当归自毒作用研究

论文摘要

当归Angelica sinensis（Oliv.）Diels是伞形科当归属多年生草本植物,是我国常用名贵中药材之一,是甘肃的特色药产。长期以来,当归种植过程中存在的连作障碍一直是困扰药农的首要问题。连作当归不但产量低、品质差,而且药用根易腐烂,易生病虫害,因此,本文从化感作用角度入手,研究了当归的自毒作用,以期为消除当归的自毒作用,解决连作障碍提供基础资料和理论依据。雨水是自然界最好的溶剂,淋溶是化感物质进入环境的一条重要途径,因此本文模拟雨水淋溶途径,用水浸提的方法首先研究了当归四个发育期,即幼苗期、营养期、繁殖期和成熟期的自毒作用。结果表明:当归不同发育期均存在自毒作用,且不同发育期自毒作用强度不同,其中营养期的自毒作用最强;当归地上部分的自毒作用强度普遍强于根部;各发育期自毒作用具有一定的浓度依赖性。通过研究当归营养生长期的自毒作用以及对油菜（Brassica campestris）、小麦（Triticum aestivum）和燕麦（Avena sativa）的他感作用发现:当归不但对其自身具有较强的毒害作用,而且对其他三种作物也表现出不同程度的抑制效应,其中对油菜最强,燕麦次之,小麦最弱,且当归根部表现出了较茎叶强的他感作用,这与当归自毒作用表现出的情况相反;不同水浸液出现了高抑制低促进的浓度效应。当归营养期具有最强的自毒作用,且地上部分的自毒效应强于根部,因此,本文对当归营养期地上部分的自毒物质进行了提取与分离。初步分离的结果显示:用石油醚、乙酸乙酯和正丁醇萃取后的剩余水相具有最强的自毒效应（有机萃取相的自毒活性排序为:乙酸乙酯相>正丁醇相>石油醚相）,水提物的自毒效应则次之,这说明自毒作用并不是渗透压造成的,而是自毒物质真正起作用的结果,同时也证明了自毒物质的不同组分间存在着拮抗作用。另外,对当归幼苗生测的结果发现,幼苗根部对自毒物质具有很强的敏感性,在较低浓度下便会受到显著抑制。三种有机萃取相中,乙酸乙酯相具有较强的自毒活性,本文对乙酸乙酯萃取相中的自毒物质进行了进一步的柱层析分离,并采用生物跟踪测定的方法检测每一流分的自毒活性,最终获得了一种单萜类化合物D1（2,6-二甲基二环[3,1,0]-4,6-二甲醇）。实验结果显示:单萜化合物D1对当归幼苗具有毒害作用,尤其对幼苗根部的抑制作用更为显著,在0.5 mg·mL-1浓度下,对根长的抑制就达到了极显著水平;含有D1的混合物D1+x具有更强的自毒活性,不但对幼苗根长造成显著抑制,而且对苗高也产生显著影响,因此D1与其他化合物间可能存在强烈的协同作用。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1 自毒物质及种类
• 2 自毒物质的释放途径
• 2.1 雨雾淋溶
• 2.2 根系分泌
• 2.3 残体分解
• 2.4 微生物代谢
• 3 自毒物质的作用机制及其生理效应
• 3.1 对细胞分裂和伸长的作用
• 3.2 对生物膜功能的影响
• 3.3 对水分状况的影响
• 3.4 对矿质元素吸收的影响
• 3.5 对呼吸作用的影响
• 3.6 对光合作用的影响
• 3.7 对酶活性的影响
• 3.8 对植物激素的影响
• 3.9 对蛋白质合成和基因表达的影响
• 4 农业生态系统中的连作障碍与自毒作用
• 4.1 连作障碍发生的主要原因
• 4.2 自毒作用对作物连作的影响
• 4.3 减轻自毒作用缓解连作障碍发生的对策
• 5 中草药连作障碍与土壤环境恶化
• 5.1 中草药栽培中的连作障碍
• 5.2 中草药栽培中土壤环境恶化的特点
• 6 当归连作及存在的问题
• 第二章 当归不同发育期自毒作用的生物测定
• 1 材料与方法
• 1.1 实验材料
• 1.2 研究方法
• 1.3 数据处理
• 2 结果与分析
• 2.1 不同处理对当归种子萌发和幼苗生长的抑制效应
• 2.2 种子萌发阶段和幼苗生长阶段对当归自毒作用的敏感性
• 2.3 当归不同发育期自毒效应的差异性
• 2.4 当归根部及地上部自毒效应的差异性
• 2.5 当归自毒作用的浓度依赖性
• 3 小结与讨论
• 3.1 当归连作障碍的原因
• 3.2 当归自毒物质进入环境的途径
• 3.3 当归种子萌发和幼苗生长对自毒物质的敏感性
• 3.4 不同发育期当归自毒作用强度的差异性
• 3.5 当归根部及地上部自毒作用的差异性
• 第三章 当归营养期自毒及他感作用评价
• 1 材料与方法
• 1.1 实验材料
• 1.2 研究方法
• 1.3 数据处理
• 2 结果与分析
• 2.1 当归营养期水浸液对其自身及其他三种作物的化感作用
• 2.2 不同受试作物对当归营养期化感作用的敏感性
• 2.3 当归根部及茎叶部水浸液对不同受试作物的化感作用
• 2.4 当归根部及茎叶部不同浓度水浸液对不同受试作物的化感作用
• 3 小结与讨论
• 3.1 当归的自毒作用与连作障碍
• 3.2 当归对其他三种作物的化感作用
• 3.3 当归营养期根部及茎叶部化感作用的差异性
• 3.4 当归化感作用的浓度效应
• 第四章 当归淋溶性自毒物质的初步分离及相互作用
• 1 材料与方法
• 1.1 实验材料
• 1.2 研究方法
• 1.3 数据处理
• 2 结果与分析
• 2.1 当归营养期地上部水提物对当归幼苗生长的影响
• 2.2 不同萃取相及剩余水相对当归幼苗生长的影响
• 2.3 水提物及不同分离组分对当归幼苗自毒效应的比较
• 3 小结与讨论
• 3.1 当归自毒物质释放的途径及淋溶性自毒物质的提取分离方法
• 3.2 当归自毒物质的浓度效应及对当归幼苗生长的毒害作用
• 3.3 当归自毒物质不同组分的活性及相互作用
• 第五章 当归自毒物质的分离与鉴定
• 1 材料与方法
• 1.1 实验材料
• 1.2 试剂与仪器
• 1.3 研究方法
• 1.4 数据处理
• 2 结果与分析
• 2.1 当归自毒物质的分离与自毒活性的跟踪测定
• 2.2 当归自毒物质的结构鉴定
• 1和混合物D_1+x自毒活性测定及相互间的作用'>2.3 化合物D₁和混合物D_1+x自毒活性测定及相互间的作用
• 3 小结与讨论
• 3.1 当归地上部所含单萜类物质的自毒活性
• 3.2 自毒物质间的相互作用
• 3.3 自毒作用与浓度的相关性
• 第六章 主要结论与研究展望
• 1 主要结论
• 2 研究展望
• 参考文献
• 发表论文
• 致谢