入侵植物加拿大一枝黃花根系活性物質(zhì)的化感效應(yīng)及其機(jī)理研究.pdf

1、加拿大一枝黃花是一種惡性的入侵雜草。目前的研究表明新武器假說(shuō)是其被廣泛接受的入侵機(jī)制之一，但是起關(guān)鍵作用的化感物質(zhì)成分卻是未知的。為此，我們研究了加拿大一枝黃花不同部位水提物的化感作用，其根系乙醇提取物中單體化合物的化感、自毒、抑菌作用，并從細(xì)胞和分子生物學(xué)層面解釋了可能的化感作用機(jī)制。主要結(jié)果如下：
　　1、加拿大一枝黃花地上部分水提物在某種程度上會(huì)減少結(jié)縷草種子的萌發(fā)、抑制其幼苗的生長(zhǎng)，并且表現(xiàn)出濃度效應(yīng)。濃度為50g L-1

2、的地上部分水提取物使結(jié)縷草幼苗中MDA濃度和POD活性顯著增加；濃度為50g L-1的根水提物對(duì)POD活性沒有顯著的影響，但是在濃度為150g L-1時(shí)會(huì)顯著抑制除結(jié)縷草CAT活性以外的所有指標(biāo)；結(jié)縷草種子萌發(fā)和幼苗發(fā)育不受凋落物水提物的影響。
　　2、本文從加拿大一枝黃花根系提取物中分離鑒定出咖啡酸甲酯和咖啡酸乙酯這兩種酚類單體化合物，并且通過(guò)種子萌發(fā)實(shí)驗(yàn)、自毒實(shí)驗(yàn)、抑菌實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證其化感活性。ⅰ)種子萌發(fā)實(shí)驗(yàn)：在濃度為100

3、μg/mL時(shí)，咖啡酸甲酯以及咖啡酸乙酯會(huì)抑制萵苣的種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)。ⅱ)自毒實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明咖啡酸甲酯和咖啡酸乙酯對(duì)本地多裂葉翅果菊幼苗和入侵植物加拿大一枝黃花幼苗的生長(zhǎng)都有抑制作用，并且對(duì)多裂葉翅果菊的抑制作用更強(qiáng)。ⅲ)抑菌實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，不同濃度咖啡酸甲酯和咖啡酸乙酯對(duì)立枯絲核菌和西瓜枯萎病菌都有顯著的抑制作用。
　　3、為了進(jìn)一步探討咖啡酸甲酯和咖啡酸乙酯的化感作用機(jī)制，我們采用模式植物擬南芥從細(xì)胞和分子生物學(xué)層面進(jìn)行了深入研究

4、。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：ⅰ)不同濃度咖啡酸甲酯和咖啡酸乙酯都會(huì)顯著抑制擬南芥種子萌發(fā)和幼苗發(fā)育，特別是對(duì)擬南芥根生長(zhǎng)的影響。通過(guò)觀察擬南芥根尖發(fā)育情況發(fā)現(xiàn)，隨著咖啡酸甲酯和咖啡酸乙酯濃度的增加根尖細(xì)胞形態(tài)受損的程度加重、細(xì)胞活力減弱；ⅱ)經(jīng)過(guò)處理的擬南芥幼苗中細(xì)胞分裂基因(cdc2a)、細(xì)胞增殖標(biāo)記基因(pcna1)表達(dá)量均有顯著的降低，主根生長(zhǎng)負(fù)調(diào)控基因(AtRRE1)表達(dá)量顯著增加。據(jù)此可以推斷出加拿大一枝黃花根提取物咖啡酸甲酯和咖啡酸乙酯