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香豆素对水稻化感作用机制的研究

王化  
【摘要】:近年来,由于具有较大的生态和经济效益,化感作用的研究成为生态学研究中的热点之一。本研究选择在各类植物中广泛存在的——香豆素作为化感物质,重要的农作物——水稻作为受体植物,对香豆素对水稻化感作用的机理进行了初步探讨。通过对香豆素作用下水稻种子萌发、幼苗生长、以及根尖有丝分裂情况的实验研究,结果如下: 从整体分析,(在试验所选取浓度范围内)香豆素对水稻初期的生长(苗高、根长、鲜重、干重)具有抑制作用,并且随着香豆素浓度的增大,抑制作用增强;随着香豆素存在时间的延长,抑制作用加剧。进一步的分析表明,香豆素对水稻地下部分的毒害大于对地上部分的毒害。 当香豆素溶液的浓度低于0.8mmol/L时,香豆素对水稻种子的萌发具有一定的促进作用,但随着幼苗的生长这种促进作用变为抑制作用。低浓度香豆素(0.1mmol/L)溶液虽然没有抑制水稻种子的萌发,但却非常显著地抑制了其根的生长。随着香豆素浓度增加和处理时间延长,水稻根系的生长变慢甚至几乎处于停止状态。 香豆素对水稻生长的抑制作用随时间的延长而加剧,尤其是三叶期之后更为明显。在香豆素(1mmol/L浓度)影响下,水稻根系生长发育严重受到抑制,进入三叶期后,幼苗通过自身吸收及合成营养物质的能力受阻,无法像正常秧苗一样为自身的生长提供足够的营养,导致生长缓慢,死亡率升高。 在水稻幼苗生长初期,香豆素影响下幼苗的含水量明显高于对照组,且随浓度的增大而增加。可能是水稻通过大量吸收水分稀释香豆素溶液的浓度,进行自身调节,以降低香豆素对植株的有害影响。 实验研究结果表明,香豆素明显降低了水稻根尖细胞的有丝分裂指数,抑制程度随浓度的增大而增强。同时,诱发细胞有丝分裂出现异常,包括染色体桥、断片、双核细胞、末期解螺旋不同步、落后染色体等现象。香豆素影响细胞正常有丝分裂的进行,可能是最终导致水稻根系无法正常发育,进而影响植株整体生长发育的原因之一。


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