根系分泌物中的化感物质研究概述

根系分泌物在根际区域与外界进行物质、能量、信息交流过程中扮演着不可缺少的角色,其中的化感物质是一类具有重要生理功能的物质。为此,重点阐述了根系分泌物的种类、产生机制与分泌机理,总结了根系分泌物化感作用以及研究方法,并对化感物质的研究做了进一步的展望。     

基于膜技术的地黄根区土壤化感物质分离效果研究

采用孔径为0.2μm的微滤膜、0.004μm的超滤膜(5000 D)和0.001μm的纳滤膜(150 D)及反渗透膜等4种不同卷式膜元件对地黄根区土壤水提液中的化感物质进行富集,测定了富集效率、不同截留液中的酚酸类化感物质含量等,并通过盆栽试验对不同截留液的化感效应进行了验证.结果表明,纳滤膜对根区土壤水提液的富集效率...     

连作西洋参根际土壤化感物质筛选及化感效应分析

为了筛选西洋参连作过程中的化感物质,采用基于液质联用（LC-MS）的非靶向代谢组学技术对蒸馏水（CK）、4 a生西洋参水提液（GT）及其根际土壤浸提液（ST）浇灌的西洋参幼苗栽培土壤进行分析。结果显示,44种差异代谢物被质谱鉴定,其中22种差异代谢物VIP>1.4且P<0.001。这些差异代谢物包括皂苷、生物碱、酮及黄酮、有机酸、萜、醇和香豆素等。进一步采用HPLC对差异代谢物Ginsenoside Rg3、Ginsenoside Rg2、Indole-3-acetic acid、Methyl indole-3-acetate、Marmesin、Cytisine和Senecionine进行验证,发现这7种代谢物含量变化与代谢组学检测的结果一致。与CK相比,GT组Ginsenoside Rg3、Ginsenoside Rg2和Methyl indole-3-acetate含量显著增加;ST组Indole-3-acetic acid、Methyl indole-3-acetate、Marmesin、和Senecionine含量显著增加,Cytisine含量显著下降。化感作用分析发现,这7种代谢物对白菜种子萌发、白菜根和茎的生长均有不同程度的化感抑制作用。这些结果表明西洋参在重茬过程中分泌到土壤的次生代谢物质积累可能是导致西洋参连作障碍发生的潜在化感物质。     

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。     

酚酸类化感物质介导病原真菌协同致害药用植物的研究进展

药用植物固定产地的连年种植导致连作障碍,引起中药材产量和品质下降.药用植物的化感自毒作用和土壤微生物区系灾变是引起连作障碍的重要原因,但许多研究表明二者可能不仅作为单因素起作用,而且通过一系列的相互作用形成协同致害.本文根据近年来酚酸类物质介导病原真菌产生协同致害作用的研究进展,综述了产生协同作用的机理,旨在为进一步深...     

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。     

怀地黄根际土壤水提物的GC-MS分析

采用GC-MS分析方法,鉴定了怀地黄根际土壤的水提物。结果表明,怀地黄根际土壤含有12种特有的化感物质,它们是邻苯二甲酸正丁酯、邻苯二甲酸异丁酯、邻苯二甲酸二异辛酯、2-甲氧基-5-(1-丙烯基)苯酚、苯丙烯酸、苯甲酸、1-十八醇、1-二十一醇、3-甲氧基-4-羟基苯甲酸、3-甲基-4-羟基苯乙酸、邻苯二甲酸癸基辛酯和邻苯二甲酸异癸基辛酯。     

不同来源地黄化感物质对土壤微生物 功能多样性的影响

地黄连作障碍严重制约了地黄的产量和品质、化感自毒作用是植物连作障碍形成的重要原因之一、研 究地黄化感物质的来源（根尧叶尧根系分泌物）显得尤为重要。通过在土壤中添加地黄化感物质的不同载体（根尧叶尧根 系分泌物）、对一段时期内土壤微生物功能多样性发生的变化进行分析、基于BIOLOG 平板法分析不同时期各个处 理以酚酸类物质为碳源及以其他碳源为底物的微生物生长情况、研究化感物质的主要来源。结果表明院处理1 d、根 处理最有利于以多聚物尧氨基酸尧糖类尧胺类尧羧酸为碳源的微生物生长、叶处理最有利于以酚酸为碳源的微生物生 长、根系分泌物处理微生物生长情况仅好于对照。处理30尧60尧90尧180 d、根处理最有利于以酚酸为碳源的微生物生 长、叶处理最有利于以多聚物尧氨基酸为碳源的微生物生长、根系分泌物处理微生物多样性最差、不利于以各类碳源 为底物的微生物生长。     

太子参茎叶和连作土壤对莴苣的化感作用

为研究太子参连作障碍的成因,进行了太子参茎叶和连作土壤水浸液对莴苣种子萌发和种苗生长的影响试验。结果表明:高浓度的太子参茎叶浸提物抑制莴苣种子的发芽,延长平均发芽时间;太子参连作土壤浸提物对莴苣种子的发芽率和平均发芽时间均无显著影响;在一定浓度范围内(0.01～0.1g/mL),高浓度太子参茎叶浸提物抑制莴苣胚根生长,促进胚芽生长,浓度过高(1g/mL)则胚根胚芽生长均受到抑制;高浓度的太子参连作土壤浸提物抑制莴苣胚根生长,促进胚芽生长,但作用强度均小于茎叶浸提物。化感作用可能是导致太子参连作障碍的重要原因。     

化感物质抑制连作黄瓜生长的作用机理

 苯丙烯酸、对羟基苯甲酸为黄瓜根系分泌物中的主要化感物质组分。通过模拟根系分泌物中的化感物质进行土培和水培试验,证明苯丙烯酸、对羟基苯甲酸对连作黄瓜根系生长有明显的抑制作用。在50～250μmol/L浓度范围内,随处理浓度的加大,抑制根系对K+、NO3、H2PO4吸收的作用显著,养分外渗速率加快,组织外渗相对电导率逐渐提高。苯丙烯酸、对羟基苯甲酸强烈地抑制黄瓜根系脱氢酶、根系结合ATP酶、硝酸还原酶、超氧化物歧化酶的活性,随理浓度的增大抑制作用增强。     

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.     

广藿香连作土壤对其扦插苗 扦插生根的化感作用

探讨广藿香连作土壤对后茬广藿香扦插苗生根的化感作用,初步揭示广藿香连作土壤的化感作用机制。分别考察本底土和连作土壤对广藿香扦插苗在生根过程中的生理指标影响。结果表明,广藿香连作土壤对其扦插苗生根的根长、平均不定根数、根系活力以及扦插苗的生长速率和鲜重增加速率均具有不同程度的抑制作用;并降低了叶片的叶绿素含量;扦插苗过氧化物酶（POD）、多酚氧化酶（PPO）和吲哚乙酸氧化酶（IAAO）的活性和含量也受到了抑制。广藿香连作土壤影响了其扦插苗不定根的形成和生长。     

3种酚酸类物质对花生发芽和土壤微生物的互作效应研究

采用培养皿培养的方法,研究了花生根系分泌物中3种酚酸类物质,即:苯甲酸、对羟基苯甲酸和邻苯二甲酸,对花生种子发芽、花生炭疽病菌与固氮菌的影响和互作效应。研究结果表明,3种成分在较高添加浓度时对花生种子的发芽均产生了抑制作用,对炭疽病菌的生长主要表现为抑制作用,对固氮菌的生长表现为低浓度促进、高浓度抑制。3种酚酸类物质之间存在互作效应,当两两互作时对花生种子发芽的化感效应有增强的趋势,对炭疽病菌生长的化感效应有减弱的趋势,而对固氮菌生长的化感效应表现出低浓度时增强、高浓度时减弱的趋势。     

地黄根系分泌物生物活性研究及化感物质的鉴定

采用砂粒为培养地黄苗的基质,利用XAD-4柱循环收集地黄根系分泌物,通过对地黄、莴苣、芝麻、萝卜的生物测定,将有影响的组分进行GC-MS物质鉴定。研究结果显示:根系分泌物的酸性组分和中碱性组分对作物胚根和胚芽伸长都有抑制作用,随添加量的增加抑制加强,其中对萝卜胚根的影响表现为低促高抑。分别将两种组分进行GC-MS物质鉴定,发现在两种组分中都含有长链脂肪酸和阿魏酸等常见的化感物质。     

酚酸物质及其化感作用

阐述了化感作用 (Allelopathy)的涵义 ,具有化感化用的酚酸物质的来源 ,酚酸物质化感作用的可能机制 ,并从连作障碍的角度分析了酚酸物质在连作障碍中的自毒作用 ,提出了减轻化感物质毒害的措施     

植物化感物质与土壤微生物的研究进展

近年来,植物化感物质作用途径研究逐渐受到关注.植物产生的化感物质大多数最终都将进人土壤,因而土壤微生态环境与植物化感作用密切相关.一方面通过土壤微生物对化感物质的活性、转化和在土壤中持久性影响探讨了土壤微生物对化感物质的作用;另一方面由化感物质对土壤微生物生长、活性、群落多样性的影响等方面探讨了化感物质对土壤微生物的影响.从两方面阐释了植物化感物质与土壤微生物的相互关系,以期为进一步探讨植物化感作用的机理及途径奠定基础.     

线辣椒根系分泌物对辣椒等受体作物的化感效应

【目的】解决线辣椒的连作障碍及建立合理的复合群体结构。【方法】在实验室利用水培试验,研究了"陕椒2006"一株1 h根系分泌物(以下称低浓度)和一株4 h根系分泌物(以下称高浓度)对线辣椒、青椒、番茄、茄子和小麦种子发芽及幼苗生长发育(分别测根长、芽长、茎粗、侧根数、根系活力、根冠比、POD、SOD和CAT的值)的化感效应(以蒸馏水为对照)。【结果】"陕椒2006"的低浓度根系分泌物对3个线辣椒品种(系)"L26"、"L25"和"陕椒2003"的发芽率、茎粗、侧根数、根冠比、POD、SOD、CAT、根系活力均有促进作用,对芽长的生长有抑制作用;高浓度根系分泌物对3个线辣椒品种(系)"L26"、"L25"和"陕椒2003"的发芽率、茎粗、侧根数、根冠比、POD、SOD、CAT均有抑制作用,对根长、芽长、根系活力则无明显影响。"陕椒2006"的根系分泌物无论高浓度还是低浓度处理,均促进番茄根长和芽长的生长,且降低番茄侧根数和根冠比。"陕椒2006"的低浓度和高浓度根系分泌物,均对茄子的芽长和茎粗生长有促进作用,对其侧根数和根冠比有降低作用。"陕椒2006"的根系分泌物对小麦整体上表现出低促高抑的作用。【结论】随着"陕椒2006"根系分泌物浓度增大,对大部分受体作物的抑制作用增强。     

有机酸类化感物质对甜瓜的化感效应

以甜瓜种质"新银辉"为材料,用苹果酸、柠檬酸、对羟基苯甲酸、肉桂酸、阿魏酸、水杨酸和香豆酸等7种有机酸类化感物质处理甜瓜种子和幼苗,探讨其对甜瓜的化感效应及作用机理。结果表明:苹果酸可以促进甜瓜种子发芽和幼苗胚根生长,抑制植株鲜重增加和胚轴生长;柠檬酸促进发芽,对羟基苯甲酸和肉桂酸抑制发芽,但三者均抑制胚根生长,且对鲜重和胚轴生长表现为低促高抑效应,高浓度肉桂酸对种子发芽和胚轴生长的抑制效应最强,可能是甜瓜重要的化感物质;阿魏酸和香豆酸对发芽表现为低促高抑效应,抑制鲜重、胚根和胚轴生长;水杨酸对发芽和胚轴生长表现为低促高抑效应、抑制鲜重和胚根生长。7种有机酸处理后过氧化物酶活性均增强,有机酸类物质对甜瓜的化感效应可能和其体内的过氧化氢水平有较高的相关性;苹果酸、肉桂酸、对羟基苯甲酸和水杨酸处理后甜瓜幼苗体内超氧化物歧化酶的活性基本呈下降趋势,柠檬酸、阿魏酸和香豆酸则表现为低促高抑效应;过氧化物酶活性变化较复杂,但基本随处理浓度升高而上升;丙二醛含量大多低于对照。     

5种酚酸物质对滁菊扦插幼苗生长及酶活性的影响

以滁菊扦插幼苗为材料,采用营养液水培方式研究对羟基苯甲酸、肉桂酸、阿魏酸、香草醛和水杨酸5种酚酸物质对其生理生化指标的影响。结果表明:5种酚酸物质在100μmol·L-1的高浓度处理中对滁菊幼苗的根长度、可溶性蛋白、可溶性糖、叶绿素a和叶绿素b含量产生显著抑制作用。在10和50μmol·L-1浓度处理下,过氧化物酶(POD)活性受到抑制,且增加了过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性,而在100μmol·L-1处理浓度时,3种酶的活性显著降低。随着酚酸物质浓度的增加,丙二醛(MDA)在根系中含量逐渐增加。在10和50μmol·L-1处理中,苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性均高于对照,而在100μmol·L-1处理条件下,5种酚酸物质对PAL均呈现抑制作用,其酶活性均低于对照。5种酚酸物质浓度在100μmol·L-1时可以抑制根长度,减少滁菊叶绿素、可溶性蛋白、可溶性糖的含量,降低滁菊植株体内POD、CAT、SOD、PAL活性,增加MDA含量,从而对滁菊生长产生毒害作用。     

紫茎泽兰不同部位化感作用研究

为了研究入侵性杂草——紫茎泽兰(Ageratina adenophora)对三叶草、黑麦草的化感作用。对紫茎泽兰地上部及地下部淋溶物、根部分泌物的化感活性进行了研究。研究结果发现:三叶草、黑麦草种子萌发和幼苗生长在0.005 gDW/mL浸提液浓度下即表现出显著或极显著抑制作用,且化感作用大小随组分浓度增加而增加;相同浓度下紫茎泽兰地上部分水浸提液的化感作用明显强于其地下部分水浸液的化感作用;浸提液对受体植物种子萌发中根的抑制作用明显强于对芽的影响。地上部自然枯落物水浸液对受体植物化感测定的结果显示,当浓度达到0.01~0.05 gDW/mL及以上时,三叶草、黑麦草的发芽率、发芽速度指数、根长、芽长及鲜重等各指标在处理与对照间产生显著性差异。紫茎泽兰根系分泌物的二氯甲烷提取物在10 gFW/mL浓度下,对三叶草、黑麦草种子萌发及幼苗生长均表现出化感抑制作用。