化感作用的机制及化感物质的开发应用_罗侠

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1、第9卷第3期滁州学院学报Vol.9No.32007年5月JOURNALOFCHUZHOUUNIVERSITYMay.2007化感作用的机制及化感物质的开发应用罗侠（滁州学院化学与生命科学系，安徽滁州239012）摘要:从化感作用、化感物质的概念,化感物质对杂草、病虫害的作用机制等方面,较系统的探讨了化感物质对杂草、病虫害的抑制作用,并展望了化感作用在新农药开发中的应用前景。关键词:化感作用;化感物质;机制中图分类号:TQ012文献标识码:A文章编号:1673-1794（2007）03-0058-04作者简介:罗侠(1980-),女,山东菏泽人

2、,硕士,滁州学院化学与生命科学系。由于植物源农药具有在环境中生物降解快、成本低、害虫不易产生抗药性、对人畜及非靶标生物毒性低等特点，是当今新农药开发的热点。植物源农药的活性成分主要是从天然植物中提取、分离的次生代谢产物。而一些植物次生代谢物是植物（包括微生物）之间化感作用所产生的，称为化感物质（Allelopaticals），这将成为今后植物源农药研究和开发的一个新方向。1化感作用(Allelopathy)及化感物质(allelopatical)[1]化感作用是指“植物（包括微生物）之间相互抑制或促进的生物化学作用”。当供体与受体属于同一[2

3、]植物种时，就称其为自毒作用，又称自化感作用或自体中毒(autointoxication)。化感作用是通过植物分泌到环境中被称作化感物质的一些植物次生代谢物来实现，如扁穗牛鞭草根、茎、叶等水浸液提取物对白三叶种子[3]萌发有不同程度的抑制作用。化感物质主要包括：苯醌、蒽醌和复醌、简单酚、苯甲酸及其衍生物、肉桂酸、[4（]P710），[5（]P203-223）香豆素类、类黄酮、类萜、烯类和甾类化合物、丹宁类等。除了上述种类外，随着人们对植物化感作用机制研究的不断深入，还会有大量新的化感物质被发现。这些化感物质以挥发、淋溶、根系分泌和残体分解等途

4、径，从植物个体（供体）释放，通过不同方式影响环境中其它植物个体（受体）的生长。因此，利用化感作用开发研制新型的除草剂、杀虫剂和植物生长调节剂可降低或停止化学农药的使用，不仅可有效的抑草、除虫，而且还减少了环境污染，弥补了化学药物的不足，这将是今后化感作用和新农药开发研究的重[6]点。2化感物质对杂草抑制的作用机制2.1改变膜透性抑制植物养分吸收化感物质可以使细胞膜透性增加、内溶物外溢和增加膜质过氧化作用，导致植物组织生长缓慢或死亡。[7]另外，化感物质还能抑制植物从外界吸收养分，影响植物的正常生长发育。Politycka用苯甲酸和肉桂酸衍生物

5、处理生长7天的黄瓜幼苗，发现酚类物质糖基化减退、苯基-β-葡糖基转移酶（PGT）活性降低与细胞膜透性的增加是联系在一起的。2.2抑制细胞分裂、伸长和改变亚显微结构收稿日期:2006-11-26-58-研究发现化感物质能抑制细胞分裂、伸长，改变其亚显微结构，进而干扰植物的正常生长发育过程。Cruz等在研究化感物质对菜豆的影响时发现，菜豆根尖细胞被挤压在一起，组织出现紊乱并很少出现明显的细[8]胞分化。另有研究表明，挥发性萜可抑制黄瓜幼苗有丝分裂。安息香酸处理芥末根7天后，生长抑制率达[9]81.1%，且根细胞排列紊乱，细胞器结构受到严重破坏。2

6、.3影响植物光合与呼吸作用化感物质对呼吸作用的影响主要表现为植物对氧吸收能力的减弱，而对光合作用的影响主要表现为使[10]-1叶绿素含量和光合速率降低。吴凤芝等报道，苯丙烯酸浓度在80μmol·L时显著降低了黄瓜幼苗的叶面积、叶绿素a含量、光合速率、蒸腾速率、根系活力，叶绿体和线粒体超微结构也受到破坏，而浓度达-1150μmol·L时显著减少了全株干重和气孔总数，细胞器出现解体现象。2.4对各种酶功能和活性的影响[11]化感物质进入膜内可以改变某些酶的活性和功能。Rice等研究表明，绿原酸、咖啡酸和儿茶酚可抑制[12]磷酸化酶的作用，单宁可抑

7、制过氧化物酶、过氧化氢酶等进而影响种子萌发。Politycka研究表明，化感物质影响POD、PAL的活性。2.5对内源植物激素合成代谢的影响植物激素水平受化感物质的影响较大，它可降低植物激素的生理活性或使其失去活性以抑制植物正常[13]的生理过程。HeH-Q等研究表明，羟基苯甲酸、酚类及类黄酮等化合物能影响吲哚乙酸与赤霉素的分解。[14]另外，水稻叶片浸提液不同程度提高了受体植物吲哚乙酸氧化酶活性，从而降低了吲哚乙酸的水平。Leslie[15]通过细胞悬浮培养研究发现，水杨酸具有抑制乙烯合成的效应。2.6对蛋白质合成的影响[13]研究发现阿魏

8、酸和肉桂酸能抑制蛋白质的合成，许多酚类和生物碱也有抑制蛋白质合成的作用。水稻化感物质通过抑制氨基酸运输以及蛋白质的合成而影响植株生长，酚酸类物质都降低DNA和RNA