【摘 要】
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黄腐酸作为植物生长调节剂已被广泛应用于园艺植物栽培和粮食作物生产,但其潜在的调控机制研究尚不深入。课题组前期研究发现,0.8 g/L黄腐酸能显著抑制稗草的生长,可用作水田稗草绿色防控,进一步通过田间试验证实了黄腐酸在移栽稻田中的控草应用能力,并具有应用于直播田的潜力,而黄腐酸运用于直播田需要对水稻幼苗进行安全性测定,因此,探究黄腐酸对水稻幼苗生长的影响成为必要。本文以探究黄腐酸影响水稻幼苗的生长机
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黄腐酸作为植物生长调节剂已被广泛应用于园艺植物栽培和粮食作物生产,但其潜在的调控机制研究尚不深入。课题组前期研究发现,0.8 g/L黄腐酸能显著抑制稗草的生长,可用作水田稗草绿色防控,进一步通过田间试验证实了黄腐酸在移栽稻田中的控草应用能力,并具有应用于直播田的潜力,而黄腐酸运用于直播田需要对水稻幼苗进行安全性测定,因此,探究黄腐酸对水稻幼苗生长的影响成为必要。本文以探究黄腐酸影响水稻幼苗的生长机理,对不同浓度黄腐酸处理下的水稻幼苗进行了生理差异分析,并通过转录组测序探究其分子机制。在此基础上,测定黄腐酸对不同品种水稻幼苗的安全性,从24种水稻品种中筛选出耐黄腐酸水稻品种并分析其生理响应机制,进而通过稻-稗共生实验验证其在直播田防控稗草的应用潜力。具体结果如下:1.探究黄腐酸对水稻幼苗生长的影响及其生理机制。试验结果表明:不同浓度黄腐酸对水稻幼苗生长影响不同,0.05 g/L黄腐酸处理下水稻幼苗生长被显著促进,而0.5 g/L黄腐酸处理下水稻幼苗生长被显著抑制,这表明黄腐酸以剂量依赖的方式调节植物的各种生理过程。水稻幼苗活性氧的含量和保护酶活性结果表明,在0～0.05 g/L浓度范围内,超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）的酶活力增强,而当黄腐酸0.1～0.5 g/L浓度范围内,3种保护酶活力降低。采用FDA和PI双染色法对不同浓度黄腐酸处理后的水稻根尖细胞活力进行评价,当黄腐酸浓度增加至0.1 g/L,根尖染色发生了显著变化,大部分根尖细胞丧失了活力。通过DHE染色研究处理后水稻根系产生ROS的情况,结果显示根系产生明亮的荧光,表明根系ROS明显过剩。2.通过转录组测序探究黄腐酸影响水稻幼苗的分子机制。试验结果表明:黄腐酸处理会影响细胞的氧化还原以及植物的激素转录表达等过程。进一步分析了生长素和赤霉素合成和转导通路,在生长素合成和转导过程中,IAA、SAUR基因家族相关基因在低浓度黄腐酸（0.01 g/L和0.05 g/L）条件下,表达量显著上调,在高浓度黄腐酸条件下（0.1 g/L和0.5 g/L）,表达量显著下调。在赤霉素相关通路中,部分基因也存在相似规律。通过添加外源激素实验验证,在0.5 g/L黄腐酸处理下,添加5 uM GA能缓解黄腐酸对水稻幼苗的抑制作用,添加0.1 uM IAA水稻幼苗所受胁迫得到缓解。这有可能表明黄腐酸对植物生长的影响机制与激素类似,能造成植物体内生长素类物质含量发生改变或影响植物激素转导通路中相关基因表达。3.筛选耐黄腐酸水稻品种并探究其生理响应。通过对24种水稻幼苗进行安全性测定,筛选出4个耐黄腐酸水稻品种,分别是:金谷优3301、创两优669、隆优丝苗、隆晶优534,并测定了这些水稻品种的抗氧化酶活性,发现它们在施用黄腐酸后提高了自身的SOD、POD、CAT和谷胱甘肽巯基转移酶（GST）的活性。利用稻-稗共生实验初步验证施用0.8 g/L黄腐酸能显著抑制稗草生长,这为水田稗草防治提供理论基础和技术支撑,为水田稗草绿色防控技术提供新的可能。
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