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本研究采用荧光定量PCR(qRT-PCR)对旱育秧和盆栽直播两种模式下的不同化感潜力水稻根际土壤粘细菌属微生物的数量、固相萃取-高效液相色谱法(SPE-HPLC)对根际酚酸类物质的动态变化进行检测,与此同时,在实验室内利用酚酸类物质培养粘细菌属微生物,综合分析酚酸类物质、粘细菌属微生物与水稻化感作用三者之间的关系,为深入探索水稻化感作用根际生物学过程及机制,进而促进水稻化感抑草作用的田间利用提供理论支持。主要研究结果如下:旱育秧和直播种植方式下,同一种水稻在不同叶期其根际粘细菌的种群数量虽然存在差异,但是变化趋势相似;在水稻2叶期至6叶期,各水稻根际粘细菌属数量大体上是PI>Le>PAL-RNAi>CK。未种植水稻的土壤也检测到粘细菌属微生物,但是数量较少。在种植水稻之后,随水稻苗期生长,粘细菌属微生物的数量增加。特别是在化感作用较强的叶期,粘细菌数量也相对较高。对水稻苗期酚酸类物质的检测发现,化感水稻PI312777的根际酚酸类物质变化多呈现出“高-低-高”趋势,并以2叶期,3叶期和5叶期酚酸类物质总量较高,其中含量较为丰富的是水杨酸、苯甲酸、香草酸和肉桂酸等。这与根际土壤粘细菌种群数量的qRT-PCR检测结果相一致,即酚酸含量与粘细菌数量呈正相关。进一步研究发现水稻功能基因干扰抑制表达后,其分泌进入根际土壤酚酸类物质总含量明显降低,其中香草酸和水杨酸含量减少最明显,其它的呈不规则变化,并认为造成这一现象的原因既与水稻酚酸代谢调节有关,也可能与化感水稻根际粘细菌微生物趋化性聚集和生化活动有关。本研究证实较多的酚酸类物质分泌进入土壤后对粘细菌特异性聚集及其与化感抑草作用形成密切相关。通过对不同组合的共培实验研究,发现外源添加的不同浓度酚酸类物质对土壤粘细菌属微生物有明显的促进作用,当添加的酚酸浓度在0～20 μg/1 kg 土时,随添加浓度增加,对粘细菌属菌群增殖作用明显提高,到20 μg/1 kg 土时增殖效果最大;当添加酚酸浓度过低(10 μg/1 kg 土)或者过高(100 μg/1 kg 土)时,粘细菌属微生物的增殖效果均较差。培养基培养和无菌土培结果表明添加不同粘细菌种群数量和菌群发酵液均对水稻种子萌发生长呈安全无害作用,但能显著抑制靶标稗草萌发生长,并以菌群发酵液作用更加显著。进一步分析表明这与其发酵液中含有较多潜在化感物质有关,如邻苯二甲酸-己-2-炔-4-基己酯、邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯、5-乙基-2-甲基-5-庚烯-3-酮、正三十六烷、1,2-环己二醇、壬酰胺、环己烯乙胺、2,4-二羟基苯甲酸等。本研究首次在田间和实验室条件下从分子生物学和化学生态学角度证实了化感水稻根际土壤聚集较多的粘细菌微生物种群与其分泌较多的酚酸类物质进入土壤有关,并认为具有趋化作用的粘细菌能从根际土壤获取较多的酚酸类物质而增殖,同时可以通过直接侵染和伴随产生的化感活性物质而抑制靶标稗草种子萌发与生长。然而,粘细菌是如何在化感水稻根际土壤中进行趋化聚集,及其产生化感抑草作用的根际生物学过程和分子生态学机制值得深入研究与揭示。