紫莖澤蘭淋溶主效化感物質(zhì)的分離鑒定及其對(duì)旱稻幼苗的作用機(jī)理.pdf

1、本研究在綜述國(guó)內(nèi)外外來(lái)植物的入侵機(jī)理和紫莖澤蘭種群擴(kuò)展特征研究的基礎(chǔ)上，從化感研究中淋溶作用途徑的角度，完成了對(duì)紫莖澤蘭地上部分淋溶物主效化感物質(zhì)的分離、篩選和鑒定，并對(duì)這些主效化感物質(zhì)對(duì)旱稻幼苗作用的生理和形態(tài)結(jié)構(gòu)機(jī)理進(jìn)行了系列研究。主要結(jié)果如下： 1.采用植株地上部分室溫整株水提法，選擇紫莖澤蘭入侵地代表性植物旱稻(OryzasativaL.)和紫花苜蓿(MedicagosativaL.)為受體植物，在考慮水提液pH值和滲透

2、壓的基礎(chǔ)上，對(duì)紫莖澤蘭水提液的化感作用進(jìn)行了評(píng)估。結(jié)果表明：紫莖澤蘭水提液對(duì)旱稻和苜蓿幼苗根和苗的生長(zhǎng)表現(xiàn)出明顯的抑制作用，但必須考慮干擾因子(pH和滲透壓)的影響，并加以作用結(jié)果校正。因?yàn)樵囼?yàn)發(fā)現(xiàn)隨著處理濃度的增加，水提液產(chǎn)生的pH和滲透壓對(duì)化感作用評(píng)估存在明顯的干擾作用，如10％水提液對(duì)應(yīng)的滲透壓和pH對(duì)早稻根長(zhǎng)和苗長(zhǎng)化感抑制的干擾指數(shù)分別達(dá)18.6％和27.5％，而苜蓿則為32.7％和79.8％。 2.使用色譜分離和生物測(cè)

3、定活性跟蹤相結(jié)合的方法，和核磁共振及氣質(zhì)聯(lián)用的分析技術(shù)，對(duì)紫莖澤蘭淋溶途徑的主效化感物質(zhì)進(jìn)行了分離、篩選和結(jié)構(gòu)鑒定，并測(cè)定了主效化感物質(zhì)對(duì)早稻和苜蓿根長(zhǎng)50％的抑制濃度，結(jié)果表明：紫莖澤蘭淋溶途徑主要有兩個(gè)化感物質(zhì)，分別為4,7-二甲基-1-(丙烷-2-亞甲基)-1,4,4a,8a-四氫萘-2,6(1H,7H)-二酮(澤蘭二酮)和6-羥基-5-異丙基-3,8-二甲基-4a,5,6,7,8,8a-六氫奈-2(1H)-酮(羥基澤蘭酮)，其中

4、澤蘭二酮對(duì)旱稻和苜蓿幼苗根長(zhǎng)50％的抑制濃度分別為0.979和0.714mM，羥基澤蘭酮對(duì)旱稻和苜蓿幼苗根長(zhǎng)50％的抑制濃度分別為0.680和0.660mM。 3.應(yīng)用營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)法，分別測(cè)定了紫莖澤蘭兩個(gè)主效化感物質(zhì)(澤蘭二酮和羥基澤蘭酮)在三個(gè)濃度(0.5、1.0和1.5mM)下對(duì)旱稻幼苗葉綠素含量、根部丙二醛(MDA)含量、過(guò)氧化物酶(POD)和超氧物歧化酶(SOD)活性的影響。結(jié)果表明：兩個(gè)化感物質(zhì)對(duì)旱稻幾個(gè)生理指標(biāo)影響趨

5、勢(shì)基本相似，即處理后旱稻幼苗葉綠素含量明顯下降，而MDA含量和POD活性顯著上升，這些影響隨著處理濃度增加和時(shí)間延長(zhǎng)而逐漸增強(qiáng)。在處理濃度為0.5和1mM時(shí)，SOD活性明顯增加，而在1.5mM且處理時(shí)間為48h時(shí)，SOD活性開(kāi)始顯著下降。 4.應(yīng)用上述處理方法，本研究還測(cè)定了紫莖澤蘭兩個(gè)主效化感物質(zhì)(澤蘭二酮和羥基澤蘭酮)在三個(gè)濃度下(0.5、1.0和1.5mM)對(duì)旱稻幼苗根部脫落酸(ABA)、吲哚乙酸(IAA)和玉米素核苷酸(

6、ZR)含量的影響。結(jié)果表明：澤蘭二酮在0.5和1.0mM濃度處理后，早稻幼苗根部ABA含量顯著上升，但在1.5mM處理后ABA含量有下降的趨勢(shì)。羥基澤蘭酮處理后，旱稻幼苗根部ABA含量隨著處理濃度增加和時(shí)間延長(zhǎng)顯著上升。兩個(gè)化感物質(zhì)分別處理后，旱稻幼苗根部IAA和ZR含量隨處理濃度增加和時(shí)間延長(zhǎng)都顯著下降。 5.從受體植物整株、根尖細(xì)胞到細(xì)胞內(nèi)超微結(jié)構(gòu)的形態(tài)結(jié)構(gòu)變化依次比較的順序，應(yīng)用石蠟切片、掃描電鏡和透射電鏡的技術(shù)，本研究測(cè)

7、定了紫莖澤蘭淋溶途徑的兩個(gè)主效化感物質(zhì)(澤蘭二酮和羥基澤蘭酮)對(duì)旱稻幼苗的作用機(jī)理。結(jié)果表明：兩個(gè)化感物質(zhì)分別處理后，早稻幼苗在整株形態(tài)上表現(xiàn)出矮小、葉片發(fā)黃且出現(xiàn)很多生理性斑點(diǎn)、根短小腫脹、側(cè)根缺乏、且對(duì)培養(yǎng)液的吸收減少。掃描電鏡和石蠟切片的結(jié)果表明，處理后旱稻幼苗根尖細(xì)胞的外觀和解剖結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯的變化，如皮層薄壁組織細(xì)胞明顯變短而粗，表皮層細(xì)胞大量脫落等。根尖細(xì)胞的超微結(jié)構(gòu)結(jié)果表明，處理后根尖細(xì)胞內(nèi)的主要細(xì)胞器在大小、位置和形狀上