论文部分内容阅读
原产于南美洲的菊科植物黄顶菊（Flaveria bidentis（L.）Kuntze）于2001年首次在我国天津、河北发现,据不完全统计,目前已经在河北保定、石家庄等47个县（市、区）和天津的6个区县蔓延。鉴于黄顶菊的危害现状和扩散趋势,本研究从黄顶菊对发生地伴生作物小麦的化感作用及其化感作用的生理生化机制作为切入点,完成了黄顶菊植株潜在化感物质的分离、筛选和初步鉴定,揭示化感现象在其成功入侵中所起的作用,推动黄顶菊成功入侵的化感作用机理研究。1.本研究通过人工模拟化感物质的淋溶、根系分泌和残株分解途径对黄顶菊的化感潜势进行评价。采集黄顶菊植株、根系和根际土壤样品,测定它们的提取物对小麦（Triticum aestivumL.）幼苗生长的抑制作用。试验结果表明,黄顶菊不同提取物对小麦幼苗生长表现出不同程度的抑制作用,这种抑制活性随着各部分提取物的浓度增加而增强;相同浓度下新鲜黄顶菊植株水提物对小麦幼苗生长的抑制作用强于其根系水提液对小麦幼苗生长的抑制作用;10%处理浓度时,黄顶菊植株水提液对小麦根长、苗高、根鲜重和苗鲜重的抑制率分别达21.0%、23.6%、28.3%和20.2%;黄顶菊根系水提液10%的处理对小麦根长、苗高、根鲜重和苗鲜重的抑制率分别达16.9%、13.3%、8.8%和13.5%;根际土壤提取物浓度达到在5 g/mL时,对小麦根长、苗高、根鲜重和苗鲜重的抑制率分别达15.6%、23.6%、27.9%和35.8%;干枯黄顶菊植株水提液在浓度为0.01 gDW/mL时,对小麦幼苗根长、苗高、根鲜重和苗鲜重的抑制率分别达40.6%、25.5%、32.2%和29.4%。由此推断出黄顶菊可以通过淋溶、根系分泌和残株分解途径产生抑制小麦幼苗生长的化感物质,从而为其自身的生长创造更好的条件。2.显微观察干枯黄顶菊植株水提液（0.01、0.02、0.03和0.04 gDW/mL）四个浓度下处理7d后的小麦幼苗根毛,在干枯黄顶菊植株提取液为0.01 gDW/mL浓度处理下,小麦幼苗根毛明显稀疏、长短不一。随着处理浓度的增加,小麦根毛的长度和数量逐渐下降。当处理浓度达到0.04 gDW/mL时,小麦幼根没有根毛生长。结果表明干枯黄顶菊植株水提液对小麦幼苗根毛形态、长度和密度有明显的抑制作用。3.测定干枯黄顶菊植株水提液（0.01、0.02、0.03和0.04 gDW/mL）四个浓度下处理7d后的小麦幼苗体内的丙二醛、可溶性糖、游离脯氨酸、叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量。实验结果表明,小麦根部丙二醛和可溶性糖含量随着处理浓度增加而升高;在干枯黄顶菊水提液质量浓度为0.01 gDW/mL和0.02 gDW/mL条件下,小麦叶片的脯氨酸含量的变化不大,当干枯黄顶菊水提液处理质量浓度达到0.03 gDW/mL和0.04 gDW/mL条件下,脯氨酸含量急剧增加;小麦幼苗叶片中叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量随着干枯黄顶菊水提液浓度的增加而减少。4.采用梯度溶剂逐步萃取、色谱分离和生物活性跟踪相结合的方法,和化学成分识别反应等分析技术,对黄顶菊植株淋溶途径潜在化感物质进行了分离、筛选和初步鉴定,并测定了潜在化感物质组分对小麦根长和苗高生长的抑制中浓度,结果初步表明:黄顶菊植株水提液的正丁醇组分在浓度为0.1 mg/mL下对小麦根长的抑制率为22.6%,根鲜重的抑制率为25.0%,苗高的抑制率为21.0%,苗鲜重的抑制率为17.7%:硅胶柱层析的F4组分在浓度为0.1 mg/mL下对小麦幼苗根长的抑制率为31.5%,根鲜重的抑制率为34.8%,苗高的抑制率为43.3%,苗鲜重的抑制率为46.4%。其对小麦幼苗生长的抑制作用相对于其他组分较强,是进一步纯化和鉴定活性化感物质的主要部位。通过高速逆流色谱技术在F4组分中分离出一个主要的潜在化感物质,由化学成分识别反应初步鉴定其为黄酮类物质,该物质对小麦幼苗根长生长的抑制中浓度为0.352 mg/mL,对苗高生长的抑制中浓度为0.271 mg/mL。