马尾松和杉木对植物的化感作用研究

摘要

化感作用是自然界存在的普遍现象，是指植物通过向环境释放化感物质，从而对临近植物（含微生物）生长发育产生有利或者不利影响的化学生态现象。
　　利用植物的化感物质替代部分化学除草剂，或通过化感作用的机理阐明，克服作物连作诱发的自毒作用，因此，化感作用研究一直是研究的热点课题。
　　马尾松(Pinus massonian Lamb.)和杉木(Cunninghamia lanceolata(Lamb.) Hook.)是重要的经济林木，对森林生态系统的维系具有重要价值。但2种树木都会因枯枝落叶等的自毒作用，导致生长障碍。2种树木根系的化感作用有了报道，但产生自毒作用的重要植株体的化感作用研究报道很少。
　　研究的供体材料为马尾松和杉木的鲜叶和枯落叶，以莴苣、萝卜和水稻等为受体植物，以琼脂培养生物检测方法，探索2种树木的化感作用潜力，通过GC-MS检测方法，获取可能的化感物质，通过组分分类，阐述了马尾松和杉木的化感作用机理。
　　1、马尾松和杉木对水稻的化感作用表现为低浓度促进，高浓度抑制，而对莴苣和萝卜表现为抑制作用，并随浓度增加而加强
　　以马尾松、杉木的鲜叶和枯落叶作为供体植物，水稻、莴苣和萝卜等为靶标植物，以琼脂混粉法为生物检测手段，利用人工气候箱生长环境，评价2种树木的化感作用潜力。研究设置马尾松、杉木的鲜叶和枯落叶的粉末的4种不同浓度梯度(0、0.5g/l、1.0g/l、1.5g/l)，以靶标植物种子的发芽率、胚根长度、胚轴长度，幼苗的根长、苗高、根鲜重、苗鲜重，叶绿素含量、蛋白质含量以及抑制率为参数，评价2种树木的化感作用潜力。结果表明，马尾松叶和杉木鲜叶和枯落叶对水稻的胚根长、胚轴长和根长的生长影响，表现为低浓度促进，高浓度抑制;而对莴苣和萝卜的各项参数指标，表现为抑制作用，并随着浓度的增大，抑制作用增强。
　　2、靶标植物幼苗叶绿素和蛋白质含量随马尾松和杉木叶粉末配置浓度增大而降低
　　用混有马尾松和杉木叶粉末的琼脂培养水稻、莴苣和萝卜7d，用丙酮∶乙醇(2∶1)混合溶液浸提24h，检测浸提液663nm和645nm波长下的吸光度，计算幼苗叶绿素含量;用考马斯亮蓝法测定幼苗的茎叶蛋白质含量。结果表明，3种靶标植物的叶绿素含量和蛋白质含量，随马尾松和杉木叶粉末浓度的增大而降低。
　　3、马尾松和杉木叶水提液GC-MS组分检测物质以烃类和酸类物质为主
　　马尾松鲜叶、枯落叶和杉木鲜叶、枯落叶水提液，经乙醚萃取，旋转蒸发仪蒸干，再经乙醚溶解获得的样品，进行GC-MS仪组分检测。检测结果显示，马尾松鲜叶、枯落叶，杉木鲜叶、枯落叶组分分别有114、98、95、102种，其中相对含量＞0.6％的种类分别为44、48、36、35种，分属于烃类、醇类、酸类、醛类、酮类、酚类、酯类等，4种供试样品的组分种类均以烃类和酸类物质最多，而酸类物质的相对含量最高。
　　4、马尾松和杉木叶主要化感物质分析
　　4种供试样品GC-MS仪分析获得的组分，经标准库核对，获取了其中的化学物质。马尾松鲜叶的化学物质包括苯酚、4-羟基-苯甲醛、香草素、苯甲酸、1，2-苯二甲酸、5，6，7，7a-四氢-4，4，7a三甲基-2(4H)-苯并呋喃酮等，其中酚酸类和苯并呋喃酮均具有化感特性。马尾松枯落叶的化学物质包括丁酸、4-羟基苯甲醛、香草素、1，2-苯二甲酸、3-羟基-4-甲氧基苯甲酸、2，4，5-三甲基氧-苯甲醛、3-乙氧基-4-甲氧基苯甲醛、2，4-二羟基-苯甲醛、环氧α-萜烯酯等，主要以酚酸类为主。
　　杉木鲜叶的化学物质包括N，N-二甲基-4-[（苯基亚氨基）甲基]-苯胺、9-癸烯醛、3-羟基-4-甲氧基-苯甲醛、苯甲酸、1，2-苯二甲酸、十八烷酸等，其中的多数物质具有化感特性。杉木枯落叶的化学物质有2，4，5-三甲-苯甲醛、3-羟基-4-甲氧基-苯甲醛、3-羟基-4-甲氧基苯甲酸、正十六烷酸、十八烷酸、1-甲基-萘、4辛炔等，其中酚酸类具有化感特性。
　　鲜叶与枯落叶的化感潜力物质存在差异性，其中鲜叶中检测到具化感特性的香豆素类化合物，而杉木鲜叶还检测出苯胺类化合物。落叶中检测到多炔类物质，马尾松枯落叶中尚有不饱和酯类物质。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 化感作用概述

1．2 化感作用的生物测定方法

1．3 化感物质的检测

1．3．1 植物的化感物质

1．3．2 植物的化感物质的检测方法

1．4 化感作用机理

2 研究目的与意义

2．1 马尾松和杉木的化感作用研究现状

2．2 马尾松和杉木化感作用的研究目的和意义

3 马尾松对靶标植物的生物测定研究

3．1 引言

3．2 材料与方法

3．2．1 仪器和试剂

3．2．2 生物测定

3．2．3 数据处理与统计方法

3．3 结果与讨论

3．3．1 马尾松鲜叶对3种种子萌发的影响

3．3．2 马尾松鲜叶对3种幼苗生长的影响

3．3．3 马尾松新鲜叶对3种幼苗叶绿素含量的影响

3．3．4 马尾松新鲜叶对3种幼苗蛋白质含量的影响

3．3．5 马尾松枯落叶对3种种子萌发的影响

3．3．6 马尾松枯落叶对3种幼苗生长的影响

3．3．7 马尾松枯落叶对3种幼苗叶绿素含量的影响

3．3．8 马尾松枯落叶对3种幼苗蛋白质含量的影响

3．4 小结

4 杉木对靶标植物的生物测定研究

4．1 引言

4．2 材料与方法

4．2．1 仪器和试剂

4．2．2 生物测定

4．3 结果与讨论

4．3．1 杉木鲜叶对3种种子萌发的影响

4．3．2 杉木鲜叶对3种幼苗生长的影响

4．3．3 杉木鲜叶对3种幼苗叶绿素含量的影响

4．3．4 杉木鲜叶对3种幼苗蛋白质含量的影响

4．3．5 杉木枯落叶对3种种子萌发的影响

4．3．6 杉木枯落叶对3种幼苗生长的影响

4．3．7 杉木枯落叶对3种幼苗叶绿素含量的影响

4．3．8 杉木枯落叶对3种幼苗蛋白质含量的影响

4．4 小结

5 马尾松叶的化感物质检测与分析

5．1 引言

5．2 材料与方法

5．2．1 样品前处理

5．2．2 仪器和试剂

5．3 马尾松叶化感物质分析

5．3．1 马尾松鲜叶的物质鉴定

5．3．2 马尾松枯落叶的物质鉴定

5．4 小结

6 杉木叶的化感物质检测与分析

6．1 引言

6．2 材料与方法

6．2．1 样品前处理

6．2．2 仪器和试剂

6．3 杉木叶化感物质分析

6．3．1 杉木鲜叶的物质鉴定

6．3．2 杉木枯落叶的物质鉴定

6．4 小结

7 结论与建议

7．1 结论

7．2 不足与建议

参考文献