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作者：陈乐湖北中医药大学

学位级别：硕士

艾（Artemisia Argyi Lé*** Van.）是菊科蒿属多年生草本植物,其干燥叶片为我国传统中药材。艾叶按照应用历史和产地,分为北艾、海艾、蕲艾和祁艾等道地药材。艾叶在亚洲分布广泛,主要分布在中国、日本和韩国,具有较强的生态适应性。... 详细信息

艾（Artemisia Argyi Lé*** Van.）是菊科蒿属多年生草本植物,其干燥叶片为我国传统中药材。艾叶按照应用历史和产地,分为北艾、海艾、蕲艾和祁艾等道地药材。艾叶在亚洲分布广泛,主要分布在中国、日本和韩国,具有较强的生态适应性。前期研究发现,将蕲艾艾粉作为肥料施用时田间杂草数量和生物多样性显著下降。进一步实验证实,蕲艾提取物对白菜（Brassica pekinensis）、生菜（Lactuca sativa）和水稻（Oryza sativa）的种子萌发和幼苗生长有较强的抑制作用,其中水提物的抑制作用最强。植物化感作用是一种广泛存在的生物现象,是指植物分泌的次生代谢物或其分解产物释放到土壤和环境中,影响其他植物的生长发育。目前,化感植物分泌的大量化感物质被认为是植物在生态竞争中占优势的重要原因,并可利用其有效控制杂草。因此,本文对蕲艾水提物中的化感抑草活性物质及其作用机制展开系统研究,为阐明艾叶生态优势和开发绿色除草剂提供科学依据。目的:评价蕲艾水提物的化感抑草活性,筛选鉴定其化感抑草作用的有效成分,阐明有效活性成分抑草作用的生理生化和分子机制,为艾叶综合开发利用提供理论依据。方法:1.采用培养箱试验评价不同浓度蕲艾水提物溶液对4种田间常见有害杂草稗草、狗尾草、马齿苋和反枝苋的化感抑草活性,并利用UPLC-QTOF-MS和HPLC法初步解析其药效物质基础。2.以狗尾草和马齿苋为研究对象,采用培养箱试验测定蕲艾水提物中新绿原酸、绿原酸、咖啡酸和隐绿原酸4种含量丰富的酚酸类成分的化感抑草作用;运用生物活性导向分离法和UPLC-QTOF-MS技术相结合的方式分离鉴定蕲艾水提物中的关键化感活性物质,通过6种不同科属的杂草评价其广谱抑草活性;此外,利用HPLC法检测蕲艾向其生长环境中释放的化感物质种类,并综合分析蕲艾水提物中化感物质结构相似性。3.以狗尾草为模式植物利用体视显微镜、光学显微镜、透射电镜、生理指标检测研究蕲艾中主要化感物质对杂草叶片的生理效应。4.利用转录组测序综合分析蕲艾中主要化感物质处理后狗尾草叶片中的差异表达基因（P草稗草、狗尾草和双子叶杂草马齿苋、反枝苋的茎长、根长、生物量抑制作用显著,总体呈现浓度依赖性,其中狗尾草对蕲艾水提物最为敏感;UPLC-QTOF-MS分析鉴定的14个化合物中13个为酚类化合物,其中9个为酚酸类成分;含量测定发现蕲艾水提物中总酚酸含量是总黄酮含量的两倍以上,其中含量较为丰富的依次为咖啡酸、隐绿原酸、新绿原酸和绿原酸,充分表明酚酸类成分可能是蕲艾水提物化感作用的药效物质基础。2.4种含量丰富的酚酸类成分对狗尾草和马齿苋的化感抑草活性强弱与其含量相吻合,依次为咖啡酸>隐绿原酸>新绿原酸>绿原酸,咖啡酸为蕲艾水提物中含量最高且化感作用较强的化合物。经过一系列的生物活性指导分离、纯化和核磁鉴定,异绿原酸A（ICGAA）被鉴定为蕲艾活性部位（Fr.C-3）中最重要的化感活性物质;不同浓度的异绿原酸A溶液（250、500、1000μM）能显著抑制稗草、狗尾草、马唐、马齿苋、空心莲子草和藜等不同科属杂草的生长,显示出作为广谱抑草潜力,并通过盆栽实验以狗尾草进行了验证。3.经HPLC法检测蕲艾生长地中表层土壤中的化学成分,发现蕲艾可向环境中释放异绿原酸A、咖啡酸、绿原酸等物质,表明这些物质均为蕲艾中重要的化感物质;综合分析蕲艾水提物中的多种化感活性成分发现,它们具有结构相似性,均为咖啡酸和奎宁酸缩合生成的单咖啡酰奎宁酸和双咖啡酰奎宁酸,可统称为绿原酸类物质。4.利用体视显微镜观察到,随着咖啡酸浓度升高（250、500、1000μM）,狗尾草叶片逐渐出现卷曲、发黄和干枯的现象。1000μM异绿原酸A处理后同样严重阻碍了狗尾草叶片的生长发育,且光学显微镜观察发现狗尾草叶尖细胞横切面中上、下表皮细胞严重萎缩,叶脉维管束细胞膨大,内部叶绿素减少;透射电镜则发现超微结构中细胞膜和细胞器严重降解。同时,在咖啡酸处理下,叶片中活性氧（ROS）积累爆发,脂质过氧化产物丙二醛（MDA）含量上升;且在1000μM浓度下,过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）活性均显著性降低。这些结果表明咖啡酸、异绿原酸A等绿原酸类成分可通过破坏叶片的生理结构、导致氧化损伤、扰乱抗氧化酶活性发挥抑草活性。5.转录组测序和实时荧光定量PCR（RT-q PCR）分析发现咖啡酸处理后叶片中下调基因富集的“二萜类物质生物合成”和“

关键词：蕲艾水提物 UPLC-QTOF-MS 咖啡酸异绿原酸A 抑草效应生理机制分子机制

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酚酸类物质的抑草效应分析

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应用生态学报 2004年第12期15卷 2342-2346页

作者：何华勤梁义元贾小丽宋碧清郭玉春梁康迳林文雄福建农林大学生命科学学院农药与化学生物学教育部重点实验室福州350002

运用正交旋转回归试验设计分析 5种常见的化感物质替代物水杨酸、对羟基苯甲酸、肉桂酸、香草酸和阿魏酸对田间伴生杂草稗草的抑制效应 .结果表明 ,肉桂酸对稗草根长抑制率的影响最显著 ,其关系函数的二次项系数为 - 6 18,达极显著水... 详细信息

运用正交旋转回归试验设计分析 5种常见的化感物质替代物水杨酸、对羟基苯甲酸、肉桂酸、香草酸和阿魏酸对田间伴生杂草稗草的抑制效应 .结果表明 ,肉桂酸对稗草根长抑制率的影响最显著 ,其关系函数的二次项系数为 - 6 18,达极显著水平 .水杨酸、对羟基苯甲酸和阿魏酸对稗草根长的抑制效应趋势与肉桂酸相同 ,效应曲线均为“∩”形抛物线 ;而香草酸的效应曲线则为“∪”形抛物线 .当水杨酸、对羟基苯甲酸、肉桂酸、香草酸和阿魏酸浓度水平分别为 0 0 6、0 6 0、0 2 4、0 0 2和 0 0 2mmol·L-1时 ,混合物对稗草根长的抑制率最大 ,达到 78 6 5 % .

关键词：化感物质酚酸抑草效应正交旋转回归设计

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水稻化感品种抑草效应研究

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作物杂志 2004年第1期 20-22页

作者：卢德城周少川李宏黄道强王家生广东省农业科学院水稻研究所广州市天河区五山510640

以PI 312 777、丰华占和华粳籼 1号为试验材料 ,研究了在大田抛秧种植条件下对伴生杂草的抑制效应。结果表明 ,PI 312 777与丰华占表现有较强的抑草效应 ,而华粳籼 1号表现不抑草 ;水稻化感品种的抑草效应主要表现在水稻生长前期 ,与水... 详细信息

以PI 312 777、丰华占和华粳籼 1号为试验材料 ,研究了在大田抛秧种植条件下对伴生杂草的抑制效应。结果表明 ,PI 312 777与丰华占表现有较强的抑草效应 ,而华粳籼 1号表现不抑草 ;水稻化感品种的抑草效应主要表现在水稻生长前期 ,与水稻的化感潜力和水肥条件等方面有关。

关键词：水稻品种化感潜力抑草效应

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不同化感潜力水稻化感效应与产量的关系

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中国生态农业学报 2012年第1期20卷 75-79页

作者：王海斌俞振明何海斌郭徐魁黄锦文周阳徐志斌林文雄福建农林大学生物农药与化学生物学教育部重点实验室福州350002 福建农林大学农业生态研究所福州350002

本研究探讨了连续3年5种不同化感潜力水稻田间抑草效应、产量及其之间相互关系。结果表明,不同种植时间,不同化感潜力水稻田间种植过程中伴生杂草总生物量以非化感水稻"Lemont"最大,化感水稻"PI-1"最小。化感潜力分析结果表明,不同化感... 详细信息

本研究探讨了连续3年5种不同化感潜力水稻田间抑草效应、产量及其之间相互关系。结果表明,不同种植时间,不同化感潜力水稻田间种植过程中伴生杂草总生物量以非化感水稻"Lemont"最大,化感水稻"PI-1"最小。化感潜力分析结果表明,不同化感潜力水稻以化感水稻"PI-1"化感抑草潜力最强,非化感水稻"Lemont"最弱。水稻产量分析结果表明,不除草条件下,不同种植时间均以化感水稻"PI-1"产量最高,非化感水稻"Lemont"产量最低。除草条件下,依然以化感水稻"PI-1"产量最高,化感水稻"IAC47"产量最小。杂草生物量、水稻化感潜力与水稻产量的相关性分析结果表明,不同化感潜力水稻产量的大小与田间杂草生物量存在极显著负相关,与化感潜力大小存在极显著正相关。

关键词：水稻化感潜力抑草效应产量伴生杂草

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水稻品种化感特性与农艺性状的关系

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应用生态学报 2005年第4期16卷 737-739页

作者：周少川孔垂华李宏卢德城胡飞广东省农业科学院水稻研究所广州510640 华南农业大学热带亚热带生态研究所广州510642

选用9个华南地区主栽水稻品种,用特征次生物质标记方法测定它们的化感指数,并通过田间实验确定这些水稻品种的抑草效应及主要农艺性状,在此基础上分析这些水稻品种的化感特性、抑草效应和农艺性状的关系.结果表明,具有化感特性的水稻品... 详细信息

选用9个华南地区主栽水稻品种,用特征次生物质标记方法测定它们的化感指数,并通过田间实验确定这些水稻品种的抑草效应及主要农艺性状,在此基础上分析这些水稻品种的化感特性、抑草效应和农艺性状的关系.结果表明,具有化感特性的水稻品种并不都能在田间表现出抑草效应,化感特性与主要农艺性状均无显著的相关性,但同时具有化感特性和有利竞争农艺性状的水稻品种均能在田间显示抑草效应.水稻化感特性和农艺性状的不相关显示化感特性转入相关的水稻品种将不影响它们的农艺性状,这意味着能培育出各种农艺性状的水稻化感新品种.

关键词：水稻化感作用抑草效应农艺性状品种

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长雄野生稻及其后代抑草效果与化感潜力和农艺性状的关系

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中国生态农业学报 2014年第11期22卷 1348-1356页

作者：徐高峰申时才张付斗张玉华云南省农业科学院农业环境资源研究所昆明650205

明确化感潜力和农艺性状对长雄野生稻（Oryza longistaminata）及其后代抑草效果的影响及相互关系,对发掘与利用野生种质资源的化感基因培育水稻化感新品种具有重要意义。本研究以化感抗稗草长雄野生稻、亚洲栽培稻‘RD23’及其杂交F1代... 详细信息

明确化感潜力和农艺性状对长雄野生稻（Oryza longistaminata）及其后代抑草效果的影响及相互关系,对发掘与利用野生种质资源的化感基因培育水稻化感新品种具有重要意义。本研究以化感抗稗草长雄野生稻、亚洲栽培稻‘RD23’及其杂交F1代（RD23×***）和F2代单株分离群体为材料,采用室内生物测定和温室盆栽试验相结合方法,研究化感潜力和农艺性状对长雄野生稻及其后代抑制稗草的影响,并探讨三者的相互关系。结果表明,室内生物测定为强化感潜力的水稻材料在盆栽条件下对稗草的密度防效、生物量防效和株高抑制作用并非总强于弱化感和无化感作用的水稻材料,但在根际距离0-3 cm时,强化感潜力水稻材料对伴生稗草的抑制效应显著强于弱化感潜力和无化感作用的水稻材料。不论供试材料化感潜力强弱,当根际距离大于3 cm时,株型高大、分蘖强的供试水稻材料在盆栽条件下对稗草的密度防效、生物量防效和株高抑制作用均显著强于株型矮小、分蘖少的材料。供试水稻材料在不同苗龄对稗草的抑制作用也存在显著差异,苗龄60 d的供试材料在根际距离0-3 cm范围内对伴生稗草的密度防效均小于苗龄30 d的对应处理组,但对伴生稗草的生物量防效和株高抑制作用则大于苗龄30 d对应处理组;之后随着距离的增加,除根际距离在3-6 cm的密度防效外,其他均无显著差异。在根际距离0-3 cm时,供试材料的化感综合效应指数（SE）与对伴生稗草的密度防效、生物量防效和株高抑制作用显著相关,但随根际距离的增加相关性逐渐减小;株高和分蘖数与稗草的密度防效不相关,与生物量防效和株高抑制作用存在一定的相关性。研究结果显示,长雄野生稻及其后代田间抑草效果与化感潜力、苗龄、株高和分蘖数等因素相关,在根际距离0-3 cm时,化感作用在苗龄30 d的强化感潜力水稻材料的抑草效应中起主要作用。

关键词：长雄野生稻化感作用抑草效应农艺性状苗龄根际距离

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田间旱育条件下不同化感潜力水稻的生理特性分析

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中国生态农业学报 2011年第3期19卷 650-654页

作者：孙小霞王海斌何海斌陆锦池熊君林文雄福建农林大学生物农药与化学生物学教育部重点实验室福州350002 福建农林大学生命科学学院福州350002

以国际公认的化感水稻品种"PI312777"和非化感水稻品种"Lemont"为材料,研究了田间旱育条件下2种水稻的生长特性及其对水分和杂草胁迫的生理响应。结果表明,在水分和杂草双重胁迫下,田间水稻生长势表现为"PI312777"(旱地)>"Lemont"(湿地)... 详细信息

以国际公认的化感水稻品种"PI312777"和非化感水稻品种"Lemont"为材料,研究了田间旱育条件下2种水稻的生长特性及其对水分和杂草胁迫的生理响应。结果表明,在水分和杂草双重胁迫下,田间水稻生长势表现为"PI312777"(旱地)>"Lemont"(湿地)≥"PI312777"(湿地)>"Lemont"(旱地)。进一步分析发现,在各处理小区,以适度干旱小区化感水稻"PI312777"叶片的叶绿素含量、保护酶活性、光合速率、水分利用效率最高,蒸腾速率最低;以适度干旱小区非化感水稻"Lemont"叶片的光合速率、保护酶活性、可溶性糖、可溶性蛋白和水分利用效率最低,MDA含量积累最高。与非化感水稻"Lemon"相比,化感水稻"PI312777"对水分的利用效率更高,有更强的适应水分缺乏的能力。

关键词：水稻田间旱育化感作用生理生化特性水分利用效率抑草效应

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利用异株克生提高水稻作物的竞争力

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国外作物育种 2003年第3期22卷 1-2页

作者： M.olofsdotter L.B.Jensen 邱敦莲

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