OsPAL2;3对水稻化感抑制稗草能力的调控作用

李兰兰 母 丹 严 雪 杨陆可 林文雄 方长旬

福建农林大学生命科学学院农业生态研究所 / 福建省农业生态过程与安全监控重点实验室, 福建福州 350002

在稻–稗竞争的自然生态系统中, 一些水稻品种具有抑制稗草生长的特性, 该特性也称为水稻的化感作用, 即水稻通过根系分泌特定的次生化合物抑制邻近杂草生长的化学生态学现象[1-3]。王海斌等[4]在田间小区试验结果显示, 种植不同化感水稻品种的田间小区内的杂草生物量较种植非化感水稻的小区减少32%～60%。徐正浩等[5]研究结果也显示,直播和小苗移栽条件下, 化感水稻品种对无芒稗株高、分蘖和干重均有较好的抑制作用, 且水稻仍保持一定产量水平。由此可见, 种植化感水稻能够控制田间稗草, 从而减少化学除草剂的使用。

稗草(Echinochloa crusgalliL.)为禾本科植物,其与水稻的生长期、株型等生物学性状极为相似, 具有作物拟态特性, 为水田中最难防除的恶性杂草[6]。针对伴生稗草, 化感水稻能够通过调控自身的苯丙氨酸解氨酶基因(OsPAL)、9β-海松-7,15-二烯合酶基因(OsKSL4)、同向柯巴基二磷酸合酶基因(OsCPS4)、momilactone A合酶基因(OsMAS)、类黄酮3’-羟化酶基因(CYP75B3,CYP75B4)等次生代谢不同途径上的关键基因的表达, 分别合成原儿茶酸、香豆酸、肉桂酸、对羟基苯甲酸等酚酸类化合物, 麦黄酮(tricin)、黄酮 O-糖苷等黄酮类化合物, 以及二萜化合物momilactones等抑制稗草生长的化感物质[7-10]。其中, 酚酸类化合物在水稻化感抑草中的作用已有广泛研究[11-22]。自然条件下, 化感水稻中酚酸类化合……