连作烟草根系分泌物鉴定及潜在化感物质的筛选研究

为探索长期连作状态下烟草根系分泌物内含有的化感物质组成成分,设置石英砂栽培和连作土壤栽培2种烟草培养处理,对2种烟草不同生长时期的根系分泌物进行提取,利用超高效液相色谱串联质谱(ultra-high performance liquid chromatography tandem mass spectrometry,UHPLC-MS/MS)对提取的根系分泌物进行分析,通过数据库比对、差异分析和时间聚类分析等方法筛选连作烟草根系分泌物中潜在的化感物质。结果表明,共筛选出11类潜在化感物质,分别为生物碱、萜类、胺类、有机酸、苯酸及其衍生物、脂肪酸、酚类、氨基酸和多肽、香豆素、肉桂酸及其衍生物和其他。生物碱、萜类、胺类和有机酸4类化合物相对含量占所有化合物的73.3%。L-烟碱、熊果酸、β-氨基丙腈、5-羟基吲哚乙酸、早熟素Ⅱ、单乙基己基邻苯二甲酸、己内酰胺、姜酚、L-乳酸、邻苯二甲酸二乙酯和2,3-二氢-3,5-二羟基-2-氧代-3-吲哚乙酸甲酯是连作烟草根系分泌物中相对含量较高的潜在化感物质。研究结果为烟草根系化感物质的化感作用研究及缓解烟草连作障碍方法研究提供理论基础。

猕猴桃叶水浸提液对4种植物的化感作用及其化学成分分析

猕猴桃和绿肥植物的立体栽培模式对果园可持续发展具有重要意义,而化感作用是构建科学的果园立体栽培模式所必须考虑的因素之一。本研究以金果和金魁猕猴桃叶为供体,波斯菊、黑麦草、白三叶草和紫花苜蓿为受体,用不同浓度(LL1、LL5、LL10)的猕猴桃叶水浸提液处理受体植物种子,观测种子萌发和幼苗生长差异,并采用GC-MS技术鉴定其化感物质。结果表明,两品种猕猴桃叶水浸提液中鉴定出的主要化感物质存在一定差异,其中2,3-丁二醇、抗氧剂2246为二者共同的主要化感物质。金果猕猴桃叶水浸提液促进波斯菊、紫花苜蓿种子萌发,对白三叶草则表现为“低促高抑”。猕猴桃叶水浸提液抑制波斯菊和紫花苜蓿根的生长,抑制率均大于8%;对黑麦草和白三叶草根生长整体表现为“低促高抑”。综合评价表明,猕猴桃叶水浸提液对波斯菊种子萌发的化感促进作用最好,黑麦草次之,且对幼苗根生长的化感作用明显大于茎生长。因此,建议波斯菊和黑麦草为猕猴桃和绿肥植物立体栽培模式的推荐种植植物。

豌豆不同器官浸提液中化感物质鉴定及差异性分析

豌豆生产中面临连作障碍,严重影响其产量和品质,但其发生机理未被完全揭示。化感物质引发的自毒效应是连作障碍发生的重要原因之一,为了给进一步研究豌豆化感物质在豌豆连作障碍的作用提供参考。以不同基因型豌豆定豌10号、云豌8号为指示品种,对其苗期的根茎叶浸提液进行了气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)分析,以明确豌豆不同器官中化感物质的差异。结果表明,云豌8号不同器官中化合物种类均高于定豌10号。2种豌豆的地上部器官中化合物种类多于根系。不同器官中相对含量较高的化感物质种类存在差异。其中,抗氧化剂2246除定豌10号的叶片浸提液外,在2种豌豆的不同器官浸提液中均存在。此外,棕榈酸和芥酸酰胺在云豌8号的不同器官浸提液中均存在,肉桂酸仅在定豌10号茎浸提液中存在。综上,豌豆不同器官浸提液中均存在化感物质,但其种类因器官类型和豌豆基因型而异。

植物间化感作用及其研究进展

化感作用是在自然界中普遍存在的一种植物间的相互作用。介绍了植物间的化感作用,归纳了化感物质的分类,总结了化感作用的影响因素。同时针对化感物质的作用机理,分别从影响植物的光合作用、植物细胞膜的通透性等方面进行梳理与综述,为后续有关化感方面的研究提供参考。

地黄连作障碍研究进展

地黄是中国的大宗药材之一,在其种植过程中存在严重的连作障碍,因此每茬收获后须间隔8~10 a才能再次种植。许多研究者认为化感自毒作用是造成地黄连作障碍的主要原因之一,而连作障碍形成及加重的原因极其复杂,根际作为植物-土壤生态系统物质交换的一个界面,是根系-土壤-微生物三者紧密结合、相互交流的场所。本文对地黄土壤中的化感物质、根际微生物等地黄连作障碍的成因和连作障碍的消减措施等方面进行梳理,以期为今后的相关研究提供依据。

甘蔗根系土壤浸提液GC-MS检测预处理工艺优化

以甘蔗根系土壤为原料,采用甲醇试剂浸提并辅助超声波预处理方法处理甘蔗根系土壤,以气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术进行样品检测,以质谱数据库检索出的化感物质种类数量为评价指标,考察料液比、超声波功率和超声波时间对预处理效果的影响,并通过单因素和正交试验对预处理工艺条件进行优化。结果表明,预处理的最优条件为料液比1∶5(g∶mL)、超声波功率210 W、超声波时间100 min,检测出来的化感物质有17个。

巨桉根系和根系土壤化感物质的研究

研究了以正己烷作溶剂,用超声浸提巨桉根系及其根系土壤,并用GC-MS检测其成分.用该法鉴定出根系含有烷烃、烯烃、芳香烃、醇、醛、酮、蒽醌、芳香酸酯、含N的萘杂环等9类29种有机成分;根系土壤含有烷烃、烯烃、芳香烃、醇、芳香酸酯、烯酸酯、内酯、氰等8类22种有机成分.证明了根系及其土壤中存在化感物质,表明了化感作用研究有一定的价值;根系和根系土壤中有17个相同化学成分,可推测土壤的这些化感成分可能来自巨桉的根系分泌物,但其作用机理有待进一步研究.

毛红椿落叶腐解物的化感作用及成分

【目的】评估毛红椿落叶腐解后对自身种子发芽的化感潜力,并分析落叶腐解浸提液的主要成分组成,探索毛红椿的濒危机制,为促进毛红椿的实生更新提供参考。【方法】对毛红椿人工林内毛红椿落叶、毛红椿落叶与林地土混合以及林地土3种材料进行腐解,采用无水乙醇∶丙酮∶水=2∶2∶1的体积比混合液提取其中的化感成分;采用毛红椿种子发芽试验进行生物检测;用丙酮萃取分离浸提液,通过气相色谱质谱联用(GC-MS)分析其中的弱极性成分。【结果】毛红椿腐叶土和腐叶浸提液对毛红椿种子发芽具有抑制作用,腐叶土浸提液对发芽的抑制作用极显著强于腐叶浸提液,浓度越高抑制作用越强;低浓度腐叶和腐叶土的浸提液(10 g·L-1)对毛红椿幼苗存活没有显著影响,高浓度腐叶土浸提液(1 000 g·L-1)显著降低毛红椿幼苗存活率;低浓度腐叶浸提液对毛红椿幼苗根长促进作用达极显著,低浓度腐叶土浸提液对毛红椿幼苗根长、茎长促进作用显著;高浓度腐叶浸提液对毛红椿幼苗根长、茎长具有显著的抑制作用;低浓度腐叶和腐叶土的浸提液极显著增加毛红椿幼苗生物量,高浓度腐叶和腐叶土的浸提液极显著降低毛红椿幼苗生物量。GC-MS分析结果表明,腐叶土浸提液中存在6种物质,苯甲酸衍生物为主要成分;腐叶浸提液中鉴定出36种物质,其中主要成分为谷甾醇、豆甾-4-烯-3-酮、棕榈酸等脂肪酸及其酯类。【结论】毛红椿落叶经腐解后对自身种子发芽具有抑制作用,低浓度浸提液对毛红椿幼苗生长具有一定的促进作用,高浓度浸提液对毛红椿幼苗生长具有抑制作用;毛红椿腐叶土浸提液中苯甲酸衍生物可能为主要的化感成分;腐叶浸提液中主要弱极性成分为甾醇类、脂肪酸及其酯类物质。

连作花生土壤障碍原因及消除技术研究进展

本文综述了花生连作障碍的危害、原因及缓解措施,结合作者近几年来相关试验结果,重点介绍了低丘红壤区连作花生土壤化感物质检测、利用药用植物间作的生态调控技术、利用植物内生菌等生物与生化调控技术研究进展,最后提出了花生连作障碍机理及消除技术进一步研究方向,以期为指导我国花生生产提供技术支撑。

巨桉枯落物化感物质的研究

为了解巨桉Eucalyptus grandis的枯落物内含物对其他物种的化感作用,试验以正己烷作溶剂,用超声波浸提巨桉枯落物,采用GC-MS联用技术,鉴定了巨桉枯落物中所含的有机化学成分。结果表明:巨桉枯落物中含有烷烃、烯烃、芳香烃、醇、醛、酮、酚和酯等8类35种化合物。证明巨桉枯落物中存在化感物质,主要为烷烃、芳香烃和酯类物质。这些化感物质可能对植物种子萌发、幼苗生长有重要的影响。

入侵植物加拿大蓬遗传毒性的初步研究

加拿大蓬(Erigeron canadensisL.)原产北美洲,现广泛分布于我国黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古、河北、山西、陕西、河南、山东、安徽、江苏、湖北、四川、贵州、云南、台湾等地,是一种典型的入侵植物.运用蚕豆根尖微核技术研究加拿大蓬水浸提液的遗传毒性,结果表明,加拿大蓬水浸提液干扰了细胞有丝分裂的正常进行,水浸提液使有丝分裂指数下降,微核率升高,蚕豆根尖细胞出现染色体桥、染色体断片、染色体滞后、多极分裂等异常现象,水浸提液对蚕豆根尖的影响存在显著的时间效应和浓度效应.这些结果表明,加拿大蓬的水溶性化感物质对蚕豆根尖细胞有丝分裂产生不同程度的抑制和损伤,具有明显的遗传毒性.

巨桉根系分解对菊苣生长及光合特性的影响

巨桉是我国退耕还林过程中采用的重要速生树种之一,被广泛用于人工造林。采用盆栽试验,研究了巨桉根系分解初期对菊苣幼苗生长和光合生理特性的影响。试验设置A1(50 g/盆)、A2(100 g/盆)和对照(CK)3个根系水平,将各处理的根系分别与10 kg土壤混合后装盆,播种菊苣。待A2处理植株的第3片真叶完全展开后测定菊苣光合生理指标及相关生长指标。结果表明:在巨桉根系分解初期,明显抑制了菊苣高生长、根生长、生物量积累、叶面积扩展及光合色素的合成,且随着根系添加量的增加抑制作用加大;菊苣叶片胞间CO2浓度(Ci)增加,而净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)均显著低于对照;随土壤中根系含量的增加,除CO2补偿点(CCP)呈增加趋势外,其他光响应和CO2响应的特征参数均呈明显的下降趋势,并与对照差异显著;各生长指标除与胞间CO2浓度呈现出负相关外,与其它光合特征参数、光合色素以及相应的响应曲线参数之间均呈现出显著或极显著的正相关关系;通过GC-MS检测表明,巨桉根系中含有2,6-二叔丁基对甲酚、N-甲基苯乙胺等多种具有化感潜力化学物质,在其分解过程中,这些化感物质逐步释放并作用于受体植物,抑制其光合色素合成和光合作用,降低其环境适应能力,从而抑制菊苣的生长。

药剂抑制铜绿微囊藻生长的试验研究

研究用从芦苇中提取的2-甲基乙酰乙酸乙酯和大麦秸浸出液两种化感物质以及十六烷基溴化铵和异噻唑啉酮等四种药剂对不同生长期的铜绿微囊藻进行了对比抑制试验,结果显示在铜绿微囊藻生长的迟缓期投加试验药剂效果比在对数期投加效果都好,在迟缓期投加四种药剂,都有很好的抑藻效果;在铜绿微囊藻生长的对数期投加化感物质,虽然有一定的抑藻率,但效果较差,而在藻对数期投加10mg/L以下的CTAB和异噻唑啉酮能达到很好的水华抑制效果。同时发现,化感物质在某些浓度时还对铜绿微囊藻有刺激生长的作用。

生物炭防控植物土传病害研究进展

近年的研究初步显示,生物炭对植物土传病害具有良好的防控效果。本文从生物炭影响土壤理化性状、改变土壤微生物数量和群落结构、影响土壤病原菌数量、吸附植物根系产生的化感物质及病原菌分泌的致病因子和诱导植物抗病性等方面探讨了生物炭防控土传病害的可能机理;并进一步探讨了材质、热解条件和使用剂量等因素对生物炭防病效果的影响,旨在为利用生物炭防控土传病害提供理论支撑。

大蒜连作障碍研究进展

大蒜连作障碍已成为制约其产量和品质的关键因素。现从土壤养分元素不均衡、化感物质积累、土壤微生物区系变化的角度阐述了大蒜连作障碍产生的机制,并介绍了克服连作障碍产生的各项防治措施,同时对研究大蒜连作障碍领域所存在的问题和研究方向进行了展望。

种植三七土壤及植株残体挥发性成分分析

目的分析种植三七土壤及植株残体挥发性成分,为研究三七化感效应,解决连作障碍提供依据。方法采用GC-MS分析种植三七后不同年限土壤及三七植株残体挥发性成分。结果从种植三七土壤、三七须根和茎叶降解物中都分离得到26个挥发性成分。结论三七土壤及植株残体挥发性成分中含有较高的邻苯二甲酸二异丁酯等化感物质,是导致三七产生化感作用的重要原因。

几种化感物质对凤丹(Paeonia ostii)生长的影响

通过盆栽实验研究了5种化感物质阿魏酸、肉桂酸、香草醛、香豆素和丹皮酚及其混合物在不同浓度下对凤丹生长的影响。结果表明:5种化感物质及其混合物对凤丹茎高和地下部生物量有明显影响,对茎径生长没有明显影响,高浓度的混合物和香豆素抑制效果最明显;低浓度的阿魏酸和香草醛对凤丹生长有促进作用,表现出"低促高抑"的现象。

顶坛花椒枯落物化感物质初探

为探究顶坛花椒枯落物是否具有化感作用(即对自身或其他植物的毒害作用),以正己烷作溶剂,超声波浸提,低压真空旋转浓缩顶坛花椒枯落物,采用GC-MS气质联用技术,分析顶坛花椒枯落物中所含的有机化学成分。结果表明:顶坛花椒枯落物中含有烃类、醇类、烯类及其衍生物、醛及烯醛类、酮及烯酮类、苯醌类、酚类、酸酯类和大分子维生素及香树精等共38种化合物。其中,芳樟醇、柠檬烯、松油醇-4、2-棕榈酸单甘油酯、维生素E、2,4-二叔丁基苯酚、石竹烯、萜品醇、十七烷、十八烷和二十烷等化合物是顶坛花椒枯落物和多种花椒品种的共有物质,这些化合物具有一定的化感效应。

辣椒化感物质成分分析及连作障碍缓解机制的研究进展

辣椒根系分泌物是导致辣椒连作障碍的主要因素之一。土壤连作障碍会产生降低土壤营养的利用效率、病虫害加剧、农产品产量和品质下降等一系列问题,严重限制了农业产业的稳定发展。该研究概述了辣椒化感物质多种成分分析及从农业、生物、化学和物理防治措施来缓解连作障碍,以期为辣椒高产、高效栽培及缓解连作障碍提供参考依据。

Screening and Application of Phthalic Acid Degrading Bacteria

O-phthalic acid is a kind of important pollutant, which accumulates in the environment with the extensive use of plastics and other products. Meanwhile, phthalic acid is one of the high content of allelopathic autotoxic substances secreted by tobacco. The accumulation of phthalic acid in soil is an important cause of tobacco continuous cropping effect. In order to degrade phthalic acid accumulated in environment, the barrier effect of tobacco continuous cropping caused by phthalic acid accumulation in soil can be removed. A strain capable of degrading phthalic acid was isolated from sludge of sewage treatment plant and compared with 16 s DNA. The homology between this strain and Enterobacter sp. is 99%. The optimum growth conditions are as follows: pH7 at 30°C, 500 mg/L of o-phthalic acid, inoculation concentration ≥ 1.2% and its highest degradation rate of o-phthalic acid is 74%. The results of pot experiment showed that the degradation efficiency of o-phthalic acid in soil was about 40%, which alleviated the inhibitory effect of o-phthalic acid accumulation on tobacco growth.