异种植物对小麦化感物质的诱导机制

发布时间：2017-04-20 03:13

  本文关键词：异种植物对小麦化感物质的诱导机制，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：以次生代谢物变化为主要特征的植物间化学识别与响应,是植物行为生态学研究的主要问题之一。揭示并阐明植物间化学识别与响应机制,对拓宽植物种间化学相互作用的认识具有重要意义。本研究针对化感小麦对与其共存植物的化学识别与响应,探讨异种植物对小麦化感物质的诱导机制。 结果显示： (1)小麦和异种植物以相同的比例(1：1,3：3,5：5,10：10,15：15,20：20)共存时,伴生植物对小麦化感物质DIMBOA (2,4-dihydroxy-7-methoxy-1,4-benzoxazin-3-one)的诱导率取决于密度水平；在密度比为5：5时诱导率达到最高。同一密度下不同植物对小麦DIMBOA的诱导率取决于伴生植物的种类。小麦对伴生植物生物量的抑制率在5：5时达到最高,但随着小麦与伴生植物整体播种密度的增加,小麦对伴生植物的抑制逐渐减弱。 (2)小麦密度保持5株/盆不变,小麦和异种植物以不同的比例(5：1,5：2,5：3,5：4,5：5,5：6,5：7,5：8,5：9,5：10)共存,10种伴生植物对小麦组织DIMBOA的诱导率与伴生植物种类和密度紧密相关,其中马唐、苘麻、牛筋草、大豆和萝卜在与小麦密度比5：5时,对小麦组织DIMBOA的诱导率达到最高,而稗草、反枝苋、节节麦、野燕麦和日本看麦娘在与小麦密度比8：5时,对小麦组织DIMBOA的诱导率达到最高。 (3)小麦对不同播种时期伴生植物的响应显著不同,小麦DIMBOA浓度表现为：先播种伴生植物同时播种伴生植物和小麦后播种伴生植物；小麦生物量表现为：先播种伴生植物同时播种伴生植物和小麦后播种伴生植物。小麦与伴生植物在根系不分隔及30μm和0.45μm膜分隔三种条件下,小麦对伴生植物均做出可塑性化学响应。而根系在塑料膜完全分隔条件下,伴生植物对小麦组织DIMBOA无诱导效应。表明小麦与伴生植物间识别与响应,是通过地下根系分泌的化学信号物质在土壤中的传递引起的。 (4)伴生植物的根系分泌物可诱导小麦DIMBOA的合成,但诱导效应与根分泌物浓度和添加时间显著相关。高浓度根分泌物显著诱导小麦DIMBOA,最大诱导率发生在添加根系分泌物后的第6-9小时。 以上结果表明,小麦能够识别异种植物的存在,并通过化感物质DIMBOA的合成及含量变化对伴生植物做出可塑性化学响应。而且这一行为是通过根系分泌的化学信号物质在土壤中的传递进行的,伴生植物对小麦组织DIMBOA的诱导率取决于伴生植物的种类和密度。
【关键词】：小麦 异种植物 DIMBOA 诱导效应 根系分泌物
【学位授予单位】：中国农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S512.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-22
• 1.1 植物对环境变化的适应性10
• 1.2 影响植物生长的环境因子10-12
• 1.2.1 影响植物生长的非生物因子11
• 1.2.2 影响植物生长的生物因子11-12
• 1.3 植物间化学作用12-14
• 1.3.1 植物化感作用12-13
• 1.3.2 植物间化学通讯与识别13-14
• 1.3.3 次生代谢物介导的植物间化学作用14
• 1.4 植物间化学识别与响应14-17
• 1.4.1 根分泌物介导的植物间化学识别与响应14-15
• 1.4.2 植物间化学识别与响应的影响因素15-17
• 1.5 作物与其他植物间化学识别与响应17-19
• 1.5.1 小麦主要次生代谢物及其在种间化学识别与响应中的作用17-18
• 1.5.2 小麦对伴生植物的识别与响应18-19
• 1.5.3 伴生植物及其根系分泌物对小麦次生代谢物的诱导19
• 1.6 研究目的和内容19-22
• 1.6.1 研究目的及意义19
• 1.6.2 研究内容19-21
• 1.6.3 技术路线21-22
• 第二章 不同密度下小麦对伴生植物的化学识别与响应22-53
• 2.1 前言22
• 2.2 材料与方法22-27
• 2.2.1 实验材料及其选择依据22-23
• 2.2.2 实验试剂及仪器23
• 2.2.3 实验设计及方法23-26
• 2.2.4 小麦组织采集及DIMBOA测定条件26-27
• 2.2.5 数据分析27
• 2.3 结果与分析27-52
• 2.3.1 小麦对伴生野燕麦的识别与响应27-32
• 2.3.2 等密度比小麦对其他伴生植物的抑制及响应随密度变化的规律32-39
• 2.3.3 小麦密度5株/盆不变伴生植物密度增加时小麦对伴生植物的响应39-48
• 2.3.4 强诱导植物(5：5)伴生下小麦DIMBOA及生物量变化48-50
• 2.3.5 弱诱导植物(5：5)伴生下小麦DIMBOA及生物量变化50-52
• 2.4 讨论与小结52-53
• 第三章 小麦对伴生植物的识别与响应机制53-68
• 3.1 前言53
• 3.2 材料与方法53-55
• 3.2.1 实验材料53
• 3.2.2 实验试剂及仪器53
• 3.2.3 根系分隔方式实验设计53-54
• 3.2.4 播种时期实验设计54-55
• 3.2.5 小麦生物量、DIMBOA测定及数据分析55
• 3.3 结果与分析55-67
• 3.3.1 根系不同分隔方式下小麦对伴生植物识别与响应的机制55-62
• 3.3.2 小麦对不同生长时期伴生植物的识别与响应62-67
• 3.4 讨论与小结67-68
• 第四章 伴生植物根分泌物添加对小麦组织DIMBOA的诱导68-88
• 4.1 前言68
• 4.2 材料与方法68-71
• 4.2.1 实验材料68
• 4.2.2 实验试剂及仪器68-69
• 4.2.3 实验设计及方法69-70
• 4.2.4 小麦组织采集方法及DIMBOA测定条件70
• 4.2.5 数据分析70-71
• 4.3 结果与分析71-87
• 4.3.1 5：5密度伴生植物根分泌物收集浓度的确定71-74
• 4.3.2 5：5密度伴生植物根分泌物添加对小麦组织DIMBOA的诱导74-82
• 4.3.3 8：5密度伴生植物根分泌物收集浓度的确定82-83
• 4.3.4 8：5密度伴生植物根分泌物添加对小麦次生物质DIMBOA的诱导83-87
• 4.4 讨论与小结87-88
• 第五章 结论与展望88-90
• 5.1 主要结论88
• 5.2 本论文创新点88-89
• 5.3 问题与展望89-90
• 参考文献90-99
• 致谢99-100
• 附录100-106
• 个人简介106
• 主要教育经历106
• 参与科研项目106

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 白莉萍,林而达,饶敏杰;不同试点灌溉方式对冬小麦产量和品质性状的影响[J];生态学报;2005年04期

2 刘颖慧;贾海坤;高琼;;植物同化物分配及其模型研究综述[J];生态学报;2006年06期

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本文编号：317776