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【研究背景】植物化感作用这种特殊的生态学现象自两千多年前就有记载,而水稻化感抑草现象在上个世纪90年代被正式报道。近10年来,大量的研究报道了水稻化感作用的QTL定位、化感物质的分离鉴定及其抑草活性、以及水稻化感物质合成的基因表达调控过程,这些结果深化了学者对水稻化感作用现象的认识。当前的观点认为化感物质与根际土壤微生物的相互作用是决定水稻化感抑草潜力的重要过程,揭示这一生态过程与作用机制可以为建立生态安全防控杂草技术提供重要依据。【材料与方法】本研究以国际公认的化感水稻品种P1312777和非化感水稻品种Lemont,以及从化感水稻根际土壤分离与鉴定得到的一株黄色粘细菌为材料,研究水稻化感抑草作用过程中,化感物质与微生物互作对水稻化感潜力的提高作用。【结果与分析】研究结果发现化感水稻释放的酚酸类化感物质能够促进其种植环境中的粘细菌的大量增殖,这些粘细菌能够与酚酸类物质相互作用并形成显著的抑草效应,靶标稗草则在这种化感效应的影响下,其根系的生长素响应、核酸外切修复及其相应的PPAR和p53信号通路中相关miRNA富集表达,致使这些miRNA的靶基因表达沉默,影响稗草根系生长素合成,造成DNA损伤,最终阻碍的稗草的生长发育。提高水稻的酚酸类合成相关基因的表达增强化感物质合成,其培养体系中的粘细菌数量显著增加,且共培稗草根系中的miRNA表达进一步增强,生长素含量降低,DNA损伤加重,稗草最终受抑制的程度增加,抑制水稻中的这些基因表达则稗草最终受抑制程度减弱。【结论】上述研究结果综合表明水稻化感作用影响了受体稗草生长发育相关miRNA的表达,并最终抑制了受体稗革的生长,而酚酸类化感物质及粘细菌属微生物的相互作用是水稻化感作用形成的重要基础。