1、植物化感作用是指一個(gè)活體植物通過向環(huán)境中釋放其產(chǎn)生的某些次生化學(xué)物質(zhì)，從而影響周圍其他植物(包括微生物)生長和發(fā)育的一種化學(xué)生態(tài)學(xué)現(xiàn)象。利用水稻化感作用防除稻田雜草是當(dāng)前農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)研究的熱點(diǎn)問題之一，有望成為21世紀(jì)生物安全除草可持續(xù)農(nóng)業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)。
　　 植物化感作用性狀不僅體現(xiàn)了植物對環(huán)境(如雜草競爭)的適應(yīng)性，而且反映了植物種所在生態(tài)系統(tǒng)的功能特征，這種涉及環(huán)境與生態(tài)功能的植物性狀稱為植物功能性狀。闡明水稻化感抑草作用功能

2、性狀產(chǎn)生的過程與機(jī)制，是化感作用走向生產(chǎn)應(yīng)用的關(guān)鍵。但是以往研究主要集中在主客體的生物學(xué)特性包括遺傳學(xué)特性和生理生化特性方面的研究，較少涉及化感抑草作用功能性狀與環(huán)境(逆境)以及化感植物所在生態(tài)系統(tǒng)的功能特性等方面的研究，特別是其根際微生物生態(tài)學(xué)特性，而且缺乏必要的分子證據(jù)來闡明該化學(xué)生態(tài)學(xué)關(guān)系。
　　 據(jù)此，為探討水稻化感抑草作用功能性狀產(chǎn)生的過程與機(jī)制，以國際公認(rèn)的強(qiáng)化感水稻品種PI312777和弱化感水稻品種Lemont為

3、實(shí)驗(yàn)材料，研究了不同化感潛力水稻的響應(yīng)性狀(實(shí)驗(yàn)室部分)及作用性狀(田間試驗(yàn)部分)的差異及其相互關(guān)系。實(shí)驗(yàn)室部分采用水溶液培養(yǎng)法，研究了不同氮素營養(yǎng)處理下，兩種不同化感潛力水稻品種對氮素營養(yǎng)逆境的響應(yīng)特性，氮素養(yǎng)分效率以及光合生理生態(tài)的差異，并運(yùn)用實(shí)時(shí)熒光定量RT-PCR技術(shù)檢測與氮素吸收，光合碳代謝和次生代謝相關(guān)酶基因相對表達(dá)量的差異；田間試驗(yàn)部分，運(yùn)用末端限制性片段長度多態(tài)性技術(shù)分析不同化感潛力水稻根際土壤微生物種群結(jié)構(gòu)及生態(tài)功能，

4、以期闡明水稻化感抑草作用功能性狀之間的相互關(guān)系，為進(jìn)一步遺傳改良與栽培調(diào)控提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。
　　 實(shí)驗(yàn)室部分的研究結(jié)果顯示：強(qiáng)化感水稻PI312777應(yīng)對氮素脅迫響應(yīng)的表型可塑性的潛能較強(qiáng)；合理的養(yǎng)分周轉(zhuǎn)效率保證了其較強(qiáng)的適應(yīng)能力；而較多的可溶性糖含量為氮素脅迫條件下強(qiáng)化感水稻PI312777根的形態(tài)建成提供物質(zhì)和能量基礎(chǔ)。實(shí)時(shí)定量PCR分析結(jié)果顯示不同化感水稻在碳氮代謝和次生代謝關(guān)鍵酶基因的表達(dá)方面存在顯著差異，證實(shí)了

5、上述生理響應(yīng)的分子生態(tài)學(xué)特性。分析表明，不同化感潛力水稻的響應(yīng)性狀存在差異，即強(qiáng)化感潛力水稻具有較強(qiáng)的氮素獲取能力及化學(xué)防衛(wèi)能力進(jìn)而實(shí)現(xiàn)其較強(qiáng)的適應(yīng)氮素脅迫的能力。
　　 田間試驗(yàn)部分的結(jié)果表明：種植水稻后的根際土壤微生物種群多樣性顯著大于未種植的對照土，而不同化感潛力水稻的根際土壤微生物種群結(jié)構(gòu)及功能存在顯著差異。一方面，強(qiáng)化感水稻PI312777能夠刺激其根際有益微生物的增殖以促進(jìn)自身生長；另一方面，能夠誘導(dǎo)與化感作用密切相