黄花蒿（Artemisia annua L.）化感物质释放途径及化感作用机理研究

论文摘要

植物化感作用是指植物在生长过程中通过植株挥发、淋溶、植物腐解或根系分泌物向周围环境释放的化学物质而对邻近植物或微生物的生长产生干扰作用。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队作障碍危害等方面起着重要作用。本论文主要对农田群落生长的先锋植物黄花蒿的化感作用、化感物质释放途径及化感作用机理进行了系统深入的研究,旨在充分利用植物间的化感作用防除农田杂草,为开发天然除草剂,有效合理利用资源,发展可持续农业提供理论依据。主要结果如下:1.本文以小麦、黄瓜、萝卜为受体植物,研究了黄花蒿化感作用,验证了黄花蒿在自然生态中之所以能够成为先锋植物的原因,通过地上部挥发和淋溶向环境中释放化感物质,对周围植物产生较强的抑制作用,尤其是对受体植物根的生长表现出较强的克生作用,其次是对植株苗高生长的抑制作用。黄花蒿对黄瓜、小麦、萝卜的综合抑制效应SE值为47.66,对三种受体种子的综合抑制效应SE值为41.10、根长的综合抑制效应为74.20和苗高的综合抑制效应为66.53,在黄花蒿与受体植物套种的室内盆栽和田间试验中,黄花蒿对受体植物的苗高、植株重量和干物质的积累都有一定的影响,研究结果证实了黄花蒿具有一定的开发利用价值。黄花蒿在自然条件下可通过茎叶挥发和淋溶、土壤残体腐解和根系分泌共同作用向农业生态系统释放化感物质。但主要以地上部挥发和淋溶为主,其次是土壤残体分解和根系分泌释放化感物质。黄花蒿地上部水浸提物和地上部挥发物对4种受体的综合抑制效应（SE值）为:47.47和32.59,明显高于根系分泌物（SE为0.26）的综合抑制效应。黄花蒿地上部浸提物、挥发物和根系化泌对受体小麦（39.62）的综合抑制效应高于燕麦、萝卜和黄瓜,对4种受体根长的综合抑制效应（46.54）高于对苗高和种子萌发的综合效应。2.本试验以小麦种子为指示植物,用正已烷:乙酸乙酯:无水甲醇（30:20:3）对黄花蒿茎叶提取物进行分离,获得30个流分样品,通过生物测定后,筛选出对受体小麦化感效应较强的23、24、25、26流分样品,采用GC/SM对三样品进行化感物质种类鉴定。黄花蒿茎叶提取物中存在大量化感物质,主要包括苯类、酯类、醇类、烃类、萘类、酮类、酚类、酰胺类、酸类、醛类等有机化合物,其中2,2’-亚甲基-4-甲基-6-叔丁基双苯酚、4-甲基-4-羟基-2-戊酮等酮类、邻苯二甲酸-2-乙基已醇酯等酯类化合物、全反式角鲨烯、Z-13-二十二碳烯酰胺等均是报道的化感物质。但还有一些丰度对较高的有机化合物,如3-乙基-5,6,7,8-四氢异喹啉、巴龙霉素、24,25-二羟基维生素D3、4-苯基-3-氧代丁氰、青蒿酸等化合物的化感作用报道的很少。黄花蒿茎叶提取物二次分离流分中

论文目录

• 摘要
• Summary
• 绪论
• 第一章 文献综述
• 1.1 植物化感作用研究进展
• 1.1.1 植物化感作用研究历史与发展
• 1.1.2 植物化感作用在农业生产中的应用研究
• 1.1.3 植物化感作用在杂草防除中的作用
• 1.1.4 植物化感作用释放途径研究
• 1.1.5 植物化感物质研究进展
• 1.1.6 植物化感物质作用机理研究
• 1.1.7 植物化感作用研究方法研究进展
• 1.2 黄花蒿化感作用研究进展
• 1.2.1 黄花蒿化感作用研究
• 1.2.2 黄花蒿化感物质释放途径研究
• 1.2.3 黄花蒿化感物质作用机理研究
• 1.2.4 黄花蒿化感作用利用途径研究进展
• 第二章 研究思路与试验设计
• 2.1 研究思路与研究内容
• 2.2 研究方法
• 2.2.1 植物化感作用潜力筛选和黄花蒿化感作用测定方法
• 2.2.2 黄花蒿化感物质释放途径研究方法
• 2.2.3 黄花蒿化感活性成分提取、分离、纯化及活性物质分析方法
• 2.2.4 黄花蒿化感物质作用机理研究方法
• 2.3 技术路线
• 第三章 甘肃省18 种植物化感作用潜力的筛选
• 3.1 18 种植物水抽提液对受体植物种子、根长和幼苗生长的作用
• 3.1.1 对受体黄瓜种子、根长和幼苗生长的作用
• 3.1.2 对受体小麦种子、根长和幼苗生长的作用
• 3.1.3 18 种植物水抽提液对受体萝卜种子、根长和幼苗生长的作用
• 3.2 18 种植物水抽提液对三种受体植物综合效应比较
• 3.2.1 18 种植物水抽提液对三种受体种子萌发的综合效应
• 3.2.2 18 种植物水抽提液对三种受体根长的综合效应
• 3.2.3 18 种植物水抽提液对三种受体苗高的综合效应
• 3.2.4 18 种植物水抽提液对三种受体的综合效应
• 3.3 黄花蒿对受体植物化感作用测定结果
• 3.4 讨论
• 第四章 黄花蒿化感物质释放途径研究
• 4.1 黄花蒿地上部水浸提液化感作用的测定结果
• 4.2 黄花蒿地上部淋溶物化感作用的测定结果
• 4.2.1 黄花蒿地上部淋溶物对3 种受体植物干、鲜重的影响
• 4.2.2 黄花蒿地上部淋溶物对3 种受体植物株高的影响
• 4.3 黄花蒿地上部挥发物对4 种受体植物的抑制作用测定
• 4.4 黄花蒿残体土壤分解物对受体抑制作用测定结果
• 4.5 黄花蒿根系分泌物化感作用的测定结果
• 4.6 黄花蒿3 种途径化感释放物对4 种受体的综合效应比较
• 4.7 讨论
• 第五章 黄花蒿地上部化感物质的分离鉴定与化感作用研究
• 5.1 黄花蒿茎叶提取物对指示受体植物的克生作用测定结果
• 5.2 黄花蒿化感活性物质分离最佳洗脱液的筛选结果
• 5.3 黄花蒿茎叶提取物化感活性物质的分离
• 5.4 黄花蒿茎叶提取物化感活性成分分析
• 5.5 讨论
• 第六章 黄花蒿化感物质对受体组织形态和细胞结构的影响
• 6.1 对受体燕麦细胞膜透性影响测定结果
• 6.2 对受体小麦根组织和根细胞结构的显微、亚显微结构的影响
• 6.2.1 对根形态结构的影响
• 6.2.2 对细胞结构的影响（光镜观察）
• 6.2.3 对细胞显微、亚显微结构的影响（电镜观察）
• 6.2.3.1 对细胞核、细胞壁和胞间连丝的影响
• 6.2.3.2 对线粒体、内质网和胞内其他细胞器的影响
• 6.3 黄花蒿对小麦根尖细胞有丝分裂和根系活力的影响
• 6.4 讨论
• 第七章 黄花蒿化感物质对受体燕麦化感作用机理研究
• 7.1 对受体燕麦叶绿素含量的测定结果
• 7.2 对受体燕麦可溶性蛋白质含量测定结果
• 7.3 对受体燕麦游离氨基酸含量的测定结果
• 7.4 对受体小麦植物激素活性的影响
• 7.5 燕麦体内过氧化氢酶（CAT）含量测定结果
• 7.6 燕麦体内苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性测定结果
• 7.7 燕麦体内过氧化物酶（POD）活性测定结果
• 7.8 燕麦体内超氧化物歧化酶（SOD）活性测定结果
• 7.9 燕麦体内多酚氧化酶（PPOD）的活性测定结果
• 7.10 黄花蒿化感物质对受体燕麦作用机理分析
• 7.11 讨论
• 第八章 主要结论与创新点
• 8.1 结论
• 8.2 问题与讨论
• 8.3 创新点
• 致谢
• 参考文献
• 图版
• 作者简介
• 攻读博士期间获奖项目、出版专著和发表的主要论文
• 导师简介