假高粱主要化感物質(zhì)動(dòng)態(tài)分布及其對(duì)土壤細(xì)菌群落的影響.pdf

1、假高粱(Sorghum halepense(L.) Pers.)屬禾本科蜀黍?qū)伲a(chǎn)地中海地區(qū)，是世界公認(rèn)的十大惡性雜草之一，約于20世紀(jì)80年代侵入我國(guó)，目前已傳入我國(guó)華南、華中、華北及西南的部分地區(qū)，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生物多樣性造成嚴(yán)重?fù)p失，因此被我國(guó)列為首批最具危害的16種外來(lái)入侵物種之一。假高粱具有強(qiáng)烈的化感作用，其地下組織分泌物能顯著抑制水稻、小麥、棉花等作物以及黎、反枝莧等雜草的種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)。為闡明假高粱入侵的化學(xué)機(jī)制及其作

2、用機(jī)理，本文研究了不同生長(zhǎng)時(shí)期假高粱根系分泌物中主要的化感物質(zhì)及其動(dòng)態(tài)分布規(guī)律，并研究了假高粱根系分泌物對(duì)土壤細(xì)菌群落多樣性的影響。
　　 采用連續(xù)性根系分泌物收集系統(tǒng)收集假高粱整個(gè)生長(zhǎng)期的根系分泌物，應(yīng)用高效液相色譜技術(shù)對(duì)假高粱根系分泌物中化感物質(zhì)的種類(lèi)及其含量進(jìn)行分析。結(jié)果顯示，假高粱根系分泌物中主要的化感物質(zhì)有對(duì)羥基苯甲酸(p-hydroxybenzoic acid)、麥黃酮(tricin)、對(duì)羥基苯甲醛(p-hydrox

3、ybenzaldehyde)、對(duì)羥基苯甲酸乙酯（ethyl p-hydroxybenzoate）和5，7，3'-三羥基-4'-甲氧基黃酮(diosmetin)。
　　 假高粱不同生長(zhǎng)時(shí)期主要化感物質(zhì)種類(lèi)和釋放量有差異，其中幼苗期以對(duì)羥基苯甲酸為主要化感物質(zhì)，拔節(jié)期以對(duì)羥基苯甲酸、麥黃酮、對(duì)羥基苯甲醛和對(duì)羥基苯甲酸乙酯為主，抽穗開(kāi)花期后以對(duì)羥基苯甲酸、麥黃酮、對(duì)羥基苯甲醛、對(duì)羥基苯甲酸乙酯和5，7，3'-三羥基-4'-甲氧基黃酮為

4、主。
　　 假高粱根系分泌物中各種化感物質(zhì)開(kāi)始分泌的時(shí)間不同，對(duì)羥基苯甲酸是在假高粱的幼苗期開(kāi)始分泌，釋放量隨假高粱的生長(zhǎng)而增加，其中假高粱開(kāi)花期（種植后240d至255d間）釋放量最大，平均每株的釋放量是1.07×10-6mol。麥黃酮自假高粱拔節(jié)期（種植后105-120d）開(kāi)始分泌，釋放量隨假高粱的生長(zhǎng)而增大，假高粱成熟期(種植后240d至255d)釋放量最大，為平均每株1.18×10-8mol。對(duì)羥基苯甲醛自假高粱拔節(jié)期（

5、種植后120至135d）開(kāi)始分泌，釋放量逐漸增大，假高粱開(kāi)花期(種后225d至240d)釋放量最大，為平均每株2.30×10-8mol。對(duì)羥基苯甲酸乙酯自假高粱拔節(jié)期(種后135-150d)開(kāi)始分泌釋放，釋放量逐漸增大，假高粱開(kāi)花期(種后225d至240d)釋放量達(dá)到最大值，為平均每株8.42×10-8mol。5，7，3'-三羥基4'-甲氧基黃酮自假高粱抽穗期（種后195-210d）開(kāi)始分泌釋放，釋放量逐漸增大，假高粱成熟期(種后255

6、d至270d)釋放量達(dá)到最大值，為平均每株1.46×10-9mol。
　　 采用盆栽試驗(yàn)，以土壤中添加活性炭作為對(duì)照;應(yīng)用PCR-DGGE技術(shù)，通過(guò)細(xì)菌16S rDNA V3區(qū)片段的變形梯度凝膠電泳(DGGE)和克隆測(cè)序來(lái)研究土壤細(xì)菌群落變化。研究結(jié)果表明，假高粱根系分泌物可以明顯提高土壤細(xì)菌多樣性水平和豐富度。受假高粱根系分泌物影響，假高粱自抽穗開(kāi)花期始土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)發(fā)生較大變化，受假高粱根系分泌物影響的土壤細(xì)菌群落聚為一類(lèi)

7、，不受其影響的土壤細(xì)菌群落聚為另一類(lèi)，兩大類(lèi)的相似性指數(shù)僅為50％左右。對(duì)DGGE指紋圖譜中的差異條帶進(jìn)行回收、克隆、測(cè)序，結(jié)果表明，假高粱根系分泌物對(duì)Agrobacterium sanguineum、Sphingomonas soli、Uncultured Acidobacterium、Pseudomonas plecoglossicida四種細(xì)菌類(lèi)群有促進(jìn)作用，對(duì)Actinomyces turicensis、Pseudomonas