日本菟丝子对薇甘菊的化感防治潜力研究

论文摘要

薇甘菊原产中、南美洲,属菊科假泽兰属植物。20世纪80年代末传入我国,生长极其迅速,短期内即能缠绕和覆盖在其他植物上导致植物枯亡,严重危害经济作物和森林植被的生长,是一种危害性极大的入侵植物。目前,利用植物分泌的自然产物—化感物质来抑制入侵种的蔓延,达到有效防治的目的,已成为新的研究热点。本研究从有害植物日本菟丝子中提取分离出对薇甘菊种子萌发有抑制作用的化感物质,对其进行结构鉴定,有望开发出抑制薇甘菊生长的新型生物源农药（如除草剂）,为入侵植物薇甘菊的防治提供参考依据,同时也为日本菟丝子的开发利用开辟了一条新的途径。通过薇甘菊种子的生物测定方法对日本菟丝子水浸液的化感作用进行评价。结果表明,日本菟丝子水浸液对薇甘菊和萝卜种子的萌发具有较强的化感抑制作用,10 mg·mL-1时,对根长、苗高、发芽指数的抑制达极显著水平（p＜0.01）。利用固相萃取法对日本菟丝子水浸液的化感物质进行提取,不同极性的洗脱剂分别洗脱,生物测定结果显示,在10 mg·mL-1时,丙酮部分对薇甘菊种子根长、苗高、发芽指数的抑制作用已达极显著水平（p＜0.01）,随着质量浓度的增加,抑制作用显著增强;50 mg·mL-1时,丙酮部分的综合抑制效应达-0.45。运用制备型高效液相色谱、重结晶等方法对丙酮部分进行反复分离和纯化,依生物测定结果选出对薇甘菊种子根长、苗高、发芽指数和综合效应的抑制程度达极显著水平（p＜0.01）的化合物（化合物编号为1-8、2-1、2-2、2-3、2-4、2-6和2-10）,用核磁共振(1HNMR、13CNMR)法、质谱法（MS）进行光谱解析,2-1、2-2、2-3号解谱结果显示,化合物纯度稍差,其化学组成和分子结构需要进一步分离纯化,方可进行鉴定。其余化合物的谱图结果显示,1-8和2-10号为同一种化合物桂皮酸（cinnamic acid）,2-6号为3-苯基丙酸（3-phenylpropanoic acid）,2-4号为这两种化合物的混合物,前者和后者的比例约为20:13。这两种化合物在菟丝子属的植物中属首次分离鉴定。日本菟丝子具有较强的化感作用,所提取的化感物质能显著抑制入侵植物薇甘菊种子的萌发,具有开发成新型除草剂的潜力。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 研究目的和意义
• 1.2 化感作用及化感物质研究进展
• 1.2.1 化感作用和化感物质
• 1.2.2 化感物质的释放途径
• 1.2.3 化感物质的提取分离和结构鉴定
• 1.2.4 化感物质的生物检测
• 1.3 生物入侵
• 1.4 受体植物薇甘菊的研究进展
• 1.4.1 薇甘菊的生物学特性
• 1.4.2 薇甘菊的分布、危害与防除方法
• 1.4.3 薇甘菊的化感作用研究
• 1.5 供体植物日本菟丝子的研究进展
• 1.5.1 日本菟丝子的生物学特性
• 1.5.2 日本菟丝子的分布、危害与防治
• 1.5.3 日本菟丝子种子的化学成分研究
• 1.5.4 日本菟丝子的化感作用研究
• 第二章 日本菟丝子水浸液的化感作用研究
• 2.1 实验材料
• 2.2 研究方法
• 2.2.1 水浸液的制备和生物测定
• 2.2.2 化感指标的计算方法
• 2.2.3 数据分析方法
• 2.3 结果与分析
• 2.3.1 日本菟丝子水浸提液对萝卜、薇甘菊种子根长、苗高的影响
• 2.3.2 日本菟丝子水浸提液对萝卜、薇甘菊种子发芽势、发芽指数的影响
• 2.3.3 日本菟丝子水浸提液对萝卜、薇甘菊种子化感综合效应的影响
• 第三章 日本菟丝子水浸液的有机萃取物的化感作用研究
• 3.1 实验材料与仪器
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 水浸液的有机萃取物的提取分离
• 3.2.2 受体植物的生物测定
• 3.2.3 化感效应指标的计算与数据分析方法
• 3.3 结果与分析
• 3.3.1 水浸液的有机萃取物对萝卜种子萌发的影响
• 3.3.2 日本菟丝子水浸液的有机萃物对薇甘菊种子萌发的影响
• 第四章 色谱分离物的化感作用研究
• 4.1 实验仪器与条件
• 4.2 色谱分离物的制备及生物测定
• 4.2.1 第一次制备型高效液相色谱分离及生物测定
• 4.2.2 1-8号化合物的纯化及生物测定
• 4.2.3 第二次制备型高效液相色谱分离及生物测定
• 4.2.4 数据处理
• 4.3 结果与分析
• 4.3.1 第一次制备型高效液相色谱分离物对薇甘菊种子萌发的影响
• 4.3.2 1-8号化合物对薇甘菊种子萌发的影响
• 4.3.3 第二次制备型高效液相色谱分离物对薇甘菊种子萌发的影响
• 第五章 日本菟丝子化感活性物质的结构鉴定
• 5.1 仪器与方法
• 5.2 化感活性物质的结构鉴定
• 5.2.1 1-8（2-10）号化合物鉴定结果
• 5.2.2 2-6号化合物鉴定结果
• 5.2.3 2-4号化合物鉴定结果
• 5.3 结果与分析
• 5.3.1 日本菟丝子中的桂皮酸（cinnamic acid）
• 5.3.2 日本菟丝子中的3-苯基丙酸（3-phenylpropanoic acid）
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录