胜红蓟化感作用研究V．挥发油对真菌、昆虫和植物的生物活性及其化学成分

胜红蓟挥发油对真菌,昆虫和植物均具有生物活性,对植物致病真菌和害虫的抑制活性尤其显著,挥发油及其主要成分胜红蓟素不仅具有杀虫活性,而且引起昆虫拒食和延迟蜕皮。用GC／MS详细分析了胜红蓟挥发油的化学成分,共鉴定了27个化合物,且红蓟素及其衍生物,单萜和倍半萜类化合物是其主要成分。     

胜红蓟化感作用研究Ⅲ.挥发油对不同营养水平下植物的化感作用

研究了胜红蓟挥发油对不同营养水平下植物的化感作用．结果表明,随着营养水平的降低,胜红蓟挥发油对受试植物的化感作用明显增强．在胜红蓟挥发油的作用下,受试植物叶绿素和可溶性蛋白含量明显降低,过氧化物酶（ＰＯＤ） 活性降低,而质膜相对透性增加,丙二醛（ ＭＤＡ） 含量升高．利用ＧＣ／ ＭＳ对胜红蓟挥发油的组成和含量进行了分析,共鉴定１６ 种物质,其中早熟素Ⅱ、早熟素Ⅰ和子丁香烯为主要成分,相对含量分别为３６ ．８５ ％ 、２６ ．４１ ％ 和１９ ．８４ ％ ．     

胜红蓟化感作用研究 Ⅱ.主要化感物质的释放途径和活性

研究了南方重要杂草胜红蓟(Ageratumconyzoides)挥发物质的化感作用。结果表明,胜红蓟鲜叶的挥发物质和挥发油对所有受试植物的幼苗生长有显着的抑制作用。用色谱法鉴定并分离了胜红蓟挥发油的主要成分早熟素Ⅰ和早熟素Ⅱ,两者分别占总量的30.93%和51.61%.胜红蓟水溶物中的早熟素Ⅰ和Ⅱ是从挥发物中而来,挥发是胜红蓟释放化感物质的主要途径。分离纯化的早熟素Ⅰ和Ⅱ的饱和水溶液对萝卜、番茄和黑麦草的幼苗生长均有显着的抑制作用,特别是早熟素Ⅱ具有强烈的化感作用,在25μg·ml^-1低浓度下,仍能抑制植物幼苗的生长,但早熟素Ⅰ和Ⅱ的混合溶液对植物的抑制作用并无显着增强,两者之间不存在协同作用。     

胜红蓟化感作用研究Ⅱ.主要化感物质的释放途径和活性

研究了南方重要杂草胜红蓟（Ａｇｅｒａｔｕｍｃｏｎｙｚｏｉｄｅｓ）挥发物质的化感作用．结果表明,胜红蓟鲜叶的挥发物质和挥发油对所有受试植物的幼苗生长有显著的抑制作用．用色谱法鉴定并分离了胜红蓟挥发油的主要成分早熟素Ⅰ和早熟素Ⅱ,两者分别占总量的３０．９３％和５１．６１％．胜红蓟水溶物中的早熟素Ⅰ和Ⅱ是从挥发物中而来,挥发是胜红蓟释放化感物质的主要途径．分离纯化的早熟素Ⅰ和Ⅱ的饱和水溶液对萝卜、番茄和黑麦草的幼苗生长均有显著的抑制作用,特别是早熟素Ⅱ具有强烈的化感作用,在２５μｇ·ｍｌ－１低浓度下,仍能抑制植物幼苗的生长,但早熟素Ⅰ和Ⅱ的混合溶液对植物的抑制作用并无显著增强,两者之间不存在协同作用．     

胜红蓟化感作用研究 Ⅸ.主要化感物质在土壤中的转化

在田间条件下,胜红蓟挥发油能抑制花生的出苗和生长发育,进一步用高效液相色谱（HPLC）研究证实;胜红蓟挥发油中的主要化感物质胜红蓟素在土壤中的转化与土壤的有机质和营养元素水平显著相关,在高有机质和营养元素水平的土壤中,胜红蓟素先聚合形成二聚体,26d后又解聚成胜红蓟素,然后逐步降解成苯甲酸类,2-甲基丙酸和乙酸等小分子,而在低有机质和营养元素水平的土壤中,胜红蓟素不经过二聚化过程,而是直接降解成小分子,经液质（LC/MS）和核磁共振（NMR）等技术分离鉴定了胜红蓟素二聚体的结构,生物测定表明：胜红蓟素二聚体对花生和黑牧草的生长没有抑制活性。     

胜红蓟化感作用研究Ⅰ.水溶物的化感作用及其化感物质分离鉴定

研究了胜红蓟水溶物对植物的化感作用 .结果表明 ,胜红蓟水溶物溶液浓度在0 .2 5gFW·ml- 1 时对所有供试植物的萌发和幼苗生长均有显著的抑制作用 ,浓度降至0 .1 0 gFW·ml- 1 时其抑制作用基本消失 ;胜红蓟不同器官、不同生育期水溶物的化感作用是有差异的 ,特别是不同生境条件下生长的胜红蓟水溶物化感作用有显著差异 ,表明在恶劣生境下胜红蓟的化感作用更为强烈 .对胜红蓟水溶物中的化感活性物质进行分离和分子结构鉴定 ,得到早熟素Ⅰ、早熟素Ⅱ和 5,2 2 二烯 3β 豆甾醇 3个化感化合物 .     

胜红蓟黄酮类物质对柑桔园主要病原菌的抑制作用

柑桔园引种杂草胜红蓟能有效地控制主要病害,研究发现,胜红蓟产生并释放到土壤中的黄桐类物质对疮痂病菌、炭疽病菌、白粉病菌和烟煤病菌等柑桔园主要病原真菌具有抑制活性,从胜红蓟植株中分离鉴定了10个黄酮物质,包括一个糖甙黄酮分子,但胜红蓟植株产生的大部分黄酮物质在土壤中会逐渐降解,只有3个黄酮分子能在柑梧园的土壤中累积并存在较长时间,而这3个黄酮物质对柑桔园主要病原真菌具有显著的抑制活性,其活性不仅超过胜红蓟释放的其化感物质,而且强于商业的杀菌剂多菌灵,表明胜红蓟产生和释放的黄酮物质在柑桔园病害控制中起着重要作用。     

胜红蓟化感作用研究Ⅶ.胜红蓟素类似物的合成及其对植物与微生物的抑制作用

合成了5种胜红蓟素的结构类似物,将它们与胜红蓟素在对植物和微生物的抑制活性上进行了比较。结果表明,在100mg/l浓度时,对于萝卜和黑麦草两种受体,类似物6－甲酰基－7－甲氧基2,2－二甲基－2H－苯并吡喃和7－羟基－6－甲酰基－3,4－二氢－2,2－二甲基－2H－苯并吡喃较胜红蓟素有更强的抑制作用,尤其是对受体 根长的抑制作用达到显著,这两种类似物同时也具有较强的抗菌活性,在400mg/l浓度下,它们对两种真菌：水稻纹枯病菌和辣椒疫霉病菌的抑制率达到100％;在2000mg/l浓度下,7－羟基－6－甲酰基－3,4－二氢－2,2－二甲基－2H－苯并吡喃还对两种细菌：水稻白叶枯病菌和水稻基腐病菌有较强的抑制作用。研究揭示了构成胜红蓟素基本结构的2,2－二甲基－2H－苯并吡喃对植物无明显抑制作用,对微生物的抑制作用也不强,但当其6位或7位带有活性取代基后,对植物和微生物抑制作用都显著增强。     

胜红蓟化感物质之间相互作用的研究

 通过柱层析从胜红蓟挥发油中分离出早熟素Ⅰ、早熟素Ⅱ、子丁香烯、3,3-二甲基-5-特丁基茚酮、红没药烯、乙酸葑醇酯等6种主要化感物质(占挥发油总量的97％),并研究了这些化感物质在挥发、淋溶(饱和水溶液)和土壤降解途径下对萝卜,番茄和绿豆幼苗的化感作用。结果表明：早熟素Ⅰ、早熟素Ⅱ、3,3-二甲基-5-特丁基茚酮及子丁香烯(挥发途径)虽有较强的化感活性,但均弱于挥发油的化感活性,而子丁香烯(淋溶途径),红没药烯和乙酸葑醇酯则基本无化感活性。但是,早熟素n和无活性的三个化感物质结合,则表现出强烈的化感活性,说明胜红蓟各化感物质之间存在着明显的协同作用。     

胜红蓟化感作用研究Ⅵ.气象条件对胜红蓟化感作用的影响

在田间条件下 ,胜红蓟化感作用与光、温、水等气象要素显著相关 ,有利的光、温、水生长条件使得其化感作用减弱 ,反之增强 .春夏季温度和降水有利胜红蓟的生长 ,其化感作用减弱 ,而秋冬季温度和降水不利胜红蓟生长 ,其化感作用增强 .实验表明 ,30 0 μg·ml-1高浓度胜红蓟挥发油使受试植物不能生长 ,而6 0 μg·ml-1低浓度影响较小 ,在高温、低温和遮光等不利植物生长的条件下 ,低浓度的胜红蓟化感物质对受试植物的抑制效应显著增强 ,显示在不利的生长条件下 ,受试植物对胜红蓟化感物质的抵御能力减弱 .研究表明 ,在不利于胜红蓟及受试植物生长的气象条件下 ,胜红蓟化感作用增强 ,受试植物抵御化感物质的能力降低 ,使得胜红蓟群落中其它植物难以正常生长 ,相应地提高了胜红蓟在自然群落中的竞争优势 .化感作用和光、温、水、气象条件的共同作用是胜红蓟在自然群落中成为优势种群的重要原因之一 .     

胜红蓟地上部化感作用物的分离与鉴定

 胜红蓟(Ageratum conyzoides)是华南地区的重要杂草,具有显著的化感作用。本文利用色谱和波谱技术对胜红蓟地上部化感活性成分进行分离和化学结构鉴定,得到两个化感作用物质：胜红蓟素(6,7—二甲氧基—2,2—二甲基色烯)和5,22—二烯—3β—豆甾醇。对这两个作用物的化感作用研究表明：胜红蓟素对受体幼苗生长有抑制作用,500×10-6处理对稗草生长达到完全抑制,对萝卜的抑制率也高达90％。浓度降到25×10-6对稗草和萝卜幼苗生长仍具有显著的抑制作用。     

胜红蓟化感作用研究I.水溶物的化感作用及其化感物质分离鉴定

研究了胜红蓟水溶物对植物的化感作用,结果表明,胜红蓟水溶物溶液浓度在０．２５ｇＦＷ．ｍｌ＾－１时对所有供试植物的萌发和幼苗生长均有显著的抑制作用,浓度降至０．１０ｇＦＷ．ｍｌ＾－１时其抑制作用基本消失,胜红蓟不同器官,不同生育期水溶物的化感作用是有差异的,特别是不同生境条件下生长的胜红蓟水物化感作用有显著差异,表明在恶劣生境下胜红蓟的化感作用更为强烈,对胜红蓟水溶物中的化感活性物质进行了分离和分子     

抗昆虫激素的研究——胜红蓟化学成分及其对昆虫的作用

<正> 近年,我们从云南南部地区生长的一种野草——胜红蓟Ageratum conyzoidis L.植物蒸得一种挥发性芳香油。经硅胶柱层所分得二种单一化合物,并分别测定其理化常数:红外、核磁、质谱及制备衍生物证明为:胜红蓟素(Ageratochromene)和6-去甲氧基胜红蓟素(6-demethyoxyageratochromene)。它们二者性质结构如下: 6-去甲氧基胜红蓟素(Ⅰ) B.P:128℃/9.5毫米汞柱;n_d~(24.5℃)=1.5544;经质谱鉴定:其分子量为190(M~+),从质谱图中呈现出色烯的特征谱线175(M~+-15)。 测其核磁共振(60兆赫,溶剂CCl_4+TMS)     

茅苍术挥发油对三种内生真菌及七种外源真菌的抑菌活性

为了研究宿主植物次级代谢产物对内生真菌生长的抑制作用,以药用植物茅苍术及其内生真菌为材料,采用有机溶剂萃取法提取茅苍术挥发油,应用滤纸片扩散法和平板涂布法研究茅苍术挥发油对茅苍术内生真菌及其他外源真菌的抑菌作用.结果表明: 挥发油对3种内生真菌生长具有抑制作用;对酵母、水霉有很强的抑菌活性;对根霉、犁头霉抑菌作用不明显;对绿色木霉、黑曲霉的产孢具有抑制作用;对疫霉生长无抑制作用.在高浓度挥发油胁迫下,内生真菌菌丝分支增多,分支间距离变短,气生菌丝生长受到抑制.两种内生真菌对挥发油具有代谢转化能力,降低了其主要成分的含量.表明茅苍术挥发油对内生真菌生长具有限制作用,但内生真菌能够通过自身分解代谢适应茅苍术挥发油.     

胜红蓟化感作用研究 Ⅷ.植株对花生和相关杂草的田间化感效应

在田间条件下,胜红蓟化感效应与处理植株的方式和时间显相关。覆盖处理对花生出苗和生长不产生化感抑制效应,而是显示一定的促进效应,翻埋处理对花生出苗和生长都产生显的化感抑制效应,然而覆盖处理30d,翻埋处理10d后再播种花生,花生出苗均受显抑制,两种处理都能减少许多杂草的萌发,但对不同种属杂草萌发的抑制作用有差异。进一步用高效液相色谱（HPLC）技术研究证实;覆盖处理条件下,胜红蓟植株直到第14天才向土壤中缓慢释放化感物质胜红蓟素,第30天达到最大值后逐渐减少,而翻埋处理的第2天,植株就向土壤中释放胜红蓟素,第10天达到最大值后缓慢减少,但第26天后土壤中胜红蓟素含量又上升,然后再逐步下降。这些结果显示不同处理条件下,胜红蓟植株对花生和相关杂草的田间化感效应是与胜红蓟植株在不同时间释放的化感物质在土壤中的存在状态和有效作用浓度显相关的。     

巨尾桉挥发油对真菌和昆虫的化感作用

对巨尾桉挥发油对真菌和昆虫的化感潜力及其化学成分进行了研究.结果表明,巨尾桉油乳液对真菌和昆虫均有抑制作用.随着巨尾桉油乳液浓度的增大,其对病原真菌(真菌粉蕉枯萎病菌、水稻稻瘟菌、香蕉胶胞炭疽菌和胡椒疫霉病菌)和有害昆虫(斜纹夜蛾和棉铃虫)的取食和化蛹的抑制作用明显增强.用GC/MS联用方法,对巨尾桉挥发油进行鉴定,相对百分含量在3%以上的化合物有:α-蒎烯(13.63%)、别罗勒烯(43.22%)、γ-萜品烯(5.49%)、(E)-3,7-二甲基-2,6-辛二烯醇(3.58%)、β-小茴香醇(4.58%)和2-氨基-3,5-二氰基-6-(4-甲氧基苯氧基)-吡啶(3.67%).萜烯类化合物在巨尾桉挥发油对真菌和昆虫的抑制活性中起主要作用,巨尾桉人工林生物多样性较低可能与其化感活性有关.     

阔叶丰花草与2种菊科植物之间的化感作用

阔叶丰花草是一种适用于华南果园生草控草的一年生植物。为了揭示阔叶丰花草与果园常见杂草之间的竞争关系,研究了阔叶丰花草与两种菊科植物(胜红蓟和白花鬼针草)之间的化感作用。结果表明: 10～50 mg·mL^-1的阔叶丰花草水浸液处理显著抑制胜红蓟和白花鬼针草种子萌发和幼苗生长,胜红蓟和白花鬼针草的胚根长分别比对照降低57.4%～90.2%和57.3%～62.3%。胜红蓟和白花鬼针草水浸液对阔叶丰花草种子萌发也有较强的化感效应,在50 mg·mL^-1的浓度处理下,阔叶丰花草种子几乎不能萌发。经10 mg·mL^-1阔叶丰花草水浸液处理30 d后,胜红蓟播种苗的净光合作用、株高和生物量分别比对照降低15.2%、20.6%和41.5%,白花鬼针草播种苗的生物量也出现下降趋势;但胜红蓟和白花鬼针草水浸液处理对阔叶丰花草播种苗生长的影响均不显著。在混种条件下,阔叶丰花草的生物量与单种的水平相当,胜红蓟和白花鬼针草的生物量则分别比单种降低86.0%和27.1%。与胜红蓟和白花鬼针草相比,阔叶丰花草的化感优势在于除了能抑制对方的种子萌发,也能抑制其植株生长。     

四种与福寿螺(Ampullaria gigas)同源地入侵植物的杀螺效果

实验室内观察了福寿螺在其主要危害对象水稻,及与其同源地的入侵植物五爪金龙、马缨丹、胜红蓟和蟛蜞菊5种植物新鲜叶片间聚集数量差异,结果显示:15min后福寿螺在距离其约75cm的5种植物叶片聚集数产生了显著的差异,但75min内福寿螺在5种植物叶片间聚集的数量不稳定,75min后的聚集数趋于稳定,5种植物叶片上聚集福寿螺数由多到少顺序为蟛蜞菊、马缨丹、水稻、胜红蓟和五爪金龙.福寿螺取食水稻幼苗的量较大,显著高于取食另4种植物新鲜叶片的量,福寿螺取食4种与其同源地植物叶片量由小到大的顺序为:五爪金龙、蟛蜞菊、胜红蓟和马缨丹.不同浓度4植物乙醇提取物水溶液对福寿螺毒杀作用差异显著,乙醇提取物饱和水溶液致福寿螺100%死亡的时间由短到长的顺序为:五爪金龙48h,蟛蜞菊72h,胜红蓟和马缨丹均为96h,按常规施用量化学农药密达100%毒杀福寿螺的时间为118h.综合结果表明五爪金龙具有开发出既能有效防治福寿螺又不影响水稻生长和稻田环境材料的潜力.     

植物防御素结构与功能及其抗真菌机制研究进展

植物防御素是一类分子量约为5 kD的阳离子肽,是植物内免疫系统的主要成分之一,参与了多种植物生理生化活动。植物防御素含8个保守半胱氨酸,形成4对链内二硫键来稳定其3条反向平行的β折叠片和1个α螺旋,构成所谓的Csαβ模体结构。植物防御素具有抑制真菌和细菌生长、抑制酶的活性、抑制癌细胞增殖和作为离子通道阻断剂等功能。植物防御素抗真菌机制比较复杂,但它可能首先必须和真菌细胞质膜外侧的鞘脂等复杂脂类结合,引起真菌细胞发生一系列的反应,包括细胞膜通透性增强、胞内活性氧水平增高和诱导真菌细胞凋亡等。但是植物防御素详细的抗真菌机制及其在真菌细胞内作用靶点等有待于深入研究。综述了近年来植物防御素结构、功能及其抗真菌机制等方面的最新研究进展。     

5种入侵植物补偿反应及其形态可塑性比较

通过模拟刈割试验,研究了5种外来入侵植物(黑麦草、空心莲子草、三叶鬼针草、薇甘菊和胜红蓟)的补偿能力及其形态可塑性。结果表明:多数植物的补偿能力与形态可塑性有一定相关性,刈割和非刈割条件下空心莲子草和薇甘菊都具有较强的形态可塑性,其补偿指数较高,分别为1.65和1.27;多年生黑麦草和三叶鬼针草的形态可塑性在刈割条件下得到增强,补偿指数分别为1.44和1.28;刈割条件下胜红蓟的形态可塑性变化不大或有所降低,其补偿指数最低,为0.82。研究认为,5种植物具有不同的限制其形态可塑性和补偿能力比较理想的刈割时期,薇甘菊攀援生长方式下为30d前和60d后,空心莲子草为60d后,胜红蓟为40～50d,鬼针草为30d前,黑麦草为40～50d。