作物的化感作用

本文综述了作物化感作用的表现形式,介绍了化感作用的特殊表现方式——自毒作用,主要说明了酚酸类化感物质的自毒作用,阐述了作物的连作障碍以及和化感作用的关系。     

植物化感作用研究进展

本文从植物化感物质的种类、释放途径、作用机理及化感物质的自毒作用等角度论述了植物化感作用的原理,指出自毒作用是连作障碍的主要因子,进而提出减弱或消除自毒作用的技术措施和途径。     

连作对不同抗性芝麻根系分泌物中酚酸类物质含量的影响及其化感作用

通过对芝麻花期根系分泌物中酚酸类物质含量在正茬和连作条件下的变化及其自毒作用的研究,初步探讨了3个不同连作抗性芝麻品种根系分泌物中具有化感作用的酚酸类物质。结果表明:水杨酸、柠檬酸和对羟基苯甲酸在3个芝麻品种根系分泌物中含量均较高;苯丙酸、苯甲酸和香豆酸分别在赣芝9号、金黄麻和玉山黑芝麻根系分泌物中含量也较高。与正茬条件下相比,在连作条件下,赣芝9号根系分泌物新检测到香草酸,金黄麻和玉山黑芝麻根系分泌物均新检测到丁香酸和苯丙酸;赣芝9号根系分泌物中柠檬酸、香豆酸、苯甲酸和丁香酸含量显著上升,金黄麻根系分泌物中水杨酸、对羟基苯甲酸、绿原酸、香草酸、柠檬酸、苯甲酸和香豆酸含量显著升高,玉山黑芝麻根系分泌物中阿魏酸、苯甲酸、水杨酸和绿原酸含量显著升高。对酚酸类物质的自毒作用进行生物检测,发现绝大多数酚酸对芝麻发芽表现出"低促高抑"现象。结合酚酸类物质在芝麻根系分泌物中的含量,认为香豆酸、柠檬酸和丁香酸是导致赣芝9号连作障碍的化感物质,苯丙酸、苯甲酸、水杨酸和丁香酸是导致金黄麻连作障碍的化感物质,水杨酸、苯丙酸和丁香酸是导致玉山黑芝麻连作障碍的化感物质。     

连作对不同抗性芝麻根系分泌物中酚酸类物质含量的影响及其化感作用

通过对芝麻花期根系分泌物中酚酸类物质含量在正茬和连作条件下的变化及其自毒作用的研究,初步探讨了3个不同连作抗性芝麻品种根系分泌物中具有化感作用的酚酸类物质。结果表明:水杨酸、柠檬酸和对羟基苯甲酸在3个芝麻品种根系分泌物中含量均较高;苯丙酸、苯甲酸和香豆酸分别在赣芝9号、金黄麻和玉山黑芝麻根系分泌物中含量也较高。与正茬条件下相比,在连作条件下,赣芝9号根系分泌物新检测到香草酸,金黄麻和玉山黑芝麻根系分泌物均新检测到丁香酸和苯丙酸;赣芝9号根系分泌物中柠檬酸、香豆酸、苯甲酸和丁香酸含量显著上升,金黄麻根系分泌物中水杨酸、对羟基苯甲酸、绿原酸、香草酸、柠檬酸、苯甲酸和香豆酸含量显著升高,玉山黑芝麻根系分泌物中阿魏酸、苯甲酸、水杨酸和绿原酸含量显著升高。对酚酸类物质的自毒作用进行生物检测,发现绝大多数酚酸对芝麻发芽表现出"低促高抑"现象。结合酚酸类物质在芝麻根系分泌物中的含量,认为香豆酸、柠檬酸和丁香酸是导致赣芝9号连作障碍的化感物质,苯丙酸、苯甲酸、水杨酸和丁香酸是导致金黄麻连作障碍的化感物质,水杨酸、苯丙酸和丁香酸是导致玉山黑芝麻连作障碍的化感物质。     

化感物质对花生根部土壤养分及产量的影响

为探究连作花生土壤中酚酸类化感物质累积与连作障碍间的关系,以田间土壤为介质,通过盆栽试验研究了花生根系分泌物中3种主要酚酸类化感物质肉桂酸、邻苯二甲酸和对羟基苯甲酸的混合物,对花生根部土壤养分及产量的影响。结果表明:在花生出苗45 d时,化感物质显著降低了花生根部土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量,在花生出苗75 d和105 d时,低浓度化感物质(40 mg/kg干土)对土壤有效磷和速效钾的影响有减弱趋势,而在花生出苗45、75 d和105 d时,土壤有机质含量均变化不大。高浓度化感物质(80mg/kg干土)对花生根部土壤养分及花生产量的化感作用较强,花生每盆荚果产量、单株结果数、饱果率和出仁率分别比对照降低51.4%、56.2%、40.8%、32.5%,千克果数增加55.4%。花生连作土壤中肉桂酸、邻苯二甲酸和对羟基苯甲酸的累积是导致花生土壤养分失调的原因之一,与花生连作障碍的产生有着密切关系。     

药用植物化感作用研究进展

连作障碍一直影响着着药用植物的种植与质量,化感作用作为导致连作障碍的一个重要原因,一直是研究重点,化感物质通过雨雾淋溶、根系分泌、植株残体腐解等方式进入到土壤当中,抑制植株生长,改变土壤酶活性,导致连作障碍的加重。为解决连作障碍提供理论依据,对药用植物的化感作用研究现状进行了分析,旨在提高药用植物的种植质量。     

酚酸对三七、小麦的化感作用及其差异

对不同浓度单体酚酸及混合酚酸对三七及小麦的化感作用进行生物测定。结果表明:酚酸对小麦、三七的化感作用表现为在种子萌发阶段大于幼苗生长阶段;酚酸对三七的化感作用表现为低浓度促进、高浓度抑制的浓度效应;酚酸类物质对三七及小麦的化感作用具有一定协同作用;2~3年生三七根际土壤中酚酸抑制三七幼苗生长,但可促进小麦幼苗生长。酚酸类物质的化感作用应为三七连作障碍的原因之一,三七与小麦轮作具有合理性。     

烟草根系分泌物及其化感作用研究进展

根系分泌物是烟草化感作用的重要来源,与烟草连作障碍的发生有密切联系。根据已有研究,对烟草根系分泌物的组成成分、释放途径、化感作用以及研究方法进行了综述,并对根系化感物质分离提纯、根系分泌物与土壤根际环境的交互作用、根系分泌物对土壤微生物的影响等研究方向进行了展望。     

覆膜垄播及轮作蚕豆对马铃薯连作田根系分泌物及化感效应的影响

以马铃薯连作田(5a)为基础,结合化感效应生物测试,研究平畦不覆膜连作马铃薯(FP-C)、覆膜垄播连作马铃薯(RM-C)、平畦不覆膜轮作蚕豆(FP-R)及覆膜垄播轮作蚕豆(RM-R)4种栽培模式对连作田根系次生代谢物及化感效应的影响。结果表明,不覆膜连作马铃薯的根系分泌物中酯类、酚类及酰胺等常见化感物质类别的相对丰度最大,其浸提液对番茄种子萌发的综合化感效应显著强于其他处理。轮作蚕豆及覆膜垄播对马铃薯连作田根系分泌物有不同的影响,轮作蚕豆降低典型化感物质类别酯类的相对含量,增加根系分泌物成分种类;覆膜垄播减少根系分泌物中酯类、烃类、酰胺、酚酸类及醇、胺、醛等成分类别的数量,同时防止嘌呤、噻唑、香兰素及樟脑的产生;两者均可达到降低化感效应的作用,但结合更有利于马铃薯连作障碍的克服。邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二甲酯、2-叔丁基-6-甲基苯酚、烟肼酰胺、樟脑、香兰素、9H-黄嘌呤及鲁米诺8种物质疑似马铃薯连作田根际土壤化感成分。     

香草酸和香豆酸对莴苣幼苗生长的化感作用机理

【目的】明确化感物质的作用过程,帮助解决化感作用在农业生产中引起的连作障碍问题.【方法】以莴苣为活性受体,采用植物细胞和生理学方法,选择在农田土壤中广泛分布,影响多种作物生长的2种酚类化感物质香草酸和香豆酸,进行化感作用评价和化感作用机理研究.【结果】香草酸在0.1μmol/L时对根和茎促进作用分别达到了15.44%和37.24%,随着浓度的升高,逐步转化为抑制作用,在1 000μmol/L时的浓度下对根的抑制率达到了25.20%;香豆酸在低浓度下对莴苣幼苗的作用不明显,1 000μmol/L时对对莴苣根和茎的抑制率分别达到了46.6%和27.79%,具有明显的抑制效果.【结论】在高浓度酚酸的胁迫作用下,致使受体植物体内活性氧发生积累,导致MDA含量升高,细胞活力降低,最终影响莴苣的生长发育.     

邻苯二甲酸和丙二酸对大豆根腐病病原菌的化感作用

采用室内培养和统计分析相结合的方法研究了大豆根分泌物中的邻苯二甲酸和丙二酸对根腐病病原菌的化感作用。结果表明 :与对照相比 ,高浓度的邻苯二甲酸和丙二酸 (L5 和B5)对半裸镰孢菌、粉红粘帚菌和尖镰孢菌 ,尤其是对半裸镰孢菌的生长有化感抑制作用 ,差异达显著或极显著水平。而低浓度的邻苯二甲酸和丙二酸对半裸镰孢菌、粉红粘帚菌和尖镰孢菌的生长有化感促进作用 ,部分差异达显著水平     

不同抗连作障碍品种草莓根系分泌物化感物质差异分析及其化感效应

以不同抗连作障碍品种‘土特拉’、‘丰香’和‘全明星’为试材,研究了三者根系分泌物中主要酚酸种类和含量的差异、接种镰刀菌后根际微生物的变化、根系分泌物对组培苗和尖孢镰刀菌的化感效应.结果表明:‘全明星’根系分泌物中对羟基苯甲酸和苯甲酸含量分别高达0.0624 mg/g DW和0.0173 mg/g DW,均明显高于‘土特拉’.根系分泌物对‘全明星’株高、根数和鲜重等均表现很强的抑制作用,化感效应指数均在0.50以上;但对‘土特拉’抑制作用最弱,低浓度分泌物能促进根系生长.‘全明星’根系分泌物对尖孢镰刀菌生长的抑制作用最小.接菌后‘全明星’根际细菌和放线菌数量均明显下降,真菌总量和尖孢镰刀菌数量上升;‘土特拉’根际各种微生物数量均呈上升趋势,变化率由高到低依次为尖孢镰刀菌、真菌总量、放线菌和细菌;‘丰香’根际微生物数量变化趋势与‘土特拉’相似,但各变化率均小于‘土特拉’.接菌后各品种根际微生物均由“细菌型”向“真菌型”转化,‘全明星’最明显,‘丰香’和‘土特拉’次之.     

枯草芽胞杆菌TR21喷叶对粉蕉根系分泌酚酸的影响

为探索枯草芽胞杆菌TR21喷叶对广粉1号和粉杂1号粉蕉根系酚酸分泌的影响,测定了不同处理不同时间根系分泌物中的酚酸含量,并利用高效液相色谱测定第13天的根系分泌物中的酚酸组成,以及甲醇溶解物对香蕉枯萎病病原菌1号和4号生理小种孢子萌发的影响。结果显示,广粉1号TR21处理后4d和6d根系酚酸分泌量高于对照,处理后8、9、11、13d低于对照;TR21处理粉杂1号根系酚酸分泌量始终高于对照。广粉1号对照根系处理后13d分泌物中检测到阿魏酸、反式肉桂酸、芥子酸、对香豆酸、水杨酸和邻苯二甲酸,TR21处理仅检测到阿魏酸和反式肉桂酸;粉杂1号对照和TR21处理后13d的根系分泌物只检测到阿魏酸。不同处理的甲醇溶解酚酸显著抑制香蕉枯萎病1号生理小种小型分生孢子萌发,粉杂1号的抑制效果比广粉1号明显,TR21处理的粉杂1号抑制效果最显著。甲醇溶解酚酸对4号生理小种的分生孢子也有显著抑制作用,但不同处理间差异不显著。TR21喷叶可以改变粉蕉根系酚酸的分泌,但在抗感品种中引起的变化存在差异。     

高效液相色谱法测定秸秆浸提液或腐解液中12种酚酸

建立了同时测定秸秆浸提液或腐解液中12种酚酸物质(没食子酸、原儿茶酸、龙胆酸、对羟基苯甲酸、绿原酸、香草酸、咖啡酸、丁香酸、对香豆酸、阿魏酸、芥子酸、水杨酸)的反相高效液相色谱测定方法。采用Waters HLB(500 mg、60μm、6 m L)固相萃取小柱对水溶液中的酚酸物质进行浓缩,以含0.5%乙酸的乙腈和0.5%乙酸的水溶液为流动相进行梯度洗脱,选用二极管阵列检测器,30 min内可对12种酚酸物质同时检测,各种酚酸均可达到基线分离。加标回收试验表明,样品中12种酚酸类化合物的加标回收率为79.41%~101.92%,12种酚酸保留时间和峰面积的RSD分别在0.02%~0.1%和0.25%~2.26%之间。该方法快速、灵敏、准确,适用于同时测定秸秆浸提液、腐解液、土壤溶液及水溶液中12种酚酸物质含量。     

外源茉莉酸类化合物系统诱导红松酚酸含量变化

冷杉梢斑螟和赤松梢斑螟常伴随发生,危害红松球果。为探讨利用红松诱导防御抵抗梢斑螟危害的可行性,以不同浓度茉莉酸甲酯、茉莉酮喷雾处理红松,采集健康、虫害及喷雾处理红松的球果和主梢,利用高效液相色谱技术测定其酚酸含量的时序变化。在健康红松球果中检测到香豆酸、苯乙酸、阿魏酸、水杨酸和肉桂酸等5种酚酸,在主梢中检测到香豆酸、苯乙酸、苯甲酸、水杨酸和肉桂酸等5种酚酸,两部位酚酸数量相同但组分存在差异。梢斑螟幼虫取食危害后,球果内出现原儿茶酸和苯酚,主梢内出现苯酚和阿魏酸,且除球果内香豆酸含量下降外,球果和主梢内其余几种酚酸含量均显著增加。相对茉莉酸甲酯,喷施茉莉酮诱导的酚酸种类更多,除原儿茶酸、绿原酸、丁香酸外其余酚酸种类与虫害诱导相同,且诱导时间与虫害取食更为接近。10 mmol/L的原位或侧枝喷雾,诱导各酚酸含量即显著高于虫害诱导,可以利用此浓度的茉莉酮喷雾处理增加红松抗性,抵御梢斑螟幼虫取食。      

核桃枝条酚类物质含量与其抗性的关系

通过测定核桃枝条的总酚和黄酮类化合物的含量、酚酸的种类及含量,结合其抗性表现,分析核桃枝条酚类物质含量与其抗性的关系。结果表明:供试5个核桃品种中,总酚含量存在极显著差异,以中林1号为最高,晋龙1号最低。中林1号和晋龙1号的黄酮类化合物含量极显著高于京861和薄壳香,礼品2号居中。共检出7种酚酸,即没食子酸、对羟基苯甲酸、香草酸、咖啡酸、丁香酸、对香豆酸和阿魏酸,其中没食子酸含量(约占酚酸总量的70%)高于其余6种酚酸,对羟基苯甲酸、香草酸和咖啡酸在部分品种中未检出。抗寒和抗抽条能力强但抗病性中等的中林1号总酚含量(45.46 mg/g)与其余4个品种存在极显著差异,没食子酸含量(4.50 mg/g)和酚酸总量(5.14 mg/g)均为最高;并检出了其余4个品种中均未检出的香草酸和很少检出的咖啡酸,未检出其余4个品种中均检出的对羟基苯甲酸,丁香酸(0.084 mg/g)和对香豆酸(0.065 mg/g)的含量明显低于其余4个品种。而抗病性强的薄壳香丁香酸(0.371 mg/g)和对香豆酸(0.296 mg/g)的含量则相对较高。     

草莓根系分泌物和腐解物中氨基酸的检测及其化感作用研究

运用ACCQ．Tag法测定了草莓根系分泌物和腐解物中8种氨基酸的含量,并研究了不同氨基酸对草莓根病病原菌的化感作用。结果表明：根系分泌物和腐解物水提液中氨基酸含量高于醇提液,检测出的6种氨基酸中．丝氨酸、苏氨酸、脯氨酸和精氨酸对Fusarium oxysporum和Rhizoctonia solani的菌丝生长有明显的促进作用。苏氨酸、脯氨酸和精氨酸对F．axysporum有明显促进作用,天冬氨酸和谷氨酸对3种病原菌菌丝生长均有明显的抑制作用;谷氨酸、天冬氨酸、丝氨酸、脯氨酸和精氨酸对Verticillium dahliae孢子萌发有明显促进作用,而苏氨酸对其孢子萌发有抑制作用。天冬氨酸和苏氨酸对F.axysporum的孢子萌发有明显抑制作用,谷氨酸对F.axysporum孢子萌发无明显作用,其余3种能明显促进F．axysporum孢子萌发。     

超高效液相色谱-串联质谱法鉴定和分析稻米中 酚酸类化合物的组成及分布

【目的】水稻是世界上最重要的作物之一,也是人们饮食中酚酸类营养成分的重要来源。建立稻米中酚酸类化合物鉴定与分析的超高效液相色谱-串联质谱（UPLC-MS/MS）检测方法,以深入了解和挖掘稻米的功能性营养。【方法】采用UPLC-MS/MS法对四川收集的白米、红米、紫米和黑米等14份材料中的19种酚酸进行定性和定量分析。优化碱水解、酸水解和净化萃取方法等前处理条件,同时优化色谱柱、流动相条件和质谱条件,并采用电喷雾电离和多反应监测模式进行检测。最后利用优化的分析方法分别测定糙米样品中的游离型、可溶性酯型、可溶性糖苷型、不溶性结合型和不溶性糖苷型酚酸的含量。【结果】通过对前处理条件的比对优化,获得的最优条件为：在含1%抗坏血酸和10 mmol·L ^-1 EDTA的2 mol·L ^-1 NaOH浓度下碱水解4 h,在1 mol·L ^-1 HCl溶液下酸水解1 h;所有净化萃取都使用含0.2% BHA的乙酸乙酯;采用HSS T3色谱柱,乙腈-0.01%甲酸水溶液为流动相进行梯度洗脱;除反式肉桂酸采用正离子模式,其余均为负离子模式,各化合物峰形好、分离度和灵敏度高。19种酚酸的线性范围良好（R ²≥0.9997）,检出限在0.023—4.728 μg·L ^-1,定量限在0.076—15.759 μg·L ^-1。19种酚酸游离型酚酸提取回收率为55.3%—98.0%,18种酚酸（绿原酸除外）的碱水解和酸水解回收率分别为90.8%—103.1%、51.7%—100.3%。该方法测定的14份稻米中共鉴定出14种酚酸,定量的有12种,酚酸总含量范围为356.3—1 234.5 mg·kg ^-1,含量较高的有阿魏酸、原儿茶酸、香草酸、4-香豆酸、芥子酸和对羟基苯甲酸,其中原儿茶酸和香草酸主要存在于紫米和黑米中,主要为不溶性结合型、可溶性酯型和可溶性糖苷型酚酸。【结论】该方法准确且灵敏度高。在提取和测定过程中保护剂的加入能有效抑制酚酸的降解,增加游离型和糖苷型酚酸的鉴定与定量分析,能更精确、全面地呈现出稻米中酚酸的分布情况。     

板栗种仁中总酚酸的提取纯化工艺研究

[目的]建立富集板栗种仁中高纯度总酚酸的方法.[方法]以没食子酸为对照品,采用分光光度法测定板栗种仁中总酚酸含量;以总酚酸含量为指标,对提取方法进行系统研究;以总酚酸的得率和精制度为考察指标,研究大孔树脂吸附纯化提取物的工艺条件及参数.[结果]用体积分数为75％的乙醇回流提取的总酚酸获得较高的提取率,通过HPD-826型大孔树脂纯化后,总酚酸得率的质量分数达到83.6％以上,体积分数为70％的乙醇洗脱液总固物中总酚酸的质量分数达到58.1％以上.[结论]采用此种提取及精制方法,可较好地提取纯化板栗种仁中的总酚酸.     

连作植烟土壤中酚酸物质与土壤因子的关系分析

为初步探明连作土壤中酚酸类物质与土壤主要因子的相互关系,以同一植烟区域不同种植年限土壤(1、6、8、14、16 a)为对象,分析不同连作年限植烟土壤酚酸类物质的种类、含量,以及土壤理化性状和酶活性的变化,在相关性分析的基础上,利用逐步回归模型,探讨酚酸类物质与土壤理化性状和酶活性的相互关系。结果表明,连作导致土壤中酚酸类物质积累、植烟土壤酸化和养分失衡。逐步回归分析表明:间苯三酚对pH存在抑制作用,肉桂酸对过氧化氢酶活性存在促进作用,阔马酸对脲酶活性存在抑制作用;间苯三酚、阔马酸和酚酸类物质总量均受到脲酶的抑制作用,对羟基苯甲酸和肉桂酸分别受过氧化氢酶的抑制和促进作用;阿魏酸受脲酶、过氧化氢酶的抑制作用和蔗糖酶的促进作用;间苯三酚、对羟基苯甲酸和酚酸类物质总含量均受土壤pH的抑制作用。