孔垂华课题组揭示植物种内亲属识别调控种间化感作用

　　植物能通过次生物质识别和响应共存的同种或异种植物，进而调整生长、繁殖和防御策略，尤其是同种植物亲缘关系相近的个体和种群通过相互识别，合作降低种内竞争从而将更多资源投入繁殖的亲属识别成为近年的热点前沿。植物的这一化学作用机制在农业生态系统中主要体现在作物与杂草的种间和种内自然调控，如一些作物品种（化感品种）能通过对杂草的化学识别合成并释放自己的除草剂（化感物质）抑制杂草。然而，作物化感品种对杂草的抑制作用是其应对杂草竞争的化学防御策略，往往导致自身产量降低，这是作物化感新品种难以通过国家和省区审定的瓶颈问题。如何尽可能减少作物化感品种的防御成本而将更多能量用于产量是一个亟待解决的问题，而植物亲属识别为解决这一问题提供了新思路。

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　　近期，中国农业大学资源与环境学院孔垂华研究组在Plant, Cell & Environment发表了题为“Intraspecific kin recognition contributes to interspecific allelopathy: A case study of allelopathic rice interference with paddy weeds”的研究论文，以水稻化感品种对稻田杂草调控为例，揭示了植物种内亲属识别对种间化感作用的影响及其机制。

　　研究发现，水稻化感品种可以通过识别亲属和非亲缘关系的杂草来调整生长和防御对策。水稻化感品种亲属识别首先能避免种内竞争并减少化感物质的合成释放而将更多的能量分配至种子繁殖（增加产量），其次水稻化感品种亲属识别合作可以产生有利于自身生长的根系分布和土微生物群落结构，最大限度地协同增强其对空间和资源的利用从而更有效地调控稻田杂草。

　　这一研究结果不仅对正确认知农业生态系统植物共存及其群落构建具有重要意义，而且还能开拓作物增产和农田杂草调控的新途径。

　　原文链接：

　　https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pce.14083

　　来源：植物与环境PCE

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