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64２０１７年第９期农林园艺植物化感物质作用途径综述黄良伟 任建行 文 杰 杨泽良（湖南人文科技学院，湖南 娄底 417000）摘 要：本文结合近年来学者研究现状，从植物自然挥发、茎叶淋溶、根系分泌以及残体腐解四种作用途径进行了综述，为化感作用研究提供一定的理论参考。
关键词：化感作用；作用途径；研究进展文章编号：ISSN2096-0743/2017-09-00641.序言植物与植物间的化感作用是当今植物保护领域研究的热点。
植物化感作用( Allelopathy) 是指各种植物之间受到化学物质的相互作用，主要由一种植物自身产生化感物质释放到环境中对另一种植物产生抑制或促进作用。
化感作用的首次提出是1937年德国科学家Molish，其次是1984年Rice。
Rice在《Allelopathy》第2版中，将植物化感作用定义为植物(包括微生物)新陈代谢物释放在环境中对周围植物(包括微生物)生长发育产生影响的化学生态学现象。
植物所产生的化感物质主要是通过自然挥发、茎叶淋溶、根系分泌、残株的腐解等途径向所处环境中释放，以达到影响周围植物的生长、发育和种子萌发等。
近年来国内外许多学者利用植物化感作用在农田杂草防治、栽培模式、园林等方面进行了深入研究并取得了重要进展。
鉴于此本文综述从植物化感物质释放方式进行综述，以期为化感研究人员提供一定的了解。
2.作用途径植物存储在体内的化感物质通过自然挥发、茎叶淋溶、根系分泌及植株残体腐解4种主要方式向所生存的环境中释放。
目前大多学者研究证明植物主要是靠单一途径释放化感物质对邻近植物产生影响，如朱强等表明琼花主要通过茎叶淋溶方式对其他植物产生强烈的抑制现象。
也有学者证明有些植物能多种途径对周围植物的生理产生影响，如冯建永等利用黄顶菊作为供体试验材料，对萝卜、棉花、小麦和玉米四种种子萌芽和幼苗生长影响实验，结果表明黄顶菊化感物质对其他植物的影响主要是通过根系分泌和植株腐解方式。
植物化感作用探索植物与其他生物的相互作用和影响植物化感作用——探索植物与其他生物的相互作用和影响植物是地球上最为常见和重要的生物类群之一，它们不仅能够通过自养作用产生能量，还具备许多其他生物无法比拟的特殊功能。
其中，植物化感作用是一种引人注目的生物学现象，指的是植物通过释放化感物质，影响和改变其周围环境中其他生物的行为和生理状态。
本文将对植物化感作用进行探索，旨在揭示植物与其他生物之间相互作用和影响的奥秘。
一、植物化感作用的定义与机制植物通过释放挥发性化合物（Volatile Organic Compounds，VOCs）或非挥发性化合物，与周围的生物进行交流和干扰，这种现象被称之为植物化感作用。
VOCs通常是一些芳香性的化合物，如花中的香气。
植物通过释放这些化感物质，吸引来访的昆虫或其他动物，引发它们的兴趣或警觉。
植物化感作用的机制与植物的物种、生理状态以及环境因素密切相关。
植物通过化感物质的释放，可以吸引传粉昆虫，帮助其进行繁殖。
例如，花朵中的香气会引来蜜蜂等昆虫，从而促进花粉的传播。
此外，植物还可以通过释放化感物质来招引天敌，以抵御植食性昆虫的袭击。
有些植物会在受损时释放出挥发性化合物，以吸引天敌捕食害虫，保护自身的生长。
二、植物化感作用与昆虫互动昆虫是植物化感作用中最常见的互动对象之一。
不同的植物通过释放不同的化感物质来吸引特定种类的昆虫。
例如，茶树会释放一种特定的化合物，吸引茶蠟蟲来保护其自身。
茶蠟蟲以茶树中的茶多酚为食，而其摄食会引发茶树释放出挥发性化合物，招来大量的茶蠟蟲天敌。
除了吸引天敌以防御植食昆虫，植物还可以通过化感作用来引导寄生昆虫。
例如，一些寄生植物释放出的化合物可以吸引蚜虫，让它们偏离正常的食草路径，使其变成寄生植物的猎物。
这种互动关系对植物和昆虫双方都具有生态学上的重要意义。
三、植物化感作用与其他生物相互作用植物化感作用与其他生物之间的相互作用不仅局限于昆虫。
它还包括与其他植物、细菌和真菌之间的互动。
中国第五届植物化感作用学术研讨会论文摘要集16利用化感物质4-羟基香豆素开发新型除草剂的研究高愚哲 刘 斌 谢龙观 徐效华南开大学元素有机化学国家重点实验室, 天津 300071摘 要 化感作用是自然界普遍存在的一种现象。
以化感物质为先导结构研制新型绿色除草剂，已成为研究的热点。
香豆素类化合物是一类普遍存在、十分重要的化感物质。
香豆素按照生源途径可以分为四大类：简单香豆素，呋喃香豆素，吡喃香豆素和其他香豆素。
4-羟基香豆素是香豆素类化合物中的一小类，有文献报道其具有一定除草活性。
但是，与其它天然产物一样，4-羟基香豆素的活性普遍不高，需要进行结构改造，提高活性。
另外，这类化合物结构相对简单，实用性强，具有较好的结构改造潜力。
我们选择4-羟基香豆素作为先导化合物，对其进行修饰，得到了3-苯甲酰基-4-羟基香豆素[1-3]，合成了一系列该类化合物。
生测结果显示，苯甲酰基的接入能显著提高其对油菜的活性。
该类化合物与4-羟基香豆素一样都只对双子叶植物油菜有良好的抑制作用，而对单子叶杂草稗草基本没有活性，具有非常好的选择性。
该类化合物可以作为二次先导结构，继续结构优化，寻求开发新型选择性除草剂。
OOOOOAB R R1OOO R 2R 1OOOH OcReagents and conditions:(a)NaH,diethyl carbonate,toluene,80℃,2h;(b)benzoyl chloride,Et 3N,DMAP,DCM,RT,2h;(c)KCN,18-crown-6,Et 3N,DCM,RT,2days.R 2油菜平皿法(μg/ mL , %)稗草小杯法(μg/ mL, %) 化合物 R 1 R 21050 100 10 50 100 1 7-Cl 2,4-Cl 59.3 95.4 96.6 5.0 20.0 30.0 26-Cl4-Cl75.986.296.05.0 30.0 3H 3-Cl 58.3 89.7 96.6 0 0 10.0 4H 3-F 82.1 87.0 96.4 0 0 10.0 5H 4-CF 3 44.8 92.4 97.0 0 10.0 15.0 66-CH 3 2,4-Cl 52.8 94.6 95.2 0 0 10 76-F 4-CH 3 75.4 86.7 93.8 0 0 10.0 8/ / 47.6 50.5 68.6 0 0参考文献1 Desai N .J .,Sethna S .,J .Org .Chem .,1957,22,388.2 Zhao P .L .,Wang L .,Zhu X.L .,et al .,J .Am .Chem .Soc .,2010,132,185.3 Liao Y .X .,Kuo P .Y .,Yang D .Y .,Tetra.Lett .,2003,44,1599.。
化感物质丙酸乙酯对土壤环境影响机制研究化感作用指植物含微生物通过释放化学物质到环境中,直接或间接地对其他植物含微生物产生的有利或有害作用,这些化学物质主要来源于植物的次生代谢;目前,利用植物化感作用对杂草生长的抑制效应进而达到防治杂草目的,已成为植物化感作用研究中的热点,化感作用的深入研究为开发新型天然除草剂、发展生态农业提供了新思路;如从南山蒿地上部分浸提液中提取的香橙烯环氧化物、异香橙烯环氧化物等几种化合物对甘肃马先蒿的种子萌发和幼苗生长具有抑制作用,有作为马先蒿除草剂的开发潜力,可以为控制甘肃马先蒿蔓延提供新的方法;许多化感物质不仅影响邻近植物的生长发育,也影响到土壤的理化性质,改变其养分状况,进而影响植物的吸收和生长;实验表明,通过对入侵植物空心莲子草及其根际土浸提液对草坪草马尼拉的化感作用的分析,初步认为丙酸乙酯是其对其他植物产生化感效应的主要有效成分;目前针对酯类化感物质对土壤环境影响效应的研究甚少;因此本研究将不同浓度梯度的丙酸乙酯液添加进土壤中,培养后测定土壤理化性质、土壤酶、土壤养分等指标,对比分析不同浓度丙酸乙酯处理对土壤理化性质的影响,深入研究化感物质在环境中,尤其是土壤中的作用效果,阐明化感作用对土壤环境的影响机制与规律,为开发天然除草剂、减少农药污染、保护生态可持续发展提供科学依据和新的途径;实验材料以无水乙醇≥％,分析纯溶解丙酸乙酯溶液,制得2mmol /L的母液,以蒸馏水制备成7种不同浓度的处理液,分别为、、、、1、和2mmol /L,蒸馏水添加为对照;土壤样品采集于安徽师范大学后山,采集3~15cm耕作层新鲜土壤;前期进行供试土壤理化性质检测：PH值、有机质、速效氮、磷、钾等实验用土风干后过2mm筛,混匀后装入盆高25cm、盆口直径28cm的塑料盆中,每盆装土2kg;试验方法采用单因素随机试验设计,设置0、、、、、1、和2mmol/L浓度梯度,共8组处理,每组处理设3 次重复,共24盆;添加丙酸乙酯溶液量为100mL /盆,每5d添加一次处理液;室温培养30d后采样,用于土壤酶、土壤理化性质、土壤养分测定;土壤理化性质测定方法：测定电导率采用电导仪法；采用土壤农业化学分析方法检测土壤样品的PH值、速效钾、速效磷指标；土壤养分测定方法：采用重铬酸钾外加热法测定土壤的有机质；采用重铬酸钾氧化--分光光度法测定土壤有机碳；土壤酶测定方法：蔗糖酶检测采用3,5-二硝基水杨酸比色法；高锰酸钾滴定法测定过氧化氢酶；苯酚钠比色法测定脲酶；磷酸苯二钠比色法测定碱性磷酸酶;数据处理测定数据结果取平均值;实验数据采用进行数据统计分析,用Excel2007做图表;。
编号2011221102毕业论文（设计）（2015 届本科）论文题目：胡萝卜种子萌发对几种化感物质的响应学院：生命科学与技术学院专业：生物技术班级： 2011级生物技术班作者姓名：柴文官指导教师：王春林职称：讲师完成日期： 2015 年 6 月 2 日目录诚信声明 (1)题目 (2)摘要 (2)关键词 (2)引言 (3)1 实验材料与方法 (3)1.1 材料与试剂 (3)1.1.1 实验材料 (3)1.1.2 实验材料培养 (4)1.1.3 试剂 (4)1.1.4 实验器材 (4)1.2 研究方法 (4)1.2.1 吸水量的测定 (4)1.2.2 可溶性糖含量：采用蒽酮比色法 (4)1.2.3 淀粉含量的测定：酸解法 (5)1.2.4 淀粉酶活性的测定: 3,5 二硝基水杨酸法 (5)2 结果与分析 (5)2.1 胡萝卜种子萌发过程中吸水量、鲜重、干重的变化 (5)2.2 胡萝卜种子在萌发过程中淀粉酶活性的变化 (7)2.3 胡萝卜种子在萌发过程中淀粉含量的变化 (8)2.4 胡萝卜种子在萌发过程中可溶性糖含量的变化 (9)3 结论 (10)参考文献 (10)致谢 (12)诚信声明本人郑重声明：所呈交的本科毕业论文（设计），是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议，除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
作者签名：二O一年月日胡萝卜种子萌发对几种化感物质的响应柴文官（陇东学院生命科学与技术学院甘肃庆阳 745000）摘要：本实验研究了苯甲酸、肉桂酸、辣椒叶水浸液3种化感物质对胡萝卜种子萌发的影响，结果表明：3种化感物质处理的胡萝卜种子，萌发过程中随时间变化的趋势都变现为：吸水量增加,淀粉酶活性逐渐升高, 淀粉含量降低,可溶性糖含量逐渐升高；差异性表现为：苯甲酸、肉桂酸、辣椒叶水浸液的处理组与对照组比较，胡萝卜种子萌发过程中吸水量、淀粉酶活性、可溶性糖含量、淀粉利用率均降低，具体变化趋势为：对吸水量变化影响：辣椒叶水浸液＞苯甲酸＞肉桂酸＞CK；对淀粉酶活性影响：苯甲酸＞肉桂酸＞辣椒叶水浸液＞CK；对可溶性糖含量变化影响：苯甲酸＞辣椒叶水浸液＞肉桂酸＞CK；淀粉利用率影响程度：苯甲酸＞辣椒叶水浸液＞肉桂酸＞CK。
关键词:化感物质；吸水量；淀粉；淀粉酶；可溶性糖Carrot seed germination response to sevsral allelochemicalsCHAI Wen-guan(College of life science and technology, Longdong University, Qingyang Gansu745000 ) Abstract: In this study, benzoic acid, cinnamic acid, pepper leaf aqueous extracts three kinds of allelochemicals on seed germination of carrots, results showed that: three kinds of carrot seed Allelochemicals treated during germination time varying trends are realizable to: increase water absorption, amylase activity gradually increased, reduced starch content, soluble sugar content increased; differences in performance: benzoic acid, cinnamic acid, pepper leaf aqueous extracts of the treatment group and the control group, Carrot Seed water absorption during germination, amylase activity, soluble sugar content, starch utilization decreased, particularly trends are: changes on water absorption: Pepper Leaf Aqueous Extract> benzoic acid> cinnamic acid> CK; impact on amylase activity : benzoic acid> cinnamic acid> pepper leaf aqueous extracts> CK; on the soluble sugar content: benzoic acid> pepper leaf aqueous extracts> cinnamic acid> CK; starch utilization impact: benzoic acid> pepper leaf aqueous extracts > cinnamic acid> CK.Keywords:Allelochemicals;water absorption;starch;amylase; soluble sugar引言：胡萝卜,其肉质根富含蔗糖、葡萄糖、淀粉、胡萝卜素以及钾、钙、磷等，每100克鲜重含1.67-12.1毫克胡萝卜素，含量高于番茄的5-7倍，食用后经肠胃消化分解成维生素A，能防治夜盲症和呼吸道疾病。
总体来说胡萝卜可以防癌抗癌、增强免疫功能，增强抵抗力，还是高血压、冠心病患者的食疗佳品，故有地下“小人参”之称，是人们日常养生最佳选择。
化感作用首先是Molisch在1937年提出的,定义为所有类型植物(含微生物)之间生化物质的相互作用，同时指出这种相互作用包括有害和有益两个方面。
Rice根据Molisch 的原始定义和化感作用近50年的研究成果，将化感作用定义为植物释放化学物质到外部环境,影响(抑制或促进)邻近植物( 异种个体或同种个体)的生长和发育。
化感物质是植物向环境中释放并对周围植物产生有害或有利影响的化学物质,是一些次生代谢物质或转化物，通过醋酸代谢的一个或几个方面而影响生长发育,如种子的萌发[1]。
继化感作用被定义之后，化感物质方面的研究已取得了很大的成果，现阶段国内主要研究表现为：一是发现及分离提纯化感物质，西南大学的刘成研究了芦苇的化感作用机理,最后还以生物测试为活性跟踪手段,通过浸提、萃取、硅胶柱层析分离方法及气相色谱-质谱(GC-MS)鉴定方法,分离鉴定了芦苇化感活性物质油酸、亚油酸、N,N-二乙基乙酰胺等，并对分离鉴定得到的潜在化感物质进行了化感活性验证[2]，还有崔翠等人研究了核桃根系分泌物的化感作用,利用乙酸乙酯提取核桃活体收集到的根系分泌物并通过气相色谱和质谱联用技术进行分离鉴定了棕榈酸、氯苯、2、4－二叔丁基苯酚等[3]；二是利用化感物质或植物水浸液来研究化感作用对植物种子、幼苗的生长影响以及不同植物间化感作用影响，赵悦明等人研究不同浓度阿魏酸、香草酸、槲皮黄素、木樨草素、茶碱和可可碱对鬼针草种子萌发、幼苗生长及根尖细胞有丝分裂的影响,发现1mmol/L 处理下6种化感物质对鬼针草种子萌发的抑制作用最强[4]；三是利用化感物质来研究化感作用对植物生长过程中的生理生化变化影响，刘会萍研究了以各种类型的蔬菜植物为栽培作物,选取不同形态的无机碘和海藻碘肥作为外源碘,采用水培和土培等栽培方式,研究了碘在植物体内的分布、吸收和转运特征,分析了蔬菜植物吸收富集外源碘,对作物果实品质的影响[5]；四是化感作用影响机理研究，张江红研究采用盆栽和田间调查相结合的方法,观察在连作条件下幼苗的生长特性,测定不同苹果砧木根系分泌物和残茬浸提液的成分,分析多年生果园根土自毒物质的动态变化[6]。
胡萝卜种子其发芽率低至70%左右，出土力差，要了解化感物质对种子萌发过程中的生理生化影响，才能有效利用化感物质促进种子萌发。
目前利用化感物质以胡萝卜种子为受体来研究种子萌发过程中生理生化变化影响较少，本次实验通过对3种化感物质处理过的胡萝卜种子萌发过程中的生理生化变化影响进行基础研究，以此为胡萝卜栽培提供了理论基础。
1、实验材料和方法1.1 材料1.1.1 实验材料胡萝卜种子：购于市种子经销公司；苯甲酸（10-3mol/L）；肉桂酸(400mg/L)；辣椒叶（50mg/L）。
1.1.2 实验材料培养在洁净的培养皿中放入滤纸,加入不同浓度的各种水浸液或处理液至滤纸饱和为止，蒸馏水作对照,将胡萝卜种子均匀撒播于培养皿中,置于22℃±1培养箱中进行培养,及时补充等量的水浸液和蒸馏水，分别于萌发的0h、24h、48h、76h、92h取出所播种子进行各种生理指标的测定。
1.1.3 试剂麦芽糖（分析纯）2%HCl 3，5—二硝基水杨酸（分析纯） NaOH 酒石酸钾钠柠檬酸钠柠檬酸可溶性淀粉 95%乙醇（分析纯）蒽酮（分析纯）乙酸乙酯浓硫酸(相对密度1.84) 蔗糖(分析纯) 85%的磷酸葡萄糖（分析纯）活性炭酚酞试剂1.1.4 实验器材可见光分光光度计低温离心机恒温水浴锅(40℃) 具塞刻度试管分析天平研钵旋涡混合器烘箱光照培养箱1.2 研究方法1.2.1 吸水量的测定实验种子的各阶段的材料先称重 W1, 然后在105℃烘10min,接下来70℃烘至恒重,分别称取其重量W2。
种子吸水量按式计算:W=(W1-W2)( W1表示种子的鲜重；W2表示种子的干重)；1.2.2 可溶性糖含量：采用蒽酮比色法[7]取萌发的种子0.2g，研磨成匀浆,加3ml80%乙醇,到入试管中,将试管放在80℃水浴中提取30min,其残渣加3ml80%乙醇重复提2次，离心5min（4000r/min），合并上清，并用80%乙醇定容到25ml容量瓶中，加入10mg活性炭，80℃脱色，接下来用于测定。
吸取1ml放入试管中,加蒽酮试剂5ml混合,于沸水浴中煮沸10min；取出流水冷却至室温；以80%乙醇做对照，然后在分光光度计625nm处测得吸光度。
从标准曲线上查得滤液中所含糖量，然后计算样品中含糖量。
用1g种子里的含的可溶性糖（mg）来表示，每组实验均重复3次。
1.2.3 淀粉含量的测定：酸解法[8]将提取可溶性糖时离心得到的残渣烘干,加2%HCl水解1h后,以0.1mol/L NaOH中和,定容至25m1,用3,5—二硝基水杨酸法测定其还原性糖含量，淀粉含量 = 还原性糖含量×0.9(因淀粉水解时结合了一分子水) 。
