生物学
化感物质介导的小麦和异种植物的根系作用
2017-09-12
植物根系相互作用对于理解植物共存及群落构建和维持具有重要的生态学意义。一般而言,植物对地下资源的竞争调控了根系间的相互作用,但愈来愈多的的研究显示非资源因子如根系分泌物介导的化学作用同样可以驱动植物间的根系作用。前期研究发现小麦化感品种与异种植物共存能够产生根系的化学识别响应,但二者根系的响应模式及其互作机制并不清楚。本研究采用根箱装置在短周期资源相对丰富的情况下,探讨化感小麦与17个科的60种植物共存时二者的根系相互作用模式及可能的化学调控机制。结果表明,共存导致小麦生物量从地上向地下转移,但这种生物量分配趋势在60种共存植物中并未表现出一致性。小麦与异种植物均能够识别邻近植物的身份并在根系层面产生响应,主要表现为根系宽度及总根长的变化,并呈现侵入、无响应及躲避三种根系分布模式。当土壤中添加活性炭后,根系的侵入及躲避模式发生显著性变化,表现为无响应,这暗示着土壤化学物质对根系形态分布模式有着重要的影响。进一步的小麦化感物质MBOA(6-methoxy-benzoxazolin-2-one)对60种植物的生长影响的研究结果表明,不同异种植物对于小麦化感物质MBOA具有浓度敏感性差异,其生物量呈现增加、减少及无变化三种响应模式。尤其是60种植物与小麦共存时的根系分布模式与MBOA对其地下生物量的调控作用存在相关性,表明异种植物在与小麦共存时,三种根系分布模式受到小麦化感物质MBOA的调控。这些结果表明,小麦与异种植物共存时,二者之间存在根系层面的化学作用,小麦可以通过释放到土壤中的化感物质MBOA对共存植物的根系分布模式进行调控,而这种调控作用的分子机制将是下一步的研究内容。
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中国第八届植物化感作用学术研讨会论文摘要集
2017年
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