土荆芥挥发性化感物质对蚕豆叶表皮保卫细胞的影响

化感作用是外来植物土荆芥( Chenopodium ambrosioides)成功入侵的机制之一。为了探讨土荆芥挥发油的化感作用机制,该文以蚕豆( Vicia faba)叶的下表皮为材料,将表皮条孵育在分别含土荆芥挥发油、α-萜品烯和对伞花素的MES [2-( N-morpholino) ethanesulfonic acid]缓冲液中,25℃下光照培养30 min,采用吖啶橙/溴乙锭( AO/EB)双荧光染色法和Feulgen染色法,研究土荆芥挥发油、α-萜品烯和对伞花素对保卫细胞活性和细胞核形态的影响。结果表明：在土荆芥挥发油、α-萜品烯和对伞花素的作用下,蚕豆气孔保卫细胞活性降低,细胞核出现固缩、畸形或降解等细胞凋亡特征。随着处理剂量增加,保卫细胞活性显著下降,核异常率显著增加,表明土荆芥挥发油、α-萜品烯和对伞花素均对蚕豆保卫细胞具有细胞毒性,其中,挥发油毒性最大,α-萜品烯的毒性次之,对伞花素的毒性最小;Caspase抑制剂Z-VAD-FMK可缓解挥发油、α-萜品烯和对伞花素对保卫细胞的毒性,提高细胞活性,这种缓解效应随着抑制剂浓度的增加而增大。由此可见,土荆芥挥发油、α-萜品烯和对伞花素诱导蚕豆保卫细胞发生了Caspase依赖性的细胞凋亡。     

湖北土荆芥挥发油化学成分研究

用色谱－质谱联用技术对湖北产土荆芥挥发油的化学成分进行了分析。鉴定了８０种组分。其中主要组分是：薄荷醇（３１．３３１％）α－松油烯（１３．２１０％）,香芹烯醇（８．５２６％）、对伞花烃（８．３４３％）、１,８－桉叶油素（７．４１７％）等５种化合物。被鉴定的８０种成分,共占挥发油总含量的９９．１１２％。     

土荆芥挥发性化感物质诱导蚕豆保卫细胞死亡及信号调节

为了探讨入侵植物土荆芥的化感作用机制,以其入侵地广泛种植的农作物蚕豆叶片下表皮为受试材料,通过对保卫细胞的活性分析,研究了土荆芥挥发油及其两种主要成分α-萜品烯和对伞花素诱导保卫细胞死亡及其信号调节的机制。结果表明:土荆芥挥发油、α-萜品烯、对伞花素具有显著的细胞毒性,随着处理剂量增加,保卫细胞存活率显著下降,细胞核出现了畸形、碎裂和降解等程序性细胞死亡的典型特征;活性氧(Reactive oxygen species,ROS)、一氧化氮合酶(Nitric oxide synthetase,NOS)和Ca~(2+)的组织化学定位显示,在土芥挥发油、α-萜品烯和对伞花素作用下,保卫细胞内ROS、NOS和Ca~(2+)的水平明显高于对照组;活性氧清除剂(AsA)、Ca~(2+)螯合剂(EGTA)和硝酸还原酶抑制剂(NaN——3)均可有效缓解土荆芥挥发油、α-萜品烯和对伞花素的细胞毒性,显著提高了保卫细胞的存活率(P0.05)。上述结果表明,ROS、NO和Ca~(2+)参与了土荆芥挥发油、α-萜品烯和对伞花素诱导蚕豆保卫细胞死亡的信号调节过程。土荆芥挥发油、α-萜品烯和对伞花素诱导的保卫细胞死亡,可能是通过ROS和NO调控保卫细胞内Ca~(2+)水平的变化而引起的。     

土荆芥挥发油化感胁迫对土壤胞外酶活性和微生物多样性的影响

入侵植物释放的化感物质可改变土壤理化性状和微生物群落结构,通过与土壤微生物的互作抑制本土植物生长。为了进一步诠释土荆芥化感作用机制,采用温室培养瓶法,探讨了其挥发油对土壤胞外酶活性和微生物多样性的影响。结果表明:土荆芥挥发油不同程度降低了脲酶、酸性磷酸酶、蔗糖酶和硝酸还原酶的活性(P0.05);较高剂量的挥发油处理组显著促进了过氧化氢酶活性(P0.05)。处理初期挥发油对土壤胞外酶活性影响较大,但随着处理时间延长,其影响逐渐减弱;处理16 d后,较高剂量(20μL和50μL)的挥发油处理组细菌数量显著高于对照(P0.05)。挥发油对土壤放线菌数量的影响表现为低剂量促进,高剂量抑制的效应;PCR-DGGE分析表明,随着挥发油处理剂量增加和处理时间延长,土壤中细菌和真菌的Shannonwiener多样性指数和丰富度指数均增大。结论:土荆芥挥发油可改变土壤微生物群落结构和胞外酶活性,增加土壤微生物多样性。     

土荆芥提取物对玉米象的触杀与熏蒸活性

测定了土荆芥(Chenopodium ambrosioidesL.)4种溶剂(100%乙醇、丙酮、乙酸乙酯和石油醚)提取物对玉米象Sitophilusz eamais Motschulsky的触杀和,蒸活性。4种溶剂提取物在6.494mg/cm2浓度下对玉米象的触杀效果:48h后100%乙醇提取物和石油醚提取物的校正死亡率均达100%;丙酮提取物次之,为92.31%;乙酸乙酯提取物最低,为64.10%,但72h后达94.17%。4种溶剂提取物对玉米象的,蒸活性:72h后0.50mg/mL浓度处理下校正死亡率为98.73%～100%。     

土荆芥的石油醚提取物及精油对冈比亚按蚊的杀虫活性

在室内条件下测试了土荆芥Chenopodium ambrosioides 叶片的石油醚提取物及精油对冈比亚按蚊Anopheles gambiae 0～2 d龄成虫和1～4龄幼虫的毒性。每一龄期各取30头幼虫分别接触50,100,250,500,750和1 000 mg/L提取物和精油,于24 h和48 h后记录死亡幼虫的数目。30头成虫在密封的长方形玻璃笼子中分别接触0.8,1.6,2.4 μL/L土荆芥精油蒸气, 24 h后记录死亡率。结果表明,测试的提取物和精油对冈比亚按蚊的各龄幼虫和成虫均具有毒性。48 h致死中浓度（LC50）的测试结果表明,石油醚提取物对1龄幼虫的毒性最强（14.89 mg/L）,其次是对4龄幼虫（18.90 mg/L）,对3龄幼虫的毒性最低（183.77 mg/L）; 精油对4龄幼虫毒性最强（36.62 mg/L）,其次是对1龄幼虫（90.75 mg/L）。推算的土荆芥精油对冈比亚按蚊的LC50为1.01 μL/L。本研究揭示了土荆芥对冈比亚按蚊的防治潜力。     

土荆芥生物总碱对家蝇的毒杀作用及药剂敏感性的影响

通过室内毒力测定和生化分析方法,测定了土荆芥生物总碱对敌百虫抗性种群,溴氰菊酯抗性种群,敏感种群等3个家蝇(Musca domestica)种群成虫的毒杀效果,土荆芥生物总碱处理前后家蝇种群成虫对溴氰菊酯和敌百虫的药剂敏感性变化,以及对家蝇成虫羧酸酯酶和谷胱甘肽-S-转移酶的活力的影响。结果表明,土荆芥生物总碱不仅对家蝇有毒杀效果,处理后能提高家蝇对杀虫剂的敏感性,而且能抑制家蝇体内解毒酶系活性。土荆芥生物总碱对不同种群家蝇成虫的LD_(50)没有显著差异;土荆芥生物总碱处理前后,敌百虫对抗性种群和敏感种群的LD_(50)比值分别为1.6277和1.2914,溴氰菊酯对抗性种群和敏感种群的LD_(50)比值分别为2.0768和1.3871;土荆芥生物总碱处理前后,家蝇敌百虫抗性种群、溴氰菊酯抗性种群和敏感种群成虫的羧酸酯酶活性比值分别为1.1692、1.2947和1.2259,谷胱甘肽-S-转移酶活性比值分别为1.2476、1.6519和1.0570。     

根边缘细胞缓解土荆芥淋溶途径化感作用对苦荞麦代谢扰动的机制

土荆芥(Chenopodium ambrosioides)可通过淋溶途径的化感作用抑制周围植物的种子萌发和幼苗生长,而根边缘细胞(Root border cells, RBCs)对此具有缓解效应。为探讨这一效应的分子机制,以苦荞麦(Fagopyrum tataricum)为研究对象,测定了在土荆芥水浸提液处理前及处理后,保留RBC组和移除RBC组根尖活性氧(ROS)、超氧阴离子(O^-₂)和丙二醛(MDA)含量以及抗氧化酶[超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)]活性的差异。再利用转录组测序分析上述处理对其代谢通路的影响,并进行qRT-PCR验证。结果表明：土荆芥水浸提液处理后,苦荞麦根尖ROS、O^-₂和MDA的含量以及抗氧化酶(POD和CAT)活性明显提高,且RBC移除组升高更多。通路分析表明,土荆芥水浸提液处理后,移除和保留RBCs组的苯丙素合成、α-亚麻酸代谢、类黄酮合成和谷胱甘肽代谢通路都显著发生改变。其中,苯丙素合成通路以抑制为主,且移除RBCs后受到抑制的程度...     

福建省不同产地及不同生育期土荆芥精油化学成分的比较

采用气相色谱-质谱联用技术(GC-MS),对来源于福建省不同产地(福州新店镇、平潭县城关、连城县城关)以及不同生育期(苗期、生长期、果熟期)土荆芥(Chenopodium ambrosioides L. )地上部分精油的化学成分及其相对含量进行了比较分析.结果表明,福州新店镇、平潭县城关和连城县城关产土荆芥精油的主要化学成分(相对含量0.04%以上)分别有12、11和27种,3个产地的共有成分为11种;福州新店镇产土荆芥精油中相对含量较高的成分有对-聚伞花素(49.60%)、α-松油烯(26.81%)和异驱蛔素(8.16%)等,平潭县城关产精油中相对含量排在前3位的成分也为对-聚伞花素(47.25%)、α-松油烯(27.27%)和异驱蛔素(8.82%),连城县城关产精油中相对含量较高的成分有对-聚伞花素(36.33%)、2,5-二甲基-3-己炔-2,5-二醇(20.03%)、α-松油烯(12.71%)和异驱蛔素(3.07%)等.苗期、生长期和果熟期土荆芥精油的主要成分分别有17、12和12种,3个时期的共有成分为10种;苗期精油中相对含量较高的成分有对-聚伞花素(49.75%)、异驱蛔素(10.77%)、1-(1,3-二甲基-3-环己烯-1-基)乙酮(8.08%)和2,5-二甲基-3-己炔-2,5-二醇(7.79%)等;生长期精油中相对含量较高的成分有对-聚伞花素(49.60%)、α-松油烯(26.81%)和异驱蛔素(8.16%)等;果熟期精油中相对含量较高的成分有对-聚伞花素(43.65%)、α-松油烯(24.09%)和异驱蛔素(19.12%)等.研究结果显示,产地的地理环境和土荆芥的生育期对福建产土荆芥地上部分精油的化学成分及其相对含量均有一定的影响.     

蚕豆幼苗光合特性对土荆芥挥发性物质胁迫的响应

以蚕豆(Vicia faba)为受体,采用盆栽试验评价了入侵植物土荆芥(Chenopodium ambrosioides)挥发油及其两个主要成分α-萜品烯和对伞花素对受体光合特性的影响。结果表明:土荆芥挥发油及其两个主要成分不同程度地影响了蚕豆叶片的特性。挥发油处理显著降低了净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)、最大光化学效率(F_v/F_m)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)和叶绿素含量,但增加了胞间CO₂浓度(C_i),这种效应表现为剂量和时间双重效应,高剂量挥发油处理的这种效应是不可逆的; 与对照相比,α-萜品烯处理组的P_n、F_v/F_m和ΦPSⅡ降低,C_i、G_s和T_r上升,停止处理后,各参数均趋于对照水平; 整体来看,对伞花素对蚕豆幼苗的光合特性影响不大。上述研究结果说明,土荆芥化感胁迫对受体光合特性的影响是诸多化感物质协同作用的结果,并非由单一组分决定。