发布日期：2022-10-20
浏览次数：
三江源地区存在草地退化和牧草供应不足两大问题，垂穗披碱草被广泛应用于高寒退化草地的修复和人工草地的建植。有毒植物的化感作用是草地退化的重要生态学机制之一，化感物质α-蒎烯存在于细叶亚菊、甘肃马先蒿、瑞香狼毒、密花香薷和圆萼刺参等植物中，这些植物能够抑制垂穗披碱草的生长。然而，α-蒎烯诱导的化感作用对垂穗披碱草的生理、生化和激素水平的响应尚不清楚。
图1. 不同浓度α-蒎烯对垂穗披碱草幼苗叶片毒性症状的影响
课题组研究了不同浓度α-蒎烯对垂穗披碱草幼苗生理、生化和激素水平的影响。研究表明，α-蒎烯诱导的化感作用导致幼苗地上部生物量、相对饱和含水量、叶片光合色素、水溶性蛋白、可溶性糖、丙二醛、谷胱甘肽水平、脯氨酸含量、活性氧相关代谢酶活性、氮代谢和内源激素水平发生变化，但α-蒎烯对幼苗株高、地上部鲜重、过氧化氢含量、硝酸还原酶活性和赤霉素4水平没有影响。在α-蒎烯胁迫下，酶系统的动力学变化对清除过氧化氢发挥重要作用，α-蒎烯主要通过破坏膜系统的平衡对垂穗披碱草幼苗造成胁迫损伤，而非通过产生活性氧。
图2. 不同浓度α-蒎烯对垂穗披碱草幼苗叶片活性氧相关酶活性的影响
国家重点实验室乔有明教授课题组认为垂穗披碱草可有效抵御低剂量α-蒎烯产生的活性氧的毒害作用，而高剂量α-蒎烯对垂穗披碱草产生严重的毒害作用，本研究为进一步了解植物化感物质的化感作用机制提供了参考。该研究获青海大学青年基金项目（No. 2020-QNY-2）、国家自然科学基金项目（31760691）、高等学校学科人才引进计划项目（No. D18013）资助，研究成果于2022年9月29日以“Physiological, biochemical and phytohormone responses of Elymus nutans to α-pinene-induced allelopathy”为题发表于PeerJ（IF=3.061）。乔有明教授为文章的通讯作者，博士研究生陈梦词为文章的第一作者。
文章doi：10.7717/peerj.14100
文章链接：https://peerj.com/articles/14100/
