液最高(15.49),0.25 mg/mL N-AM处理地下部水浸提液最低(6.89)。【结论】实葶葱的生长发育与生理活动均受到AMF强烈的正向作用,实葶葱对受体植物的化感作用效果也受到AMF的调节。

关键词：实葶葱丛枝菌根真菌生长发育化感作用

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高羊茅提取物对稗草和千金子的化感作用

分子植物育种 2024年

作者：丁莉君张家迪刘双清周成言王立峰杨浩娜湖南农业大学植物保护学院湖南大学生物学院隆平分院湖南省水稻研究所湖南省农业科学院农业生物技术研究所

植物提取物为植物源除草剂的开发提供了丰富的资源，为确定高羊茅草中的化感物质是否具有除草活性，分别以无菌水和无水乙醇为溶剂提取高羊茅草中的活性物质，并对各粗提物进行除草活性鉴定。结果为高羊茅水提取液对稗草和千金子的抑制... 详细信息

植物提取物为植物源除草剂的开发提供了丰富的资源，为确定高羊茅草中的化感物质是否具有除草活性，分别以无菌水和无水乙醇为溶剂提取高羊茅草中的活性物质，并对各粗提物进行除草活性鉴定。结果为高羊茅水提取液对稗草和千金子的抑制效果优于乙醇提取液。在浓度为10 g/L时，高羊茅水提取液和乙醇提取液对稗草的化感效应指数分别为-1和-0.1；对千金子的化感效应指数分别为-1和-0.13。经超高效液相色谱-质谱联用(UHPLC-QE-MS)技术分析，发现该提取物中主要化合物为左旋缬氨酸、丁二酸、水杨醛、壬二酸、L-苯丙氨酸等17种。进一步的除草活性测定结果表明：葫芦巴碱、壬二酸、2’-脱氧鸟苷和二甲基丙二酸4种化合物对稗草表现出一定的除草活性，在500 mg/L时对稗草种子发芽抑制率均在76%以上；二甲基丙二酸对稗草幼苗生长的抑制作用最强，在10 mg/L时，即对稗草幼苗生长起抑制作用，在300 mg/L时对稗草综合化感效应指数最高，为-0.88；对羟基肉桂酸、6-羟基烟酸、N， N-二乙醇十二酰胺、二甲基丙二酸4种化合物对千金子表现出一定的除草活性，在500 mg/L时对千金子种子发芽抑制率均为100%；对羟基肉桂酸对千金子幼苗生长的抑制作用最强，在300 mg/L时，对千金子幼苗生长综合化感效应指数最高，为-0.85。

关键词：高羊茅提取液稗草千金子化感作用

猕猴桃叶水浸提液对4种植物化感作用及其化学成分分析

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山东农业科学 2024年

作者：黄国华卢玉鹏宁心怡姚东良杨斌高柱王小玲江西省科学院生物资源研究所/特色果树茶叶种植与高值利用江西省重点实验室南昌航空大学环境与化学工程学院西北农林科技大学园艺学院

猕猴桃和绿肥植物的立体栽培模式对果园可持续发展具有重要意义，而化感作用是构建科学的果园立体栽培模式所必须考虑的因素之一。本研究以金果和金魁猕猴桃叶为供体，波斯菊、黑麦草、白三叶草和紫花苜蓿为受体，用不同浓度(LL1、LL5、... 详细信息

猕猴桃和绿肥植物的立体栽培模式对果园可持续发展具有重要意义，而化感作用是构建科学的果园立体栽培模式所必须考虑的因素之一。本研究以金果和金魁猕猴桃叶为供体，波斯菊、黑麦草、白三叶草和紫花苜蓿为受体，用不同浓度(LL1、LL5、LL10)的猕猴桃叶水浸提液处理受体植物种子，观测种子萌发和幼苗生长差异，并采用GC-MS技术鉴定其化感物质。结果表明，两品种猕猴桃叶片中鉴定出的主要化感物质存在一定差异，其中2，3-丁二醇、抗氧剂2246为二者共同的主要化感物质。金果猕猴桃叶水浸提液促进波斯菊、紫花苜蓿种子萌发，对白三叶草则表现为“低促高抑”。猕猴桃叶水浸提液抑制波斯菊和紫花苜蓿根的生长，抑制率均大于8%；对黑麦草和白三叶草根生长整体表现为“低促高抑”。综合评价结果表明，猕猴桃叶水浸提液对4种受体植物种子萌发的化感促进作用波斯菊最好，黑麦草次之，且对幼苗根生长的化感作用明显大于茎生长。因此，建议波斯菊和黑麦草为猕猴桃和绿肥植物立体栽培模式的推荐种植植物。

关键词：猕猴桃水浸提液受体植物化感作用化感物质

红芪不同部位及根际土水浸液对其种子萌发及幼苗生长的化感作用

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中药材 2024年 833-838页

作者：林鑫李昕蓉李成义强正泽胡静雯谭雪艳甘肃中医药大学

目的:探究红芪根、茎、叶及根际土水浸液对红芪种子萌发和幼苗生长的影响,以初步了解红芪的化感自毒作用,为解决红芪连作障碍问题提供参考。方法:采用生物测定方法,测定红芪根、茎、叶及根际土水浸液(0.10000、0.05000、0.02500、0.0125... 详细信息

目的:探究红芪根、茎、叶及根际土水浸液对红芪种子萌发和幼苗生长的影响,以初步了解红芪的化感自毒作用,为解决红芪连作障碍问题提供参考。方法:采用生物测定方法,测定红芪根、茎、叶及根际土水浸液(0.10000、0.05000、0.02500、0.01250、0.00625 g/m L)对红芪种子及幼苗的化感指标,并计算化感综合效应指数。结果:红芪根、茎、叶及根际土水浸液对其种子发芽率、发芽势和幼苗苗高均有显著抑制作用,根、叶水浸液对红芪幼苗的鲜重和叶宽具有低浓度促进高浓度抑制的双重作用,0.00625 g/m L根、叶水浸液处理下,幼苗的鲜重和叶宽均大于CK,分别为0.0270 g、3.48 mm和0.0413 g、3.91 mm,而二者在0.10000 g/m L处理下,幼苗的鲜重和叶宽均小于CK,分别为0.0202 g、2.67 mm和0.0252 g、2.79 mm;通过计算化感综合效应指数,4种水浸液间的化感作用差异较大,根水浸液对红芪种子萌发和幼苗生长的抑制作用最强,为-1.912,根际土水浸液抑制作用最弱,为-0.244,茎水浸液具有促进作用,为0.058。结论:红芪根、叶及根际土水浸液对其种子萌发和幼苗生长均表现出一定的化感自毒作用,且作用强度依次为根、叶、根际土,而部分红芪茎水浸液处理及低浓度根际土水浸液处理表现促进作用,生产中应采取必要的间作套作方式避免红芪连作障碍。

关键词：红芪不同部位根际土化感作用自毒作用

谷子水浸液对谷莠子种子萌发及幼苗生长的化感作用

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农学学报 2024年第4期14卷 1-6页

作者：赵娜李国瑜李国清丛新军泰安市农业科学院山东泰安271000

为探究谷子与谷莠子生长之间的化感作用,本试验以‘金选6号’谷子水浸液、‘大狗尾草’为试验材料,研究了不同浓度水浸液对谷莠子种子萌发及幼苗生长的影响。结果表明:不同浓度水浸液对其种子萌发及幼苗生长表现为“低促高抑”。原液处... 详细信息

为探究谷子与谷莠子生长之间的化感作用,本试验以‘金选6号’谷子水浸液、‘大狗尾草’为试验材料,研究了不同浓度水浸液对谷莠子种子萌发及幼苗生长的影响。结果表明:不同浓度水浸液对其种子萌发及幼苗生长表现为“低促高抑”。原液处理下种子发芽率较对照降低13.888%,化感效应指数为-0.139。原液、10倍稀释液处理下根芽长及鲜干重等综合效应指数分别为-0.070、-0.034,表现出化感抑制作用,且植株全长、叶面积、叶绿素含量、SOD均低于对照。50、100倍稀释液处理下种子发芽率较对照增加33.333%、11.117%,根芽长及鲜干重等综合效应指数为0.275、0.153,表现为化感促进作用,其中50倍稀释液促进作用最强,植株全长、叶面积、叶绿素含量、SOD均与对照差异显著。谷田中常伴有大量谷莠子生长,此研究结果将为幼苗期去除谷莠子提供一定的理论基础。

关键词：谷子水浸液谷莠子化感作用种子萌发幼苗生长