大豆化感物质的产生途径、分离、提取和纯化

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1、大豆化感物质的产生途径、分离、提取和纯化刘淑霞作者简介：刘淑霞（1982-），女，河南平顶山市人，硕士研究生，助理研究员，主要研究方向是植物保护，潘冬梅1，魏国江1，李振伟1，马志军1，左豫虎2（1.黑龙江省科学院大庆分院163319；2.黑龙江省八一农垦大学农学院163319）摘要：简要概述了大豆的化感现象，化感物质的种类和产生途径，化感物质的提取、分离和纯化方法，指出了大豆化感作用研究中存在的问题，并对以后大豆化感作用的发展方向提出了自己的建议。关键词：化感作用；化感物质；化感现象早在公元前的希腊，人类就了解并记载植物对周围其他植物的生长产生

2、抑制作用的现象。1937年奥地利科学家Molisch首次将这一现象定义为化感作用(又称他感作用、相生相克作用)。1992年，国家科学名词审定委员会把它正式定名为“化感作用”，即植物之间(包括微生物)相互的化学关系对植物的生长产生抑制或促进的作用；Rice后来把化感作用定义为“一种植物通过向环境释放某些化学物质，在其周围形成一个微环境区域，从而抑制或促进该区域内其它植物(包括其自身)生长的现象”。这一概念的出现表明人们已经认识到化感作用是整个生态系统化学关系网的一部分，它在植物与植物之间、植物与其他生物之间起着不可忽视的作用。在我国，农业生产中有关

3、化感作用的研究起步较晚，真正对作物化感作用的研究直到20世纪70年代才见报道，80年代初才提到化感作用和类似的概念，但目前它已引起广大农业科技工作者和研究者的关注和重视。农业生产中间、套作作物的选择、作物的连作障碍、作物轮作问题以及秸秆残茬覆盖等问题都涉及化感作用。除大豆以外，许多作物如小麦、水稻、玉米、高粱、大麦、苜蓿等都具有化感作用。加强化感作用的研究有利于提高作物产量，对于农业的可持续性发展具有重要意义，因此，化感作用的研究在作物生产学和农业生态学领域中占有重要地位。本文对大豆化感作用的情况加以概述，以期为增强大豆的抗逆性研究和寻求提高大豆

4、产量和品质的科学途径提供理论参考。1大豆的化感现象及化感物质产生途径1.1大豆的化感现象大豆的化感现象通常表现为大豆活体或残体向环境中释放次生代谢物质对自身或其他生物产生作用，它既表现出有利的一面又表现出有害的一面。1.2大豆化感物质产生途径化感物质存在于植物的各部分组织中，包括根、茎、叶、花、果实、种子等，其向环境的释放途径为由植物地上部分(主要是叶)分泌，被雨水或雾滴溶解淋洗到土壤中；通过植物根系分泌到土壤中；残体腐解物；地上部挥发物；花粉。1.2.1地上部淋洗液韩丽梅等的研究表明，重迎茬大豆花荚期植株地上部水浸液及其提取物对大豆种子萌发及幼

5、苗生长有化感作用，化感作用大小随浓度增加而增大；在相同浓度处理下，化感作用有重茬大于正茬的趋势；鉴定出的化感物质有低分子量脂肪酸、芳香酸及其衍生物、醇、醛、酮等[1]。1.2.2根系分泌物韩丽梅等的研究表明，水培2周的大豆根分泌物对胚根生长表现出极显著的抑制作用，对分泌物进行提取发现有一些化合物为报道的化感物质，培养时间2周与8周大豆根分泌物的种类和数量有所不同，其中2周根分泌物对胚根生长表现出极显著的抑制作用[2]。1.2.3根茬腐解液和腐解物王光华等研究腐解液和大豆残茬在一定浓度下具有自毒作用。王树起等结果表明，营养液残液和腐解液显著地抑制大

6、豆种子的萌发、抑制大豆植株根系的生长，降低大豆植株生物量，降低根系活力和根系活跃吸收面积，降低了大豆的抗逆性，破坏了细胞膜稳定性，腐解根茬的综合效应使大豆产量和百粒重都较对照降低。韩晓增等研究表明，大豆根系腐解物对正茬大豆生长发育有显著影响。韩丽梅的结果表明，大豆根茬腐解物(含微生物菌源根际土中的有机化合物)十分丰富，有酸类、酯类、醇类、醛类、酚类、酮类、烃类等物质，有的曾被报道过的化感物质[3]。1.2.4根际土壤中有机化合物土壤是一个十分复杂的生态环境，特别是最具有活性的植物根际区。韩丽梅等研究结果表明，重迎茬大豆根际土壤中主要含有有机酸类、

7、酯类、醇类、酮类、醛类、苯类、酚类、烃类及萘、呋喃类等有机化合物，其中多数化合物曾被报道过的化感物质。2化感物质的提取、分离和纯化2.1化感物质的种类迄今为止所发现的大豆化感物质几乎都是大豆自身的次生代谢物质，一般分子量较小，结构较简单，大致分为：可溶性有机酸、直链醇、脂肪族醛和酮；简单不饱和内酯；长链脂肪酸和多炔；苯醌、蒽醌和复醒；简单酚、苯甲酸及其衍生物；肉桂酸及其衍生物；香豆素类；内黄酮类；单宁；内萜甾类化合物；氨基酸和多肽；生物碱和氰醇；硫化物和芥子油苷；嘌呤和核苷等14类。其中，最常见的是低分子量有机酸、酚类和内萜类化合物[4]。2.2

8、化感物质的提取方法大豆化感作用的研究方法同大多数植物化感作用的研究方法相同，其提取方法也与其他植物一样。化感物质主要通过浸析、挥发、植物