入侵植物飞机草化学防御物质和化感物质的研究

• 作 者: 张丽坤
• 机 构: 中国科学院大学
• 出 处: 中国科学院大学
• 发表日期: 2013年期
• 关键词: 飞机草 化感作用 黄酮类化合物 入侵植物 化学防御物质

生物入侵是全球变化的重要组分，严重威胁全球生物多样性安全和世界经济。研究外来生物成功入侵的机制是预测和管理入侵的第一步。外来生物到达新的生境后，必将面临新的种间关系，外来物种能否适应新的种间关系是其成功入侵的关键。目前，解释外来植物成功入侵的机制很多，但很少有理论或假说能够很好地解释外来植物如何适应新的种间关系。　　飞机草(Chromolaena odorata)是我国西南地区危害最严重的外来入侵植物之一。本论文以飞机草为材料，分离鉴定叶片次生代谢物质，测定含量较多的化合物的化感活性和天敌抗性，以期找到主效化感物质和防御物质。　　以黄酮类为主的酚类物质是飞机草叶片中的主要次生代谢产物，分离鉴定出的35种化合物中有32种属酚类物质，其中30种为黄酮类化合物，有9个化合物首次在飞机草中被分离鉴定。几乎所有被测定的酚类物质都具有一定的化感活性，都能一定程度的抑制莴苣和旱稻幼苗根的生长。但只有少数的化合物能抑制莴苣种子的萌发，且没有任何一个化合物能抑制旱稻种子的萌发。其中，野黄芩苷-4，6，7-三甲基醚和原儿茶酸酐的化感活性最强，既能抑制高度抑制莴苣种子萌发，又能高度抑制莴苣和旱稻幼苗根的生长，且两者首次发现具有化感活性。除了山奈酚和山奈酚-4-甲基醚，所有黄酮类化合物都能一定程度地抑制棉铃虫幼虫和斜纹夜蛾幼虫的取食，其中，抗性较高的化合物分为两种类型:1）异樱花素、飞机草素、4，5，6，7-四甲氧基黄酮、二氢山奈酚-7-甲氧基醚、8-羟基-6，7，4-三甲氧基二氢黄酮为代表的化合物，拒食率在非选择条件下较低，但在选择性条件下则较高;2）金合欢素、异鼠李素、3，5-二羟基-7，4-二甲氧基黄酮、野黄芩素-4，6，7-三甲基醚和4，5，6，7-四甲氧基二氢黄酮为代表的化合物，在不同实验条件下，都具有较高的拒食率。　　以上结果表明，以黄酮类为主的酚类物质是飞机草叶片中的主要的次生代谢物质，在飞机草的防御和竞争中具有重要作用，能在飞机草的入侵过程通过强抗性和强化感活性去突破新天敌和新的竞争者的阻碍，从而成功入侵。