不同外源酚酸化感物质组合对棉花种子萌发和幼苗生长的化感效应

为阐明不同外源酚酸类化感物质组合对棉花种子萌发及幼苗生长发育的化感效应, 选择在棉花连作30年土壤中检测到的对-羟基苯甲酸(P-HA)、香草醛(VA)、阿魏酸(FA)3种酚酸类化感物质, 以田间自然状态下含量为处理浓度研究对棉花种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明: 3种酚酸化感物质对棉花种子萌发和幼苗生长有显著影响。对种子萌发有促进作用, 对幼苗生长有抑制作用,对幼苗生理酶活性有着不利影响。两种或两种以上化感物质混合时比一种酚酸化感物质对棉花的作用效果小, 说明对羟基苯甲酸、香草醛和阿魏酸三者之间存在拮抗效应。P-HA对VA和FA存在着抵消作用, 3种化感物质组合之间的拮抗效应与化感物质的浓度和作用效果密切相关。     

紫茎泽兰不同入侵程度的土壤及其提取物对旱稻生长的影响

在室内人工气候箱条件下,研究了紫茎泽兰不同入侵程度下的土壤及其提取物对旱稻种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明：紫茎泽兰入侵地土壤及土壤提取物对旱稻种子萌发和幼苗生长存在不同程度的抑制作用,且随着紫茎泽兰入侵程度越重,土壤的抑制作用越明显;抑制作用强度大小依次为重度入侵地土>中度入侵地土>轻度入侵地土>当地植物土,紫茎泽兰入侵地的土壤提取物也呈现类似的规律。推测紫茎泽兰产生的化感物质随着入侵程度加深,而在土壤中逐步积累,对本地植物生长产生了不利作用。     

叶损伤诱导兴安落叶松针叶中10种酚酸的变化

酚酸是一类重要次生抗虫物质.为研究损伤及昆虫取食诱导对兴安落叶松针叶内酚酸含量的影响,采用3种不同程度剪叶或落叶松毛虫幼虫取食处理兴安落叶松幼树,以高效液相色谱技术测定兴安落叶松健康针叶中酚酸含量.结果表明：与对照相比,处理后1 d,剪叶或昆虫取食4枝50%针叶处理的兴安落叶松幼苗健康针叶中,除阿魏酸无显著差异外,苯甲酸、咖啡酸、绿原酸、水杨酸、苯乙酸、肉桂酸、香草酸、丁香酸和没食子酸9种酚酸均差异显著;4枝75%针叶处理的10种酚酸含量均发生显著变化.说明剪叶及虫害50%、75%针叶处理均达到诱导阈值,能显著诱导兴安落叶松化学防御.在损伤程度相同情况下,处理1 d时,剪叶4枝50%、75%诱导的咖啡酸、苯乙酸、肉桂酸、香草酸和没食子酸的含量显著高于虫害诱导处理;5 d时,剪叶4枝50%、75%诱导处理的这5种酚酸含量显著低于虫害诱导处理;10 d时,两种方法诱导的酚酸含量差异不显著.说明剪叶诱导处理的酚酸含量变化比昆虫取食处理迅速,且诱导强度与剪叶程度相关.采用适当处理诱导针叶中酚酸含量的变化来增强兴安落叶松对害虫的防御能力是可行的.     

人参连作根际土壤中酚酸物质对人参锈腐病菌的化感效应

采用高效液相色谱法对人参连作根际土壤中的酚酸物质进行了分离鉴定,检测发现人参根际土壤中含有没食子酸、水杨酸、3-苯基丙酸、苯甲酸和肉桂酸5种酚酸物质.采用外源添加法研究该5种酚酸物质对人参锈腐病菌的化感效应.结果表明: 5种酚酸对人参锈腐病菌的菌丝生长和孢子萌发都表现出高浓度抑制、低浓度促进的作用.没食子酸、水杨酸和苯甲酸在0.5 mmol·L^-1处理浓度下,3-苯基丙酸和肉桂酸在0.05 mmol·L^-1处理浓度下,均能够显著促进人参锈腐病菌菌丝生长和孢子萌发,并显著加重人参锈腐病病害严重度.     

不同温度、光照对虫害紫茎泽兰挥发物释放的影响

用不同温度和光照处理对照和棉蚜侵害的盆栽紫茎泽兰植株后,通过TCT-GC/MS分析了叶片挥发物的成分及相对含量。结果表明:温度与光照均不影响对照和虫害紫茎泽兰挥发物的种类,但影响其挥发物的相对含量。当光照强度达到300400μmol.m-.2s-1时,虫害紫茎泽兰挥发物中,多数单萜的相对含量显著高于对照,而倍半萜含量显著低于对照;绿叶挥发物相对含量与其对照相比差异不显著。当外界温度在15 30℃时,虫害紫茎泽兰挥发物中绿叶气体如己醛、2-己烯醛和多数单萜化合物的相对含量随温度升高而显著增加,而倍半萜含量却低于对照。说明适宜的温度和光照条件影响挥发物化学指纹图的构成,进而可能影响到蚜虫的取食。     

紫茎泽兰一种潜在化感活性物质的分离鉴定

【背景】紫茎泽兰潜在的化感效应可能是其具有极强入侵性的重要原因。目前,针对紫茎泽兰潜在化感活性物质的研究主要集中于偏小极性的萜烯类化合物,而对大极性化学物质的研究相对较少。【方法】采用活性跟踪分析法对紫茎泽兰乙酸乙酯提取物大极性亚组分进行潜在化感活性物质的跟踪分离,并用现代波谱技术解析其化学结构,最后就分离获得的单体成分与已报道的化感活性物质羟基泽兰酮（2）和泽兰二酮（3）以及信号分子JA-Ile在抑制拟南芥种子萌发和幼苗根生长方面进行潜在化感活性的对比分析。【结果】分离鉴定出一个具有潜在强化感活性的大极性化合物2．香豆酸葡萄糖苷（1）,研究发现该化合物虽然对拟南芥种子萌发的抑制作用不显著,但在0．1mmol·L^-1的浓度条件下对拟南芥幼苗根生长却有着比羟基泽兰酮和泽兰二酮更为显著的抑制活性,且其抑制作用的浓度一活性关系与信号分子JA-Ile类似。【结论与意义】紫茎泽兰中潜在大极性的非萜烯类化感活性物质对于紫茎泽兰的综合化感效应可能同样具有重要而不可或缺的作用,化合物1等潜在大极性化感活性物质的逐步揭示对于系统解析紫茎泽兰的化感效应机制具有重要意义。     

不同pH的酚酸溶液对杉木及萝卜幼苗生长的影响

通过四因素五水平的二次回归正交旋转试验设计 ,研究 pH值、肉桂酸、对羟基苯甲酸、香草醛四个因素对杉木和萝卜幼苗生长的影响。结果表明 ,杉木幼苗的鲜重生长随酚酸溶液的pH值的增大而增加 ,而随肉桂酸、对羟基苯甲酸和香草醛浓度的增大而减小。比较 3种不同酚类物质对杉木幼苗生长的影响 ,肉桂酸对杉木幼苗生长的影响 >对羟基苯甲酸 >香草醛 ,且 pH值与肉桂酸之间 ;肉桂酸与香草醛之间 ;对羟基苯甲酸与香草醛之间的交互作用都达到显著水平。萝卜幼苗生长对不同pH的酚酸溶液的反应与杉木幼苗相类似 ,随酚酸溶液的pH值的增大而增加 ,而随肉桂酸、对羟基苯甲酸和香草醛浓度的增大而减小。但对羟基苯甲酸对萝卜幼苗生长的影响 >肉桂酸 >香草醛 ,酚酸溶液的 pH值与所有 3种酚酸之间的交互作用都达到显著水平 ;肉桂酸与香草醛的交互作用对萝卜幼苗生长的影响也达到F0 0 1水平显著。     

连作障碍与根际微生态研究Ⅲ.土壤酚酸物质及其生物学效应

以黑龙江省大豆重茬 5年与正茬土壤和根系为主要研究对象 ,采用高效液相色谱法 ,研究土壤和根系浸提液中的酚酸物质的含量及其生物学效应 .结果表明 ,重茬土壤中对羟基苯甲酸和香草酸的含量 (1mol·L-1NaOH提取 )大于正茬土壤 ,且差异达到极显著水平 ,香草醛含量差异不显著 ;重茬大豆根系水提液中对羟基苯甲酸、香草酸、阿魏酸、香草醛、香豆素含量均高于正茬 .大豆连作条件下土壤多酚氧化酶活性高于正茬土壤 .重茬大豆根系水提液及在水培条件下外加对羟基苯甲酸对大豆幼苗生长发育有一定的抑制作用 ;酚酸物质加入土壤 1周后 ,对羟基苯甲酸、香草酸、香草醛、阿魏酸、苯甲酸、香豆素残留率分别为 10 .4%、15 .3 %、4.1%、2 .3 %、5 .0 %、17.5 % ;且外加酚酸浓度与土壤中真菌数量呈极显著指数相关 .     

两种酚酸类物质对花生根部土壤养分、酶活性和产量的影响

为探讨连作花生土壤中酚酸类物质的累积与花生连作障碍的关系,通过大田盆栽试验,研究了对羟基苯甲酸、肉桂酸对花生花针期(出苗后45 d)、结荚初期(出苗后75 d)、结荚末期(出苗后105 d)根部土壤养分、酶活性及产量的影响.结果表明: 经两种酚酸类物质处理后,花生根部土壤养分和酶活性均发生了明显的变化,以在花针期受到的影响最大,土壤碱解氮、有效磷、有效钾和土壤脲酶、蔗糖酶、中性磷酸酶活性均显著降低;到花生结荚初期和结荚末期,两种物质对土壤养分、酶活性的抑制作用有减弱趋势.初始含量相同时,肉桂酸的化感作用相对较强.高浓度(80 mg·kg^-1干土)对羟基苯甲酸、肉桂酸处理分别使每盆花生荚果产量降低了45.9%、52.8%,单株结果数降低了46.2%、48.9%.     

重茬地黄土壤酚酸的动态积累及其对地黄生长的影响

为了探究酚酸物质与地黄连作障碍之间的关系,检测了重茬地黄土壤中阿魏酸、香草酸、香草醛和对羟基苯甲酸等4种酚酸物质的积累量,并通过水培条件下添加酚酸,研究了4种酚酸对地黄生长的影响。结果表明：阿魏酸、香草酸和香草醛含量在地黄生长期表现为持续增加,而对羟基苯甲酸含量先升高后降低;外加阿魏酸（8 μg·ml^-1）、香草酸（0.8 μg·ml^-1）、香草醛（1.2 μg·ml^-1）和对羟基苯甲酸（3.0 μg·ml^-1）对水培地黄根长、根质量、全株鲜质量和株高有较强的抑制作用;酚酸处理使地黄叶片叶绿素含量降低,除对羟基苯甲酸外差异性极显著;经过酚酸处理的地黄幼苗SOD和POD活性为先升高后下降,丙二醛含量升高,其中阿魏酸的处理使根中酶活性降至最低,根部腐烂死亡。推测4种酚酸可能是造成地黄化感作用的物质。     

入侵植物紫茎泽兰化感作用及其途径研究

紫茎泽兰广泛入侵中国西南地区,研究结果表明化感作用是其入侵的重要武器,但其化感作用的途径并不十分清楚。本研究中,我们发现紫茎泽兰可以通过多种途径对两种栽培植物大麦和玉米的生长产生化感作用,这些途径包括了叶挥发物、叶淋溶物以及根分泌物。并且在紫茎泽兰幼苗早期就可以检测到这些化感作用。然而,没有实验证据表明紫茎泽兰落叶的微生物降解物对两种测试植物具有化感作用。     

入侵植物紫茎泽兰化感作用及其途径研究

紫茎泽兰广泛入侵中国西南地区,研究结果表明化感作用是其入侵的重要武器,但其化感作用的途径并不十分清楚。本研究中,我们发现紫茎泽兰可以通过多种途径对两种栽培植物大麦和玉米的生长产生化感作用,这些途径包括了叶挥发物、叶淋溶物以及根分泌物。并且在紫茎泽兰幼苗早期就可以检测到这些化感作用。然而,没有实验证据表明紫茎泽兰落叶的微生物降解物对两种测试植物具有化感作用。     

小麦化感作用研究进展

小麦是世界第一大粮食作物,在农业生产中占有重要地位．然而,由于人们为保证小麦产量往往施用大量的除草剂和杀菌剂,对环境造成了极大的危害．小麦化感作用是利用小麦活体或残体向环境中释放次生代谢物质对自身或其他生物产生作用,它克服了除草剂和杀菌剂等引起的环境污染问题,具有抑制杂草控制病害的潜力．本文对已有的小麦化感作用的研究进展情况进行了综合评述．其中小麦对杂草、虫害及病害产生防御功能的主要化感物质为异羟肟酸和酚酸类物质．小麦化感物质活性的发挥除了取决于化感物质的种类外,还由小麦自身的遗传因素、环境因素和生物因素的共同作用所决定．小麦化感物质在根际土壤中的滞留、迁移和转化过程、小麦化感作用与土壤生物的关系以及相关的作用机理是小麦化感作用研究的薄弱环节。其研究方法还需进一步探索改进．小麦化感作用在植物保护、环境保护以及作物育种等方面具有广泛的应用前景,促进了小麦抗逆性的增强以及产量和品质的提高．     

小麦化感作用研究进展

小麦是世界第一大粮食作物,在农业生产中占有重要地位.然而,由于人们为保证小麦产量往往施用大量的除草剂和杀菌剂,对环境造成了极大的危害.小麦化感作用是利用小麦活体或残体向环境中释放次生代谢物质对自身或其他生物产生作用,它克服了除草剂和杀菌剂等引起的环境污染问题,具有抑制杂草控制病害的潜力.本文对已有的小麦化感作用的研究进展情况进行了综合评述.其中小麦对杂草、虫害及病害产生防御功能的主要化感物质为异羟肟酸和酚酸类物质.小麦化感物质活性的发挥除了取决于化感物质的种类外,还由小麦自身的遗传因素、环境因素和生物因素的共同作用所决定.小麦化感物质在根际土壤中的滞留、迁移和转化过程、小麦化感作用与土壤生物的关系以及相关的作用机理是小麦化感作用研究的薄弱环节,其研究方法还需进一步探索改进.小麦化感作用在植物保护、环境保护以及作物育种等方面具有广泛的应用前景,促进了小麦抗逆性的增强以及产量和品质的提高.     

Role of root-mediated interactions in phytotoxic interference of Ageratum conyzoides with rice (Oryza sativa)

Ageratum conyzoides L. (billy goat weed; Asteraceae) is an annual invasive weed native of tropical America and has now naturalized worldwide, particularly in Southeast Asia. The present study investigated the nature and potential of root-mediated allelopathic interference of A. conyzoides against rice (Oryza sativa). Root and shoot length and biomass accumulation of rice were significantly reduced (by 18–30%) when grown in the rhizosphere soil of the weed indicating the release of putative allelochemicals from the weed into the soil. The growth of rice was also progressively reduced in the soil amended with increasing amounts of root residues (5, 10 and 20 g kg⁻¹ soil) of A. conyzoides. The addition of activated charcoal, an inert material with high affinity for organic biomolecules, partly ameliorated the negative effects of root residues amended in the soil. Further, there was no negative effect on the availability of soil nutrients in the root-amended soils. These were rather nutrient rich with greater electrical conductivity, and higher amount of organic matter, thus indicating no role in observed growth reduction. The reduction in allelopathic effects of root residue upon charcoal addition further indicated that putative phytotoxins released from the weed roots are water-soluble phenolic compounds. A significant amount of water-soluble phenolics were present in rhizosphere (∼6-times higher) and root-amended soils (∼5–10-fold higher) and their content was reduced (to ∼3.6–7.0-fold higher) when charcoal was added. The observed growth reduction in Ageratum rhizospheric or root-amended soils was concomitant with the amount of phenolic compounds. Upon HPLC analyses, these were identified as p-coumaric acid, gallic acid, ferulic acid, p-hydroxybenzoic acid and anisic acid. Under laboratory conditions, these phenolic acids reduced the root length and seedling weight of rice individually as well as in equimolar mixture, though no synergistic effect was noticed. The study concludes that root exudates and residues of A. conyzoides suppress the growth of rice by releasing phenolic allelochemicals into the soil rhizosphere and not through alteration of soil nutrients, and allelopathy plays a significant role in root-mediated negative interference of A. conyzoides.     

水稻化感品种根分泌物中非酚酸类化感物质的鉴定与抑草活性

水稻化感品种能从根系分泌释放化感作用物质 ,长期以来 ,酚酸类物质被认为是水稻根分泌的主要化感物质 ,但这一结论常常被质疑。利用连续循环和直接树脂吸收两种方法采集典型的水稻化感品种 PI31 2 777幼苗的根分泌物 ,并用液相色谱 /质谱(L C/ MS)联用技术鉴定了根分泌物中的非酚酸类物质。结果显示 ,水稻 PI31 2 777幼苗根系能分泌释放 7-甲氧基羟基肟酸、羟基肟酸、3-异丙基 - 5 -乙酰氧基环己烯酮 - 1、5 ,7,4′-三羟基 - 3′,5′-二甲氧基黄酮、二萜内酯 A和二萜内酯 B6个非酚酸类化合物。经液相色谱 (HPL C)定量分析 ,这些化合物在水稻生长 1 0 d的根分泌物中的浓度为 5～ 1 9μmol/ L。进一步的生测结果显示 ,这些化合物在其释放的浓度范围能对稻田常见的稗草和异型莎草有抑制活性 ,尤其是这些化合物的等摩尔混合物的抑草活性增加 ,同时水稻根分泌物的抑草活性与土壤载体显著相关。表明羟基肟酸、环己烯酮、黄酮和二萜内酯四类非酚酸类物质是水稻的主要化感物质 ,这与近期愈来愈多的研究结果一致     

水稻化感作用及其分子生态学研究进展

综述了近年来国际上研究水稻化感作用的新进展,比较分析了当前常用于室内评价水稻化感作用潜力的几种生物测试法的优缺点,指出了琼脂迟播共培法是较为理想的室内生物测试法并已广泛应用于化感作用研究中。在此基础上,分析了水稻化感作用的数量遗传特性及其QTL定位的研究现状;阐明了水稻化感作用的遗传多样性及其分子生态特性;并就当前普遍关注的焦点问题：逆境条件（如低氮或高伴生杂草密度胁迫）常引起水稻化感作用潜力增大的生理过程与分子机制作了阐述。结合近年来应用差异蛋白组学和生物信息学的研究实例,阐明了逆境引起水稻化感作用增强与其酚类合成代谢相关酶蛋白表达丰度增加,萜类合成代谢相关酶蛋白表达丰度下降有关。就究竟什么是水稻的化感物质及其作用方式等问题作了分析与讨论．指出水稻的化感抑草效应是其众多化感物质综合作用的结果,应重视区分化感物质对靶标杂草的原生作用和进入土壤生态系统中经生物转化后的次生作用。根据当前植物化感作用研究的发展趋势,阐明了进一步研究水稻化感作用的焦点问题,提出了水稻化感作用的根际生物学特性与分子生态学机制,是未来国际上竞相角逐的重点研究领域,并认为以现代系统生物学理论为指导,运用基因组学、蛋白质组学和代谢组学等技术方法,是揭示这一分子生态学过程与机制的重要技术选择和优先研究领域。     

Soil biota reduce allelopathic effects of the invasive Eupatorium adenophorum

Allelopathy has been hypothesized to play a role in exotic plant invasions, and study of this process can improve our understanding of how direct and indirect plant interactions influence plant community organization and ecosystem functioning. However, allelopathic effects can be highly conditional. For example allelopathic effects demonstrated in vivo can be difficult to demonstrate in field soils. Here we tested phytotoxicity of Eupatorium adenophorum (croftonweed), one of the most destructive exotic species in China, to a native plant species Brassica rapa both in sand and in native soil. Our results suggested that natural soils from different invaded habitats alleviated or eliminated the efficacy of potential allelochemicals relative to sand cultures. When that soil is sterilized, the allelopathic effects returned; suggesting that soil biota were responsible for the reduced phytotoxicity in natural soils. Neither of the two allelopathic compounds (9-Oxo-10,11-dehydroageraphorone and 9b-Hydroxyageraphorone) of E. adenophorum could be found in natural soils infested by the invader, and when those compounds were added to the soils as leachates, they showed substantial degradation after 24 hours in natural soils but not in sand. Our findings emphasize that soil biota can reduce the allelopathic effects of invaders on other plants, and therefore can reduce community invasibility. These results also suggest that soil biota may have stronger or weaker effects on allelopathic interactions depending on how allelochemicals are delivered.     

紫茎泽兰入侵对土壤酶活性和理化因子的影响

紫茎泽兰是我国危害最严重的外来入侵植物之一,为探明其入侵对土壤肥力的影响,比较研究了紫茎泽兰、云南菅、狗尾草群落和撂荒地下0~30 cm的4层土壤中6种酶活性和12种理化因子。结果表明群落类型和土壤深度对测定的各参数均有显著影响。随土壤深度的增加,多酚氧化酶、碱性磷酸酶、脲酶活性,以及有机质、全氮、全磷、全钙、水解氮、有效磷、速效钾含量和pH值均降低。总的看来,紫茎泽兰群落下碱性磷酸酶和脲酶活性,有机质、全氮、全磷、全钙、水解氮和有效磷含量,以及pH值均较高,全钾含量较低,但速效钾含量并不低,表明紫茎泽兰入侵多年后土壤肥力水平提高,形成了对其生长有利的土壤环境。     

Effects of adjuvants and soil microbes on the phytotoxic activity of coumarin in combination with p-vanillin on goosegrass (Eleusine indica L.) seedling emergence and growth

Repeated use of herbicides has led to the occurrence of Eleusine indica biotypes evolving resistance to various groups of herbicides. The use of allelochemicals as an alternative method of weed control has been receiving a lot of attention recently. Coumarin and p-vanillin, two phenolic compounds belonging to this large class of allelochemicals, have proven to inhibit germination of E. indica greatly in a previous study. However, the efficacy of these two phenolic compounds is dependent on its absorption and is influenced by adjuvants. Thus, this study was conducted to determine the effectiveness of selected non-ionic surfactants (NIS) and an organosilicon (OS) in enhancing the phytotoxic activity of coumarin in combination with p-vanillin on emergence and growth E. indica seedlings under controlled laboratory conditions. Autoclaved and non-autoclaved soil samples were additionally used in the study to determine soil microbe effect on the activity of the phenolic mixture. Results have shown that the NIS, Tween-20 at 0.2% and Speed-Thru at 0.08% were effective in enhancing the phytotoxicity of the phenolic mixture. Two of the adjuvant concentrations used resulted in a reduced dosage of the phenolic mixture needed to reach 90% reduction in emergence (EM₉₀), fresh weight (FW₉₀), shoot length (SL₉₀) and root length (RL₉₀) by 2 to 3 fold. The NIS, Dupont at low dosage of 0.125% was effective in reducing the EM₉₀ and RL₉₀ values by 2.5 to 3.0 fold whereas the OS, Speedex at a recommended dosage of 0.1%, was found to be able to decrease the EM₉₀, SL₉₀ and RL₉₀ values by 2 to 3 fold. On the other hand, the phytotoxic effects of the phenolic mixture on E. indica grown in non-autoclaved soil were less than those observed in autoclaved soil, demonstrating the role of microbes in reducing the bioavailability of the phenolic mixture in the soil.