黄花蒿（Artemisia annua.L）化感物质的释放途径及其主要化感物质的分离鉴定

论文摘要

植物化感作用广泛存在于自然界中,在农作物耕作制度的合理安排,农田杂草控制、农作物病虫害的防治以及减少连作障碍危害等方面起着重要作用。前期研究证实了黄花蒿的化感作用及化感作用机理,本论文主要研究黄花蒿在自然条件下化感物质的释放途径,并对黄花蒿茎叶挥发和淋溶途径中的主要化感物质进行分离鉴定,旨在利用化感活性物质,为开发新一代生物除草剂、植物生长调节剂,合理有效利用资源,发展可持续农业提供理论依据。主要结果如下:1.采用室内生物测定法,以小麦、燕麦、黄瓜和萝卜为受体,对黄花蒿化感物质释放途经进行了研究。结果表明,黄花蒿水浸提液、挥发物、淋溶物、残体土壤分解物、根分泌物5种途径来源的化感物质对4种受体植物都有不同程度的化感作用。黄花蒿水浸提液对小麦、燕麦的SE为56.29、57.17;茎叶挥发物对4种受体植物根长生长有较强的抑制作用;地上部淋溶物对小麦和黄瓜表现为抑制作用,对燕麦和萝卜表现为促进作用;其残体分解物前10d对受体有很强的抑制作用;根系分泌物对小麦和燕麦抑制作用较强,对萝卜和黄瓜表现为促进作用。比较黄花蒿5种不同途径来源的化感物质综合效应可知,黄花蒿主要是通过挥发、地上部淋溶向环境中释放化感物质,其次是通过根系分泌。2.采用室内生物测定法研究了黄花蒿挥发性物质的化感作用,并用GC/MS联用仪对其主要化学成分进行了分析。结果表明,黄花蒿茎叶的挥发性物质对小麦、燕麦和萝卜的幼苗生长有显著抑制作用。挥发油提取器所得的挥发油对小麦、燕麦和萝卜的苗高、根长和鲜重也有显著抑制作用;其化感效应指数（RI）均在-0.50以下。黄花蒿挥发油中共分离鉴定出了56种化合物,主要为萜烯类。含量较高的是樟脑、桉叶油烯、β-石竹烯、杜松二烯、氧化石竹烯、芳樟酮、α-杜松烯醇和桉树脑,相对含量为23.212%、15.633%、7.054%、6.83%、6.489%、6.349%、6.097%和3.458%。其中樟脑、桉叶油烯、（α）β-石竹烯、杜松二烯、氧化石竹烯、桉树脑等均被报道有化感作用;芳樟酮、罗汉柏烯等物质的化感作用报道的较少。3.通过对黄花蒿水浸提液和甲醇提取液的化感作用测定,结果表明:甲醇提取液的化感效应强于水浸提液的化感效应;浓度为0.1g/mL时,甲醇提取物对小麦、燕麦、黄瓜和萝卜的SE分别为:68.16、61.12、46.69和43.98。对甲醇提取物用正己烷、二氯甲烷和甲醇分离,并进行GC/MS鉴定。正己烷组分中,有化感活性的物质为新植二烯、藿烯和乙酸VE酯;二氯甲烷组分中棕榈酸甲酯、（脱氧）青蒿素、麦角甾二烯、豆甾烯已经报道有化感活性;β-香树精、奥利烯-酮、乌散烯-酮、二十烷酸甲酯和3-羰基-乌散烯（12）-酸甲酯的化感作用首次被报道,证实了二氯甲烷组分对小麦萌发和幼苗生长有显著的化感作用。甲醇组分中主要是长链脂肪酸,邻苯二甲酸和十四烷酸、十五烷酸、十六烷酸、十七烷酸、十八烷酸、二十烷酸等长链脂肪酸均已经报道有化感活性;降姥鲛酮、乙酸乌散烯（12）-酯（3β）、乙酸-新-γ-蜡烯-22（29）-酯（3β）和3,5-二特丁基-4-羟基苯丙酸十八烷酸等物质的化感作用首次被报道。综上研究表明:在自然条件下,黄花蒿化感物质主要是通过挥发途径和淋溶途径释放到环境中的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1.1 植物化感作用的研究进展
• 1.2 植物化感物质研究
• 1.2.1 可溶性有机酸、直链醇、脂肪族醛和酮
• 1.2.2 简单不饱和内酯
• 1.2.3 长链脂肪酸和多炔
• 1.2.4 醌类
• 1.2.5 简单酚、苯甲酸及其衍生物
• 1.2.6 肉桂酸及其衍生物
• 1.2.7 香豆素类
• 1.2.8 类黄酮
• 1.2.9 单宁
• 1.2.10 类萜和甾类化合物
• 1.2.11 氨基酸和多肽
• 1.2.12 生物碱和氰醇
• 1.2.13 硫化物和芥子油苷
• 1.2.14 嘌呤和核苷
• 1.3 化感物质的释放途径研究
• 1.3.1 淋溶
• 1.3.2 根系分泌
• 1.3.3 挥发
• 1.3.4 植物体残留物分解
• 1.3.5 种子萌发和花粉传播
• 1.4 化感物质的提取、分离和鉴定
• 1.4.1 化感物质的提取方法
• 1.4.2 化感物质的分离和纯化
• 1.4.3 化感物质的鉴定与检测
• 1.5 化感作用在农业生产中应用
• 1.5.1 合理的作物栽培与耕作
• 1.5.2 农田杂草和病虫害的防除
• 1.5.3 品种改良和良种选用
• 1.5.4 推动植被演替的进程
• 1.5.5 保护生态环境
• 1.6 黄花蒿化感作用研究进展
• 1.7 本论文的研究内容与目的
• 第二章 黄花蒿对4 种受体植物的化感作用研究
• 2.1 材料和方法
• 2.1.1 植物材料
• 2.1.2 试验方法
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 黄花蒿地上部水浸提液对4 种受体植物生长的影响
• 2.2.2 黄花蒿地上部淋溶物对4 种受体植物的化感作用
• 2.2.3 黄花蒿地上部挥发物对4 种受体植物的化感作用
• 2.2.4 黄花蒿残体土壤分解物对4 种受体植物的化感作用
• 2.2.5 黄花蒿根系分泌物4 种受体植物的化感作用
• 2.2.6 黄花蒿3 种途径化感释放物对4 种受体的综合效应比较
• 2.3 讨论
• 第三章 黄花蒿挥发物的化感作用及其成分分析
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 实验材料
• 3.1.3 试验方法
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 黄花蒿茎叶挥发物对4 种受体植物的化感作用
• 3.2.2 黄花蒿挥发油对植物幼苗生长的化感效应
• 3.2.3 黄花蒿挥发油的成分鉴定
• 3.3 讨论
• 第四章 黄花蒿淋溶物的化感作用及活性成分的分离鉴定
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 供试材料
• 4.1.2 试验方法
• 4.2 结果分析
• 4.2.1 水浸提液对4 种受体植物的化感作用
• 4.2.2 不同浓度甲醇提取物对4 种受体植物的化感作用研究
• 4.2.3 活性物质的的分离
• 4.3 结论和讨论
• 第五章 主要结论与讨论
• 5.1 结论
• 5.1.1 黄花蒿5 种不同途径来源的化感物质对受体植物的化感作用
• 5.1.2 黄花蒿茎叶挥发物的化感作用及化感物质的鉴定
• 5.1.3 黄花蒿淋溶物的化感物质的分离与鉴定
• 5.2 问题与讨论
• 5.2.1 关于黄花蒿化感物质释放途径的研究
• 5.2.2 关于黄花蒿化感物质的分离与鉴定的研究
• 5.3 创新点
• 参考文献
• 致谢
• 附录
• 作者简介
• 导师简介