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小檗碱（Berberine）是一种季铵类异喹啉类生物碱,广泛应用于医学和农药领域。原小檗碱类生物碱包括由四环骨架变化而来的一系列生物碱,最常见的有小檗碱、巴马汀（Palmatine）、1-四氢巴马汀（1-tetrahydropalmatine）等,数量多,结构类型复杂。本文以小檗碱及其衍生物为研究对象,研究了其对拟南芥（Arabidopsis thaliana L.）、牛筋草（Eleusine indica L.Gaertn）、马唐（Digitariasanguinalis L.Scop）、青葙（Celosia argentea L.）和三叶鬼针草（Bidens pilosa L.）根的抑制活性,在此基础上研究了其构效关系,为小檗碱及其衍生物作为新的植物源除草剂的应用提供理论基础和科学依据。采用竖直培养皿法,拟南芥经小檗碱及其衍生物处理7d后,四氢黄连碱（Tetrahydrocoptisine）、盐酸黄连碱（Coptisine chloride）、二氢小檗碱（Dihydroberberine）、甲基黄连碱（Worenine chloride）和小檗碱表现出良好的抑制活性,对拟南芥根长的IC50分别是:0.79、0.33、0.42、0.26和0.25 mg·L-1;用浓度为1mg·L-1这五种化合物处理拟南芥7d后,其主根长分别为2.52、2.13、2.84、1.79和2.21mm,对照的主根长度为15.20mm;其侧根数分别为0.15、0.00、0.00、0.00和0.00个,不定根数分别为0.25、0.00、0.50、0.00和0.00个,对照的侧根数和不定根数分别为0.35和0.30个,甲基黄连碱和小檗碱在1mg·L-1时会抑制拟南芥侧根与不定根的生长。采用小杯法,小檗碱及其衍生物(10mg·L-1)处理牛筋草、马唐、青葙和三叶鬼针草7d后,别隐品碱（Allocryptopine）、四氢黄连碱、巴马汀、表小檗碱（Epiberberine）、非洲防己碱（Columbamine）、罗通定（Rotundine）、脱氢紫堇碱（Dehydrocorydaline）、小檗红碱（Berberrubine）、盐酸黄连碱、延胡索乙素（Tetrahydropalmatine）、延胡索甲素（Corydaline）、二氢小檗碱、黄连碱（Coptisine）、甲基黄连碱和小檗碱对牛筋草的根长抑制率依次为80.59%、92.53%、88.54%、94.66%、72.70%、85.41%、91.11%、85.92%、90.02%、87.18%、79.53%、82.84%、84.03%、77.60%和72.62%;巴马汀、表小檗碱、脱氢紫堇碱、盐酸黄连碱、延胡索甲素、右旋四氢巴马汀（D-Tetrahydropalmatine）、二氢小檗碱、黄连碱、甲基黄连碱、岩黄连碱（Dehydrocavidine）和小檗碱对马唐的根长抑制率依次为79.00%、78.94%、73.98%、84.77%、87.56%、88.50%、72.42%、93.09%、90.29%、78.62%和90.84%;盐酸血根碱（Sanguinarium chloride）、盐酸黄连碱、氧化小檗碱（Berlambine）、去亚甲基小檗碱（Demethyleneberberine）和小檗碱对青葙的根长抑制率依次为75.93%、94.71%、77.71%、96.53%和77.31%;四氢黄连碱（Tetrahydrocoptisine）、巴马汀、脱氢紫堇碱、盐酸黄连碱和小檗碱对三叶鬼针草的根长抑制率依次为82.82%、79.82%、81.33%、89.28%和85.18%。小檗碱及其衍生物(10mg·L-1)处理浮萍（Lemna minor L.）7d后,盐酸血根碱、盐酸黄连碱、二氢小檗碱、黄连碱、甲基黄连碱、血根碱（Sanguinarine）和小檗碱对浮萍的叶绿素含量表现出明显抑制,抑制率依次为78.97%、89.65%、83.39%、93.72%、94.23%、87.28%和89.49%。由小檗碱及其衍生物对拟南芥的根长抑制率和鲜重抑制率的活性数据,采用PLS方法和FFDSEL、UVE算法建立3D构效关系模型。根长QSAR模型中,得到的FFDSEL模型:R2=0.9839,Q2=0.6386,进一步优化得到的UVE模型:R2=0.98961,Q2=0.7997;鲜重QSAR模型中,得到的FFDSEL模型:R2=0.9917,Q2=0.6509,进一步优化得到的UVE模型:R2=0.98965,Q2=0.9415,表明所得的模型具有可靠的预测能力,得到的3D-QSAR模型是有效的。结构与活性关系表明,在3号位、12号位、20号位和21号位基团体积越小,1号位基团体积越大的化合物,对拟南芥根长和鲜重的抑制活性越高;在2号位、13号位、23号位和25号位为吸电子基团,1号位、14号位、16号位和23号位下方为给电子基团的化合物,对拟南芥根长和鲜重的抑制活性越高。