论文部分内容阅读
植物在漫长的进化过程中,进化出了一系列适应环境变化的机制。植物间的亲缘相互作用和诱导抗性就是其中的重要机制。然而,迄今为止,相关研究并不深入,尚有许多问题不够明晰。基于此,本文以柠檬薄荷、留兰香和茼蒿三种芳香植物为研究对象,通过设置三个亲缘水平,即亲缘组、远缘组和陌生组,开展下列研究:其一是不同亲缘水平的芳香类植物间的相互作用及其对生物量分配的影响,其二是不同亲缘水平的芳香类植物相邻时,挥发性有机化合物(VOC)成分及含量的变化及其对邻株的影响。主要结果如下:(1)本实验中柠檬薄荷和茼蒿的生物量分配和株高未随邻株亲缘关系改变而发生明显变化,意味着柠檬薄荷和茼蒿并未表现出明显的亲缘识别能力。(2)留兰香分别与同种植株、同属的柠檬薄荷相邻时,其生物量分配和株高未表现明显差异,但当它与茼蒿相邻时,表现出明显的竞争关系,说明留兰香将同种植株和同属的柠檬薄荷邻株(即近亲缘植株)"识别"为"自己",,而将茼蒿邻株(即远亲缘植株)"识别"为"异己"。从本实验中留兰香的生物量分配、根系表面积和体积来看,留兰香表现出亲缘识别能力。(3)本实验中三种芳香植物产生的挥发性有机化合物均通过全二维气相色谱飞行时间质谱(GC×GC-TOFMS)进行检测及分析鉴定。通过检测每种植物的挥发物,得到的色谱峰均达到1000个以上,其中茼蒿最高(每个样品基本都在2000个以上)。通过不同处理条件下不同样品挥发物数目、种类和相对含量的比较分析,发现三种芳香植物都具有识别邻株损伤信号的能力,即在自身未受损伤的情况下,可以通过接收受损邻株的损伤信号而使自身产生诱导抗性。从实验结果看,受损植株与未受损植株之间的亲缘关系,仅会影响到未受损伤植株部分化合物的释放。有些化合物在样品中的相对含量,会随受损植株与未受损植株之间的亲缘关系由近变远而表现出由多变少的趋势,而有些化合物的相对含量则表现为随受损植株与未受损植株之间的亲缘关系变远而变多,还有一部分化合物的相对含量,并没有表现出随受损植株与未受损植株之间的的亲缘关系的改变而有明显的变化趋势。另外,实验发现同一种化合物在不同植株中的变化趋势也有所不同。这可能因为植株感受损伤信号能力的差异或不同植株合成同一化合物的时间、机制不完全相同。