大豆根系分泌物的鉴定及其化感作用的研究

论文摘要

大豆是我国重要的粮食和油料作物,含有丰富的蛋白质和脂肪,其综合利用价值很高,是人类不可缺少的作物之一。但由于较高的市场需求和有限耕地面积之间的矛盾,导致了严重的大豆连作障碍现象。有研究证实植物的化感作用（Allelopathy effect）是作物连作障碍的重要原因之一,而作物根系能够分泌大量的化感物质,并对作物本身有一定化感作用。为了更充分地了解大豆根系分泌物的化感作用,本项实验以作物的根系分泌物作为研究对象,利用GC-MS分离手段,鉴定收集的根系分泌物成分。通过对鉴定结果的分析,选取比较适合的收集方法和萃取试剂;分析比较大豆与耐连作的玉米和小麦的根系分泌物成分差异;比较正茬、重茬一年和重茬两年的大豆根系分泌物成分差异;将大豆根系分泌物设置三组高低不同的浓度,对大豆、玉米、小麦和高粱种子萌发和幼苗生长的化感作用进行生物检测。研究结果表明:1.本实验在二氯甲烷、乙酸乙酯、乙醚三种萃取试剂和溶液收集法、土壤溶液原位取样器收集法和根际土壤收集法三种收集根系分泌物的方法中的得出:土壤溶液原位取样器收集的根系分泌物种类最多,且最接近自然的实际情况;二氯甲烷能萃取较多化合物或化感物质。2.大豆、玉米、小麦根系分泌物中均含有烃、醇、酸、酯、酚、醛、苯、萘以及萘胺等主要化合物。从根系分泌物成分的数量上讲,大豆要多于玉米和小麦,并且在大豆根系分泌物中能够检测到更多玉米和小麦根系分泌物中不存在的化感物质。3.正茬、重茬一年和重茬两年的大豆根系分泌物中主要化合物类别基本相同,即烃、醇、酸、酯、酚、醛、酮、苯、萘等化合物,但重茬一年和重茬两年的化合物明显多于正茬,并且重茬年数越多,根系分泌的化感物质就越多,这也是大豆连作障碍的原因之一。4.大豆、玉米、小麦和高粱作为受试作物,对其种子和幼苗施加不同浓度的大豆根系分泌物,进行种子萌发实验和幼苗的鲜重、株高、根长、叶绿素含量和根系活力的测定,结果表明:四种作物种子的萌发均表现出不同程度的化感抑制作用,且大豆根系分泌物的浓度越大,抑制作用越强;分泌物对小麦幼苗的生长发育则起到了化感促进作用;玉米和高粱幼苗表现出的化感抑制作用较弱;大豆幼苗表现出了显著的抑制作用,且分泌物浓度越大,抑制强度越强。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 前言
• 1.1 研究目的与意义
• 1.2 化感作用的研究概况
• 1.2.1 化感作用的概念
• 1.2.2 化感物质的种类
• 1.2.3 化感物质的释放途径
• 1.2.4 化感作用的特点
• 1.2.5 植物与微生物间的化感作用
• 1.2.6 化感物质的影响因素
• 1.2.7 化感作用的生物检测方法
• 1.2.8 化感作用的研究应用
• 1.2.9 化感作用研究中存在的问题
• 1.3 根系分泌物的研究现状
• 1.3.1 根系分泌物的定义和分类
• 1.3.2 根系分泌物的收集方法
• 1.3.3 根系分泌物在连作障碍中的作用
• 1.3.4 根系分泌物的分离鉴定方法
• 1.3.5 根系分泌物的研究趋势
• 2 材料与方法
• 2.1 供试材料及药品仪器
• 2.1.1 供试材料
• 2.1.2 试验药品及仪器
• 2.1.3 供试营养液
• 2.2 试验设计
• 2.3 试验方法
• 2.3.1 作物根系分泌物的收集与提取
• 2.3.2 提取液的GC-MS 分析
• 2.3.3 生物检测方法
• 2.4 数据分析方法
• 3 结果与分析
• 3.1 不同试剂萃取大豆根系分泌物成分鉴定
• 3.1.1 二氯甲烷提取的大豆根系分泌物的成分
• 3.1.2 乙酸乙酯提取的大豆根系分泌物的成分
• 3.1.3 乙醚提取的大豆根系分泌物的成分
• 3.2 不同方法收集大豆根系分泌物成分鉴定
• 3.2.1 溶液培收集的大豆根系分泌物的成分
• 3.2.2 原位取样法收集大豆根系分泌物成分
• 3.2.3 根际土壤收集的大豆根系分泌物成分
• 3.3 大豆与玉米、小麦根系分泌物的比较
• 3.3.1 玉米根系分泌物的成分
• 3.3.2 小麦根系分泌物的成分
• 3.4 正茬、重茬大豆根系分泌物的比较
• 3.5 生物检测
• 3.5.1 大豆根系分泌物对作物种子萌发的影响
• 3.5.2 大豆根系分泌物对作物幼苗形态指标的影响
• 3.5.3 大豆根系分泌物对作物幼苗根系活力的影响
• 4 讨论
• 4.1 大豆根系分泌物的比较分析
• 4.1.1 不同方法收集大豆根系分泌物的比较
• 4.1.2 不同试剂萃取大豆根系分泌物的比较
• 4.2 大豆与玉米、小麦根系分泌物的比较分析
• 4.3 正茬、重茬大豆根系分泌物的比较分析
• 4.4 大豆根系分泌物的化感作用
• 4.4.1 大豆根系分泌物对受试作物种子萌发的影响
• 4.4.2 大豆根系分泌物对受试作物幼苗发育的影响
• 5 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文