黄顶菊根系分泌物的化感作用及根系分泌物中活性成份分析

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化感作用由Molisch[1]在1937首次提出,它是指植物或微生物的代谢分泌物对环境中其他植物或微生物造成有利或不利影响的现象。黄顶菊[ Flaveria bidentis ( L. ) Kuntze ]是近年来发现的一种外来入侵植物,为一年生草本,原产于南美洲,分类学上隶属于堆心菊族黄菊属。自2001年首次在中国发现后,扩展迅速,已列入河北省补充植物检疫有害生物。黄顶菊耐盐碱和干旱,喜生于荒地,在贫瘠的建筑垃圾或砖石瓦块横生的荒郊生长良好,随着入侵程度加深,一些本土植物(虎尾草、反枝苋稗草、马唐等)的数量逐渐减少,甚至完全消失,对农业和自然生态环境构成严重威胁。本文通过研究黄顶菊根系分泌物对附近植物生长的影响及黄顶菊根系分泌物中活性成分的分离、鉴定,阐明化感作用在黄顶菊成功侵入农田和贫瘠荒地过程中的作用。主要结果如下:(1)在室内土壤盆栽条件下,研究了黄顶菊对附近萝卜、玉米、黄瓜和小麦种子萌发、植株生长根系活力、叶片可溶性蛋白、叶绿素含量以及SOD、POD、CAT活性的影响,结果发现:黄顶菊对4种作物种子的萌发以及株高和鲜重增长都有明显的抑制作用,其中对黄瓜、萝卜的抑制作用较强。研究还发现,生长在黄顶菊附近的萝卜、玉米、黄瓜和小麦根系活力明显低于对照,叶片可溶性蛋白、叶绿素含量以及SOD、POD、CAT活力均低于对照,而丙二醛含量高于对照。预示黄顶菊可能通过根系分泌物对附近的作物施加影响。(2)通过深液流管道系统(DFT)培养获得大量含有黄顶菊根系分泌物的培养液,减压浓缩后的物质(10 mg/ml;20 mg/ml)对黄瓜、马塘、虎尾草、反枝苋和稗草种子萌发、幼苗和根系生长表现出一定的抑制作用,预示黄顶菊根系分泌物中含有抑制种子萌发、幼苗和根系生长的活性成份。(3)黄顶菊根系瞬时分泌物的二氯甲烷萃取物经GC-MS测定,共鉴定出29种化合物,主要包括酯类、烃类、酮类、噻唑、胺类等;其中的邻苯二甲酸二正辛酯、邻苯二甲酸-2-乙基已醇酯、均是已被证实的化感物质。(4)将含有黄顶菊根系分泌物的培养液先后通过树脂柱和硅胶柱,获得对小麦苗高、根长、鲜重抑制作用最强的组分,经GC-MS鉴定出6种有机化合物,其中也包括邻苯二甲酸二辛脂; 1,2-邻苯二甲酸,单(2-乙基己基)酯。(5)对黄顶菊根系分泌物中含量较大、匹配度较高的丁羟甲苯进行了培养皿滤纸法和盆栽法的化感效应验证,结果表明,0.1 mg/ml的丁羟甲苯对莴苣、白菜和萝卜的根长与苗高均有明显的抑制作用。
摘要第4-5页
Abstract第5-6页
引言第10-13页
    1. 化感作用第10-11页
        1.1 化感作用第10页
        1.2 化感物质第10-11页
    2. 黄顶菊第11-13页
        2.1 黄顶菊的来源与入侵现状第11页
        2.2 黄顶菊的生物学特性第11-12页
        2.3 危害特点第12页
        2.4 黄顶菊研究进展第12-13页
第一章 黄顶菊对临近作物的影响第13-20页
    1 材料第13页
        1.1 供试植物第13页
        1.2 供试试剂第13页
    2 方法第13-16页
        2.1 盆栽试验第13-16页
    3 结果与分析第16-19页
        3.1 对作物萌发和生长的影响第16-17页
        3.2 对作物可溶性蛋白的影响第17页
        3.3 对作物叶绿素含量的影响第17-18页
        3.4 对作物根系活力的影响第18页
        3.5 对作物丙二醛含量的影响第18-19页
        3.6 对作物体内保护酶活性的影响第19页
    4 讨论第19-20页
第二章 黄顶菊根系分泌物的提取与分离鉴定第20-32页
    1. 材料第20页
        1.1 供试植物第20页
        1.2 试剂第20页
    2 方法第20-24页
        2.1 幼苗培养第20-21页
        2.2 深液流管道水培(DFT)第21页
        2.3 有机溶剂的选择第21-22页
        2.4 瞬时根系分泌物的收集第22页
        2.5 根系分泌物的萃取第22页
        2.6 树脂柱及硅胶柱的预处理第22页
        2.7 根系分泌物的分离与浓缩第22-23页
        2.8 黄顶菊根系分泌物的分离鉴定第23页
        2.9 黄顶菊根系甲醇浸提液HPLC 分析第23页
        2.10 生物测定第23页
        2.11 数据分析第23-24页
    3. 结果与分析第24-30页
        3.1 黄顶菊根系分泌物的化感作用第24-26页
        3.2 黄顶菊根系分泌物的树脂柱分离及各流分化感作用测定第26-27页
        3.3 黄顶菊根系分泌物硅胶柱分离各组分化感作用测定第27-28页
        3.4 黄顶菊瞬时根系分泌物的GC-MS 鉴定结果第28-29页
        3.5 黄顶菊根系分泌物硅胶柱层析8 号组分GC-MS 鉴定结果第29页
        3.6 黄顶菊根系分泌物HPLC 分析第29-30页
    4 讨论第30-32页
第三章 丁羟甲苯的化感效应验证第32-39页
    1 材料和方法第32-33页
        1.1 供试材料第32页
        1.2 丁羟甲苯培养皿化感效应验证第32页
        1.3 丁羟甲苯盆栽法化感效应验证第32-33页
        1.4 数据处理第33页
    2 结果分析第33-38页
        2.1 丁羟甲苯培养皿化感效应验证第33-34页
        2.2 丁羟甲苯盆栽法化感效应验证第34-38页
    3. 讨论第38-39页
结论第39-40页
参考文献第40-43页
在读期间发表的学术论文第43-44页
作者简历第44-45页
致谢第45-46页
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