摘要：用正己烷、三氯甲烷和乙酸乙酯對入侵植物小飛蓬（Conyza canadensis）的水提液進行萃取，并檢測所得的萃取液對剪股穎（Agrostis gigantean Roth）和萵苣（Lactvac saiva L.）種子萌發(fā)及幼苗生長的影響。結(jié)果表明，小飛蓬的乙酸乙酯萃取液對剪股穎和萵苣種子萌發(fā)和幼苗生長的化感抑制作用最強，說明小飛蓬的乙酸乙酯萃取液可能含有主效化感物質(zhì)。利用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MS）鑒定出乙酸乙酯萃取液中的主要物質(zhì)有棕櫚酸甲酯、棕櫚酸乙酯、苯甲酸和4-乙基兒茶酚等，該研究為小飛蓬化感作用的機理研究奠定了初步基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：入侵植物；小飛蓬；剪股穎；萵苣；化感作用

中圖分類號：S451 文獻標志碼：A文章編號：1003-935X（2015）04-0005-05

收稿日期：2015-05-28

基金項目：江蘇省自然科學青年基金（編號：BK20140536）。

作者簡介：張海燕（1983—），女，博士研究生，實驗師，研究方向為生物監(jiān)測和環(huán)境生態(tài)學。E-mail：15806126019@163.com。近年來，生物入侵已成為全球關(guān)注的問題之一。生物入侵是指生物離開其原來生長地，經(jīng)自然（氣流、風暴、海流等）或人為等途徑傳播到另一個生長環(huán)境中肆意生長，危害入侵地的生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)，影響生物多樣性，造成農(nóng)作物減產(chǎn)等嚴重后果。其中，外來入侵植物能夠在新的生長環(huán)境中占據(jù)當?shù)匚锓N生態(tài)位，搶奪當?shù)匚锓N的自然資源，此外還通過釋放化感物質(zhì)對新生境的本地生物進行抑制、排擠和毒殺，為自身營造更有利的生存環(huán)境，從而影響當?shù)匚锓N的多樣性[1]。最新統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，我國的入侵植物有72科285屬515種，其中原產(chǎn)于南美洲的比例最大，其次是北美洲，二者之和占所有入侵植物的一半以上[2]。很多研究表明，入侵植物影響伴生植物的生長與其化感作用有關(guān)，入侵植物分泌的化感物質(zhì)經(jīng)過環(huán)境媒介作用于伴生植物，從而影響伴生植物的生長發(fā)育[3-11]。入侵植物化感作用的研究很多采用入侵植物組織浸提液來進行，如通過其葉片水提液[12]、揮發(fā)性有機化合物[13]，或者是根系分泌物[14]。Vidotto等利用豚草（Ambrosia artemisiifolia L.）凋落物和根的提取液對苜蓿（Medicago sativa L.）、大麥（Hordeum vulgare L.）、番茄（Lycopersicon esculentum Mill.）等農(nóng)作物和稗[Echinochloa crus-galli （L.） Beauv]、龍葵（Solanum nigrum L.）、馬唐[Digitaria sanguinalis （L.） Scop.]等雜草的萌芽和生長進行研究，結(jié)果表明提取液對受試植物的生長有抑制作用，其中番茄和馬唐受到的生長抑制作用最強[15]。反枝莧（Amaranthus retroflexus L.）和假海馬齒（Trianthema portulacastrum L.）根和葉子浸出物對小麥（Triticum aestivum L.）的生長有抑制作用[16]。

小飛蓬 （Conyza canadensis） 為菊科飛蓬屬越年生或一年生草本植物，原產(chǎn)于北美洲，目前在我國分布廣泛，已成為一種常見入侵植物，對秋熟旱生作物、果園和草坪等有較大的影響，不僅會破壞生態(tài)環(huán)境，而且會造成生物多樣性下降等嚴重后果[17]。目前，已有不少關(guān)于小飛蓬化感作用的研究，主要集中在小飛蓬入侵現(xiàn)象[18-19]、生理生化機理[20]以及對土壤微生物的影響等方面[20]。這些研究多數(shù)采用小飛蓬組織提取液對受試生物進行處理，是水提液中化感物質(zhì)混合物對受試生物的共同作用結(jié)果，但不知具體起作用的化感物質(zhì)成分是什么。本研究首先測定了小飛蓬的正己烷、三氯甲烷和乙酸乙酯萃取液對剪股穎（Agrostis gigantean Roth）和萵苣（Lactvac saiva L.）種子萌發(fā)及幼苗生長的影響，表明其乙酸乙酯萃取液的化感抑制作用最強；進而利用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MS）鑒定出乙酸乙酯萃取液中的主要物質(zhì)，篩選出小飛蓬起化感作用的主效化感物質(zhì)及潛在化感物質(zhì)，為闡明小飛蓬化感作用的入侵機理提供一定的基礎(chǔ)。

1材料與方法

1.1材料

成熟小飛蓬植株于2014年9月采自江蘇大學校園內(nèi)（東經(jīng)119°27′，北緯32°12′），受試植物剪股穎（Agrostis gigantean Roth）及萵苣（Lactvac saiva L.）種子分別購自江蘇綠豐花卉苗木種業(yè)和株洲湘蔬種業(yè)有限公司。

1.2方法

1.2.1生物測定試驗鮮質(zhì)量300 g的小飛蓬植株加3 L蒸餾水浸提48 h，收集浸提液，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮至500 mL，用極性依次遞增的有機溶劑正己烷、三氯甲烷、乙酸乙酯各250 mL進行萃取，獲得3個萃取液組分。萃取液用微孔濾膜（0.45 μm）過濾，保存于-4 ℃冰箱中備用。

采用培養(yǎng)皿濾紙法[21]的種子萌發(fā)試驗檢測各萃取組分的化感作用，分別添加2 mL的3種不同萃取液到墊有1層定性濾紙的培養(yǎng)皿中（直徑9 cm），對照組用相應(yīng)的萃取劑加入到培養(yǎng)皿中，于通風櫥中過夜揮干；在培養(yǎng)皿中加入2 mL 無菌蒸餾水，選取飽滿、均勻的剪股穎和萵苣種子5%次氯酸鈉浸泡10 min進行表面消毒，再用無菌蒸餾水洗滌10次；每個培養(yǎng)皿中分別加入50粒表面消毒的萵苣和剪股穎種子，每個處理重復(fù)4次，共計48個培養(yǎng)皿；所有的培養(yǎng)皿隨機放置于光照培養(yǎng)箱中進行種子萌發(fā)試驗，光照度為450 μmol/（m2·s），光周期為光照16 h/黑暗8 h，溫度為25 ℃。每天統(tǒng)計發(fā)芽的種子（露出胚根）數(shù)量，共統(tǒng)計7 d，7 d后統(tǒng)計幼苗的根長、苗高。

1.2.2化感物質(zhì)的硅膠分離試驗鮮質(zhì)量為2 kg的小飛蓬加20 L蒸餾水提取48 h后，得到的水提液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮至1 L，用1 L乙酸乙酯萃取，所得有機相經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，得到23.0 g浸膏狀物質(zhì)，加入14.0 g 硅膠后呈粉末狀樣品。100 g硅膠加入500 mL 石油醚，超聲懸浮均勻，濕法裝入硅膠柱中，將上述粉末狀樣品裝入硅膠柱的頂部，再放上1層棉花。根據(jù)薄層色譜（TLC）的結(jié)果優(yōu)化硅膠柱的洗脫條件，即V三氯甲烷 ∶V乙酸乙酯=1 ∶1（600 mL）； V三氯甲烷 （400 mL）； V三氯甲烷 ∶V甲醇=2 ∶1 （420 mL）；V三氯甲烷 ∶V甲醇=1 ∶1 （200 mL）；V三氯甲烷 ∶V甲醇=1 ∶2 （240 mL）；V三氯甲烷：V甲醇=1 ∶3 （240 mL）；V三氯甲烷 ∶V甲醇=1 ∶4 （250 mL）；V甲醇（200 mL），由TLC的比移值（Rf）結(jié)果合并得到4個組分。

1.2.3氣相色譜質(zhì)譜（GC-MS）聯(lián)用儀分析試驗乙酸乙酯萃取液經(jīng)硅膠柱分離得到的4個組分用氣相色譜質(zhì)譜儀（美國Agilent 公司）進行分析。氣相色譜質(zhì)譜條件：載氣He，流量1.0 mL/min，不分流，進樣口溫度240 ℃，硅膠柱的起始溫度60 ℃，以3 ℃/min升溫至230 ℃，保持5 min，進樣量1 μL。溶劑延遲5 min，接口溫度250 ℃，離子源溫度230 ℃，電離方式EI+，電子能量70 eV，掃描質(zhì)量范圍40～650 amu。通過HP-Chemstation System工作站采集和處理數(shù)據(jù)。

1.3數(shù)據(jù)處理

按下列公式計算種子萌發(fā)率，萌發(fā)率=（發(fā)芽終期正常發(fā)芽的種子總數(shù)/供試種子總數(shù)） ×100%。采用Origin 8.1統(tǒng)計分析軟件進行單因素方差分析。

2結(jié)果與分析

2.1小飛蓬萃取液對剪股穎種子萌發(fā)和幼苗生長的影響

3種有機溶劑正己烷、三氯甲烷和乙酸乙酯的萃取液對剪股穎種子萌發(fā)和幼苗生長的影響見圖1。正己烷萃取液對剪股穎種子萌發(fā)和幼苗生長影響不顯著；三氯甲烷萃取液沒有顯著影響剪股穎種子的萌發(fā)和苗高的生長，但顯著抑制了其根的生長；而乙酸乙酯萃取液顯著抑制了剪股穎種子萌發(fā)和幼苗生長。

2.2小飛蓬萃取液對萵苣種子萌發(fā)和幼苗生長的影響

3種有機溶劑正己烷、三氯甲烷和乙酸乙酯的萃取液對萵苣種子萌發(fā)和幼苗生長的影響見圖2。正己烷和三氯甲烷萃取液對萵苣萌發(fā)和幼苗生長影響不顯著；乙酸乙酯萃取液則顯著抑制萵苣種子萌發(fā)和幼苗生長。因此，乙酸乙酯的萃取液中可能含有主效化感物質(zhì)。

2.3小飛蓬水體液的乙酸乙酯萃取液成分分析

以上分析結(jié)果表明，乙酸乙酯萃取液中可能含有主效化感物質(zhì)，因此有必要對乙酸乙酯萃取液進行分離和組分分析。采用硅膠柱色譜分離，得到4個組分；通過氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀對各組分進行分析，質(zhì)譜檢索結(jié)果如表1所示。從表1可以看出，乙酸乙酯萃取液中主要含有醇類、酚類、酯類、酸類及酮類等，其中棕櫚酸甲酯、棕櫚酸乙酯、苯甲酸和鄰苯二甲酸丁酯等為已報道的具有化感活性的化合物[22-23]，但是還有一些化合物如4-乙基兒茶酚為未報道的化合物。

3結(jié)論與討論

通過生物測定結(jié)果可以看出，正己烷萃取液對剪股穎和萵苣種子萌發(fā)和幼苗生長的抑制作用不顯著；三氯甲烷萃取液對萵苣種子萌發(fā)和幼苗生長以及剪股穎種子萌發(fā)和苗高生長的抑制作用不顯著，但是對剪股穎幼根的生長的抑制作用顯著，因此三

（%）150.004-乙烯基愈瘡木酚4.7350.49棕櫚酸甲酯0.0251.62棕櫚酸乙酯0.2552.281-甲基-4-（2-丙烯基）-環(huán)己烯-1，2-二醇4.6053.233-甲基-6-異丙烯環(huán)己烯醇0.8155.562，3- 二氫苯并呋喃2.4056.69苯甲酸4.0857.312-氨基-1-苯乙醇2.22265.91鄰苯二甲酸二丁酯1.22352.211-異丙烯基-4-甲基-環(huán)己烯-1，2-二醇1.08445.642-吡咯烷酮1.6854.22丁二酸單甲酯2.0060.364-乙基兒茶酚4.79

氯甲烷萃取液中可能含有一些化感物質(zhì)對植物根的生長有選擇性的抑制作用；乙酸乙酯萃取液對剪股穎和萵苣種子萌發(fā)和幼苗生長的抑制作用顯著，說明乙酸乙酯萃取液中含有能對植物產(chǎn)生抑制作用的主效化感物質(zhì)。采用硅膠柱色譜分離，通過氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀對各組分進行分析，結(jié)果表明，小飛蓬水提液中含有較多已報道的化感物質(zhì)，如棕櫚酸甲酯、棕櫚酸乙酯、苯甲酸等，這些化感物質(zhì)可能就是抑制其他物種生長并降低其他競爭者競爭力的主要因素之一；然而丁二酸單甲酯、4-乙基兒茶酚和2-吡咯烷酮等物質(zhì)的化感作用尚未見有報道，其中4-乙烯基愈瘡木酚，它是植物香氣的來源之一，是前體阿魏酸在高溫或酶的作用下脫羧形成的，而阿魏酸具有化感作用[24-25]，那么4-乙烯基愈瘡木酚是否也具有化感作用須要在下一步工作中對這些物質(zhì)的化感作用進行確認，并對其入侵機制進行研究探討。

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