利用水稻化感作用来控制田间杂草是21世纪发展可持续农业技术之一。水稻化感作用的形成不仅与功能基因的表达调控相关,还受外界环境的刺激的影响。作为一种信号转导分子,茉莉酸类物质不仅在植物生长发育、代谢调节、抗病、耐逆、防御相关基因的诱导表达等方面起着重要的作用,同时还能调控水稻化感潜力。已有的研究发现外源喷施茉莉酸能够提高的水稻化感潜力,然而该现象内部的基因表达调控过程以及内源茉莉酸合成基因是否也能调节水稻化感潜力等相关研究未见报道。据此,本研究通过基因工程技术改变水稻茉莉酸合成关键基因-丙二烯氧化物环化酶(AOC)基因的表达,研究水稻内源茉莉酸含量变化对水稻化感作用的影响。通过荧光定量PCR检测在稗草胁迫下,不同化感潜力水稻的AOC的表达变化。结果显示稗草胁迫下化感水稻与非化感水稻的AOC基因分别上调表达了 2.3倍和0.5倍。进一步分别构建了AO 基因的过量表达载体以及干扰表达载体并分别遗传转化水稻,ELISA测定阳性转基因水稻根部的茉莉酸含量结果显示,过量表达水稻AOC基因表达后,其内源茉莉酸含量提高了 9%,抑制AOC基因表达则水稻的内源茉莉酸含量减少了 12%。Tail-PCR检测结果表明转基因片段的插入位点插入在非功能基因上。进一步通过荧光定量PCR检测稗草胁迫下,不同水稻酚酸合成相关基因、萜类合成相关基因的表达差异,以及测定水稻根部酚酸类物质、萜类物质含量的变化。结果显示,通过增强水稻AOC基因表达能提高酚酸合成相关基因的表达,进而促进酚酸类物质的合成,然而与萜类相关基因的表达以及帖类物质的含量变化不明显。在此基础上,利用“琼脂迟播共培法”评价转基因水稻植株的化感潜力,结果显示,化感水稻PI312777、非化感水稻的AOC基因过量表达转基因水稻植株的抑制率较其野生型植株分别提高了 16.97%和11.25%,化感水稻AOC基因干扰水稻植株降低了 20.21%。上述研究结果表明AOC基因能够通过调节水稻内源茉莉酸的合成,并调控酚酸合成相关基因的表达,促进酚酸类物质的合成,从而提高水稻化感潜力。