孔垂華課題組揭示植物種內親屬識別調控種間化感作用

植物能透過次生物質識別和響應共存的同種或異種植物，進而調整生長、繁殖和防禦策略，尤其是同種植物親緣關係相近的個體和種群透過相互識別，合作降低種內競爭從而將更多資源投入繁殖的親屬識別成為近年的熱點前沿。植物的這一化學作用機制在農業生態系統中主要體現在作物與雜草的種間和種內自然調控，如一些作物品種（化感品種）能透過對雜草的化學識別合成並釋放自己的除草劑（化感物質）抑制雜草。然而，作物化感品種對雜草的抑制作用是其應對雜草競爭的化學防禦策略，往往導致自身產量降低，這是作物化感新品種難以透過國家和省區審定的瓶頸問題。如何儘可能減少作物化感品種的防禦成本而將更多能量用於產量是一個亟待解決的問題，而植物親屬識別為解決這一問題提供了新思路。

近期，中國農業大學資源與環境學院

孔垂華

研究組在Plant， Cell & Environment發表了題為“

Intraspecific kin recognition contributes to interspecific allelopathy： A case study of allelopathic rice interference with paddy weeds

”的研究論文，

以水稻化感品種對稻田雜草調控為例，揭示了植物種內親屬識別對種間化感作用的影響及其機制。

研究發現，水稻化感品種可以透過識別親屬和非親緣關係的雜草來調整生長和防禦對策。水稻化感品種親屬識別首先能避免種內競爭並減少化感物質的合成釋放而將更多的能量分配至種子繁殖（增加產量），其次水稻化感品種親屬識別合作可以產生有利於自身生長的根系分佈和土微生物群落結構，最大限度地協同增強其對空間和資源的利用從而更有效地調控稻田雜草。

這一研究結果不僅對正確認知農業生態系統植物共存及其群落構建具有重要意義，而且還能開拓作物增產和農田雜草調控的新途徑。

原文連結：

https：//onlinelibrary。wiley。com/doi/10。1111/pce。14083