低钾胁迫对水稻(Oryza sativa L.)化感潜力变化的影响

低钾胁迫对水稻(Oryza sativa L.)化感潜力变化的影响

王海斌1,2,何海斌1,2,熊 君2,邱 龙2,方长旬2,曾聪明2,严 琳2,林文雄1,2,* 【摘 要】摘要:研究以国际公认的化感水稻PI312777和非化感水稻Lemont为供体，稗草(Echinochloa crus-galli L.)为受体，采用稻/稗共培体系，研究低钾胁迫对水稻化感潜力变化的影响及其机制。受体稗草的形态指标分析结果表明，低钾胁迫促使化感水稻PI312777对共培稗草的根长、株高和干重的抑制率均升高，增幅远大于非化感水稻Lemont。受体稗草生理生化指标分析结果表明，低钾胁迫下化感与非化感水稻对受体稗草保护酶系(SOD、POD、CAT)及根系活力的抑制作用增强，但化感水稻PI312777比非化感水稻Lemont的抑制程度大，且达极显著差异。实时荧光定量PCR分析结果表明，低钾胁迫下，化感水稻PI312777根部与叶部中酚类代谢的关键酶——苯丙氨酸解氨酶、肉桂酸-4-羟化酶、羟化酶、O-甲基转移酶的基因均上调表达，而非化感水稻根部相应酶均下调表达，叶部除苯丙氨酸解氨酶上调，其余酶也下调表达。而萜类代谢途径关键酶——HMG-CoA还原酶、角鲨烯合酶、单萜烯环化酶、倍半萜烯环化酶、二萜烯环化酶的基因，在两种水稻根部中呈现出相同或相似的表达方式(上调或下调)，即HMG-CoA还原酶上调表达，角鲨烯合酶、单萜烯环化酶、倍半萜烯环化酶、二萜烯环化酶下调表达；而在水稻叶部，非化感水稻Lmont相应酶基因表达方式仍然不变，化感水稻PI312777除了角鲨烯合酶下调表达，其余4个酶均上调表达。水稻根系分泌物中酚类物质的HPLC分析结果表明，低钾胁迫下，化感水稻PI312777根系分泌物中，所检出的酚酸类物质总量是正常营养条件下的2.30倍，而非化感水稻Lemont则是正常营养条件下的0.91倍。综合分析认为低钾胁迫下，化感水稻PI312777抑草能力增强主要是