本文關(guān)鍵詞：根系分泌物介導(dǎo)的植物種間地下化學(xué)作用

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【摘要】：植物間相互作用一直是生態(tài)學(xué)的基本科學(xué)問題,尤其是植物間的化學(xué)作用得到廣泛關(guān)注。根系分泌物是植物在地下建立彼此關(guān)聯(lián)的重要紐帶,本研究針對多年生林木(杉木(Cunninghamia lanceolata)-火力楠(Michelia macclurei))和一年生草本(小麥(Triticum aestivum)與異種植物)混種體系,通過設(shè)置田間、盆栽和根箱實驗,以生物量、根系形態(tài)、行為模式及化感物質(zhì)含量等作為評價指標(biāo),系統(tǒng)探討根系分泌物介導(dǎo)的植物種間地下化學(xué)作用,同時嘗試尋找根系分泌物中調(diào)控這類植物種間關(guān)系的關(guān)鍵成分,為根系分泌物介導(dǎo)的植物種間關(guān)系的化學(xué)機制提供理論基礎(chǔ)。其主要結(jié)果如下:(1)杉木-火力楠混栽對于杉木生長有著明顯促進(jìn)作用,這一作用涉及火力楠根系分泌物對于地下生態(tài)過程的調(diào)節(jié)�；旖涣诛@著提高土壤中的養(yǎng)分(P含量),并且建立且優(yōu)化了不同于杉木純林的微生物群落結(jié)構(gòu);火力楠根系分泌物和根際土能夠促進(jìn)杉木生長,其根系分泌物還間接調(diào)控土壤微生物群落結(jié)構(gòu);火力楠根系分泌物改變杉木的根系生長,表現(xiàn)為杉木根系在土壤中垂直和水平分配的改變,極大緩解了根系競爭作用�；鹆﹂谂c杉木混栽的過程中,其生物量、根系形態(tài)、根系行為的改變并不明顯。進(jìn)一步分析杉木和火力楠根系分泌物,發(fā)現(xiàn)兩者在組成和含量上具有明顯差別。(2)根系分泌物參與介導(dǎo)小麥與異種植物間根系層面的相互作用。在不同的共存模式下(63種同種植物單作(不含小麥),小麥與63種異種植物混種,小麥同種單作)下,植物能夠識別共存植物的身份,并做出不同的行為響應(yīng),包含生物量、根系形態(tài)和根系模式的改變;且異種植物的系統(tǒng)發(fā)育學(xué)身份(單、雙子葉及科屬屬性)決定小麥根系的根系形態(tài)響應(yīng),主要指總根系占有區(qū)域、總根長和根系最大幅度改變;植物根系水平層次的分配差異顯示,63種異種植物與小麥共存時存在3種根系相互作用模式分別是躲避、無響應(yīng)和侵入。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),根系分泌物對根系模式的形成有著重要的影響,表現(xiàn)為加入活性炭處理后,使植物根系水平層次上的分配模式由原本的躲避、入侵變?yōu)闊o響應(yīng)。(3)共存植物根系分泌物中潛在化學(xué)信號介導(dǎo)小麥與伴生植物間的化學(xué)通訊。共存植物根系分泌物種類和濃度影響小麥根系化感物質(zhì)DIMBOA濃度,高濃度的植物根系分泌物均可誘導(dǎo)小麥根系化感物質(zhì)DIMBOA的合成,并且會降低小麥生物量。實驗發(fā)現(xiàn)六種化學(xué)物質(zhì)(茉莉酸、水楊酸、麥芽酚、黑麥草內(nèi)酯、木犀草素)均可以誘導(dǎo)小麥根系化感物質(zhì)DIMBOA的合成。其中,茉莉酸、水楊酸及黑麥草內(nèi)酯在11種植物組織、根系分泌物和根際土中都普遍存在,且植物根系分泌物中黑麥草內(nèi)酯的濃度與小麥根系化感物質(zhì)DIMBOA誘導(dǎo)濃度間具有顯著正相關(guān)。此外,茉莉酸、水楊酸和黑麥草內(nèi)酯在100種大樣本植物組織中普遍存在。
【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：Q945

【參考文獻(xiàn)】

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中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

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本文編號：1297851