植物化感作用

1、植物化感作用内容 化感作用的概念 化感物质的种类 化感物质的释放途径 化感物质收集方法 化感物质的影响因素 化感物质对植物生长的影响一、化感作用的概念 化感作用的概念最早由德国科学家Moish在1937年提出，其主要内容是：某种植物（包括微生物）生成的物质对其他某种植物产生某种作用的现象。 随着科学研究的不断深入，Rice完善并发展了前人对化感作用的理解，在1984年对其进行了更为完整的定义：植物（包括微生物）的代谢分泌物对环境中的其他植物或微生物产生抑制或促进的作用。二、 化感物质的种类 植物中所发现的化感物质主要来源于植物的次生代谢产物，它们分布于植物的根、茎、叶、花、果实或种子中，分子量

2、较小，结构简单。 根据它们性质大体上分四大类： (1)脂肪族化合物：指水溶性的醇和酸，如草酸、乳酸、甲醇、乙醇、丁醇等； (2)脂肪酸：类酯物以及不饱和内酯，如苹果酸、柠檬酸、花楸酸、棒曲霉素； (3)萜类化合物：如单萜烯、哌烯、樟脑、桉树脑以及倍半萜烯等；(4)芳香族合物：简单的酚、酚酸、醌、单宁、香豆素、黄酮类、生物碱、肉桂酸衍生物及经莽草酸途径合成的芳香族氨基酸。 其中酚类和类萜类化合物是高等植物的主要化感物质。酚类物质 酚类物质是一类重要的此生代谢产物，研究较多，被证实是化感活性较强的一类物质，研究证明大部分酚类物质有化感作用，其中对羟基苯甲酸、香草醛、丁香酸、香豆酸和阿魏酸是重要的化

3、感物质。香草醛阿魏酸萜类物质 萜类化合物分布广泛，种类繁多，是植物次生代谢产物中最多的一类化合物，常见挥发性萜类有柠檬烯、蒎烯、杨梅叶烯、樟脑、香茅醇等。香茅醇三、化感物质的释放途径 植物任何部位都能产生化感物质，而化感物质进入环境的途径主要有五种:挥发；淋溶；花粉传播和种子萌发；根系分泌物；植物残体分解后释放。 (1)挥发 主要是萜类化合物，存在于樟科等26种植物类群中，这些化感物质被植物直接吸收或挥发到大气中，或随着雾和降水进入到土壤中，对自身或其他植物产生化感作用。 (2)淋溶： 活的植物体和植物残体分解后产生的化感物质，经露水和雨水冲刷并从植物表面进入到土壤中。 (3)花粉传播和种子萌

4、发： 种子萌发时可以分泌化感物质到周围的土壤当中，当达到一定浓度时会对周围植物产生化感作用。另外，花粉中也含有大量的化感物质，一些植物在授粉期间可产生大量的花粉，花粉中的化感物质可有效地抑制周围竞争植物的生长、萌发和发育。 (4)根系分泌物： 是化感物质影响地下种子萌发及根系活动的主要形式。植物根系分泌出的对羟基苯甲酸、阿魏酸等化感物质不仅能够抑制周围植物的生长，也可产生自毒作用。 (5)植物残体分解后释放： 如处在分解过程中的杉木根会释放某种影响下一代杉木生长的酚类物质；不同pH值的小麦秸秆提取物对玉米和小麦的种子萌发率及根长具有显著的促进或抑制作用。四、化感物质的收集方法 由于化感物质的释

5、放途径不用，因此化感物质的收集方法也不尽相同。 水蒸气蒸馏法：挥发性物质的提取 溶剂浸提取：降水淋溶物质的收集 培养吸附法：根系分泌物质的提取 厌氧腐解：植物残体分解释放化感物质的收集五、化感物质的影响因素 影响化感物质释放主要取决于植物自身的遗传因素和环境因素，其中环境因素是多方面的，既有非生物因子，又有生物因子。非生物因子主要包括光照、温度、水分以及营养等。生物因子包括植物、动物和微生物。六、化感物质对植物生长的影响 3.1 化感物质对植物根系活性的影响 根系活力指的是植物根系代谢和吸收能力的强弱，因此根系活力的大小对于植物的生长发育有着十分重要的影响。研究发现，桉树叶水浸提液使绿豆、水稻

6、、芥菜、油菜4种植物的根系活力明显下降。 利用LC-MS检测结果表明葡萄根系分泌物中含有水杨酸、对轻基苯甲酸2种酚类物质，根茬腐解物中含有苯甲酸、水杨酸和苯丙酸3种酚类物质，且4种酚酸对葡萄幼苗均存在化感作用。 棉花根系分泌物对五种受体植物和棉花自身的种子发芽率，苗高，根长及鲜重都产生了不同程度的促进和抑制作用，切均表现为低浓度促进，高浓度抑制的双重效应。3.2化感物质对植物幼苗生长的影响 研究表明小豆不同器官浸提液中含量较高的化感物质是邻苯二甲酸、肉桂酸和对羟基苯甲酸，通过生物测试验证，这种酚类物质均具有自毒作用，对小豆幼苗的生长有明显抑制作用，且有浓度梯度效应，其中以邻苯二甲酸自毒作用最明显，其次是肉桂酸。 在加拿大一枝黄花提取物对玉米幼苗生长、光合能力和叶片资源分配的影响中，结果显示不同水提液浓度对玉米幼苗生长存在着显著的影响。3.3化感物质对植物保护酶的影响 以燕麦种子和幼苗为受体，研究黄花棘豆水浸提液对其化感作用发现，随着黄花棘豆水浸提液浓度的增大，其对燕麦幼苗过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性的抑制作用逐渐增强，随着作用时间的延长抑制作用逐渐减弱。黄花棘豆水浸提液的化感作用通过降低燕麦幼苗的渗