紫茎泽兰根系分泌物的化感作用及其主效化感物质的分离鉴定

摘要

起源于中美洲墨西哥和哥斯达黎加地带的菊科植物紫茎泽兰(Ageratina adenophora Sprengel，异名：Eupatorium adenophrioum Sprengel)，作为一种典型的恶性入侵杂草，现已在全球很多国家和地区广泛分布，并对这些地区造成了严重的经济和生物多样性损失，甚至对人、畜健康构成了一定的威胁。深入揭示紫茎泽兰的入侵扩展机理，对于成功实现对该杂草的可持续控制具有非常重要的意义。本研究从化感研究中根系分泌途径的角度，完成了对紫茎泽兰根系分泌物化感作用的生物测定和主效化感物质的分离、筛选和鉴定，并比较测定了不同环境条件下紫茎泽兰根系分泌物化感作用及主要化感物质组成和含量的变化。主要研究结果如下： 1．以石英砂为介质，应用营养液培养法，选择紫茎泽兰入侵地代表性植物早稻(Oryza sativa L)为受体植物，对紫茎泽兰根系分泌物的化感作用进行了评估。结果表明：苗期紫茎泽兰根系分泌物对旱稻的株高和根鲜重有明显的化感作用，活性炭的加入可以缓解分泌物对株高的化感抑制作用。结合XAD-4型树脂，采用循环法，收集健康植株的紫茎泽兰的根系分泌物，经GC-MS鉴定，紫茎泽兰根系分泌物共有12种化合物，以醛类和酯类为主。分别为苯乙酮(Acetophenone)，香叶醇酸(Geranic acid)，苯甲酸(Benzoic acid)，((E)-3,7-Dimethyl-2,6-octadienyl acetate)，对甲酚(Butylated hydroxytoluene)，丁二酸(Succinic acid)，甜没药醇(Alpha-Bisabolol)，5-羟基-2-甲基苯甲醛(5-Hydroxy-2-methylbenzaldehyde)，4-羟基-3-甲氧基-苯甲醛(4-Hydroxy-3-Methoxy Benzaldehyde)，苯并咔唑(Benzo(a)carbazole)，邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯(Dibutyl phthalate)，2-甲基-4-苯基-2,3-己二烯酸甲酯(2-methyl-4-phenyl-2,3-hexadienoic acid methyl ester)，主要是酮类和酯类为主的芳香类物质。其中4-羟基-3-甲氧基-苯甲醛和邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯含量分别为10.26％、18.12％，包括酮类物质(1种)1.19％、酸类(5种)22.04％、酯类(3种)26.34％、醇类(1种)0.83％、酚类(1种)3.17％、醛类(1种)15.80％和苯并咔唑30.68％。用色谱分离和生物测定活性跟踪相结合的方法，核磁共振及气质联用的分析技术，对紫茎泽兰根系分泌途径的主效化感物质进行了分离、筛选和结构鉴定，结果表明：紫茎泽兰根系分泌的主效化感物质是邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯。 2．以紫茎泽兰为供试材料，采用生测的方法，研究了不同环境条件下的根系分泌物化感作用，同时以没有处理的成株期的紫茎泽兰为对照，采用循环法和气相色谱质谱联用技术，收集并分析了根系分泌物化学物质的组分和含量，探讨苗期紫茎泽兰不同环境条件下根系分泌物的差异。实验结果表明：自然条件和1000μg/ml浓度下，根系分泌物化感作用不明显，经蚜虫取食和农药处理的处理后，紫茎泽兰的化感作用会显著增强。通过GC-MS鉴定，物理损伤、农药处理和昆虫取食条件下，紫茎泽兰的根系分泌物主要化学物质种类组成相似，以酮类和酯类为主，但主要物质含量具有差异性，主要物质含量的改变可能也是化感作用改变的原因。

目录

声明

摘要

第一章文献综述

1.1生物入侵

1.2化感作用

1.2.1化感物质的来源与释放途径、化感物质的种类

1.2.2化感物质研究方法

1.2.3化感作用的机理

1.3影响化感物质产生的因素

1.3.1遗传因素

1.3.2环境因素

1.3.3生物因素

1.3.4化学通讯作用

1.4紫茎泽兰研究现状

1.4.1生物学特性

1.4.2紫茎泽兰化感作用研究

1.4.3紫茎泽兰生物活性成分研究

1.4.4紫茎泽兰的危害

1.5研究展望

1.6本研究的总体思路、主要内容和技术路线

1.6.1总体思路

1.6.2研究的目的和意义

1.6.3技术路线

第二章紫茎泽兰的根系分泌物及其主效成分的鉴定

2.1材料与仪器

2.1.1供试植物

2.1.2试验仪器

2.2紫茎泽兰根系分泌物化感效应

2.2.1根系分泌物的收集

2.2.2根系分泌物处理

2.2.3生物测定方法

2.3紫茎泽兰根系分泌物的收集和鉴定

2.3.1紫茎泽兰根系分泌物的收集

2.3.2根系分泌物的GC-MS分析

2.4根系分泌物主效化感成分的分离

2.4.1水提液的浓缩

2.4.2水提液的萃取

2.4.3四种萃取物化感活性的确定

2.4.4萃取物的柱层析分离

2.4.5主效化感成分的鉴定

2.4.6主效化感物质对不同受体植物的化感作用

2.5数据分析

2.6结果与分析

2.6.1根系分泌物化感作用的生测结果

2.6.2收集的紫茎泽兰根系分泌物物质成分鉴定

2.6.3根系分泌物主效化感成分的分离

2.7讨论

2.7.1根系分泌物化感作用测定

2.7.2紫茎泽兰根系分泌物的收集和鉴定

2.7.3根系分泌物主效化感成分的分离

第三章环境因子对紫茎泽兰根系分泌物调控

3.1试验材料

3.2主要仪器

3.3试验方法

3.3.1供试材料

3.3.2材料预处理

3.3.3环境因子对紫茎泽兰根系分泌物的化感作用的影响

3.3.4不同环境条件下,循环法紫茎泽兰根系分泌物收集技术其化感作用测定

3.4统计方法

3.5结果与分析

3.5.1环境因子处理后紫茎泽兰根系分泌物的化感作用

3.5.2不同环境条件下,循环法收集紫茎泽兰根系分泌物化感作用测定

3.5.3紫茎泽兰根系分泌物的化感物质

3.6讨论

第四章结论与展望

参考文献

致 谢

攻读硕士学位期间参加的科研课题及攻读学位论文期间发表文章