不同基因型小麥化感作用研究.pdf

1、化感作用(Allelopathy)是指一些植物與植物之間（包括微生物）通過(guò)釋放化學(xué)物質(zhì)到環(huán)境中來(lái)影響鄰近植物的生長(zhǎng)發(fā)育的自然現(xiàn)象?；凶饔皿w現(xiàn)了植物之間的生化相生相克關(guān)系，且廣泛存在于農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)之中，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中普遍存在的小麥化感作用已有研究，但自然選擇與人工選育是否誘導(dǎo)小麥的化感效應(yīng)以及小麥對(duì)雜草和抗病蟲抗性的化學(xué)生態(tài)學(xué)機(jī)制缺乏深入研究。 本研究通過(guò)室內(nèi)測(cè)定，結(jié)合野外大田調(diào)查，以不同基因型小麥材料進(jìn)化序列和黃土高原侵蝕環(huán)

2、境下現(xiàn)代普通小麥70年以來(lái)人工栽培與育種史為時(shí)間尺度，以生物評(píng)價(jià)為主，結(jié)合生理、生化和生態(tài)分析，融合生物學(xué)、化學(xué)和數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)，研究了小麥材料在苗期和成熟期的化感潛力變異與比較，揭示小麥化感的生態(tài)遺傳學(xué)機(jī)制和抗草的化感抑制機(jī)理。 研究表明不同基因型小麥進(jìn)化材料化感變異具有時(shí)空異質(zhì)性特征，在人工選擇與生態(tài)進(jìn)化壓力下小麥的化感潛勢(shì)可發(fā)生誘導(dǎo)變異，并且隨進(jìn)化史呈增強(qiáng)趨勢(shì)，化感潛勢(shì)與其抗草性有顯著偶聯(lián)性。研究結(jié)果對(duì)小麥的化感作用產(chǎn)生、變異

3、及動(dòng)態(tài)，明確小麥化感的生態(tài)遺傳基礎(chǔ)、生理生化調(diào)控以及整體抗逆適應(yīng)機(jī)制，為挖掘作物抗逆潛力，開展小麥化感評(píng)價(jià)與種質(zhì)篩選、化感遺傳育種和農(nóng)業(yè)與生態(tài)持續(xù)發(fā)展提供切實(shí)可行的理論依據(jù)。 結(jié)合本研究?jī)?nèi)容，得到如下重要結(jié)果： 1 不同基因型小麥關(guān)鍵時(shí)期特征化感潛力生物評(píng)價(jià)在發(fā)芽期和苗期，不同基因型小麥對(duì)萵苣胚根伸長(zhǎng)均表現(xiàn)為抑制作用。通過(guò)對(duì)10 種不同基因型小麥在發(fā)芽期和苗期對(duì)萵苣幼苗胚根的化感作用進(jìn)行UPGMA聚類分析可劃分：野生一粒

4、、節(jié)節(jié)麥、法國(guó)黑麥、栽培二粒、寧冬一號(hào)和陜160為弱化感作用類型；栽培一粒、斯卑爾脫山羊草和野生二粒為中等化感作用類型；普通小麥為強(qiáng)化感作用類型。 不同基因型的小麥材料在成熟期時(shí)地上部的化感作用差異顯著，其水提取液明顯抑制受體幼苗胚根的生長(zhǎng)，而對(duì)胚芽伸長(zhǎng)的影響不明顯。成熟期不同基因型的小麥材料地上部的抑制作用與水提取液的濃度呈明顯的正相關(guān)性。分析不同基因型的小麥染色體組型發(fā)現(xiàn)，當(dāng)染色體組型由AA→AABB→AABBDD的進(jìn)化過(guò)程

5、中，成熟期時(shí)地上部的化感抑制作用有逐漸增強(qiáng)的趨勢(shì)，其中莖葉水提取液抑制作用表現(xiàn)為：AABBDD>AA>AABB，而穎殼水提取液抑制作用表現(xiàn)為：AABB> AABBDD>AA。大多數(shù)小麥材料莖葉部與穎殼的化感作用比值均大于1。當(dāng)染色體組由2n→4n→6n變化時(shí)，不同基因型小麥莖葉與穎殼對(duì)小麥幼苗總根長(zhǎng)的化感作用比值逐漸升高；對(duì)最大根長(zhǎng)的化感比值先降低后逐漸升高；對(duì)苗長(zhǎng)的影響為先逐漸升高而后降低。 2 不同基因型小麥化感潛勢(shì)背景下抗

6、草特性不同基因型間與基因型內(nèi)的小麥品種材料麥茬對(duì)雜草的均呈現(xiàn)顯著差異，表明化感作用基因在穩(wěn)定遺傳的同時(shí)存在一定的變異。以現(xiàn)代品種“豐產(chǎn)3號(hào)”麥茬地雜草的生物量為對(duì)照，其他小麥品種麥茬對(duì)雜草均有一定的抑制作用；對(duì)10個(gè)小麥品種麥茬地雜草的生物量與殘茬滯留時(shí)間（天）逐步回歸分析發(fā)現(xiàn)，雜草生長(zhǎng)與時(shí)間存在明顯的正相關(guān)關(guān)系，其中小麥殘茬抑制雜草生長(zhǎng)的化感作用有效天數(shù)為3~29 d，而后雜草生物量逐漸增大，最后達(dá)到穩(wěn)定；染色體組型為AA、AABB及