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稗草是水稻的伴生杂草,阐明二者之间的化学作用关系对生态安全条件下的稻田杂草控制具有重要意义。本研究首先对文献报道的稗草潜在化感物质进行排查,然后采用层析方法对稗草化感物质进行了系统分离与鉴定,取得一些有意义的研究结果如下:
(1)针对已报道属于羟基肟酸(丁布)、酚酸和酞酸酯类的稗草潜在的化感物质,本文以水稻、稗草和莴苣为试验材料,对2,4-二叔丁基酚、对羟基扁桃酸这两种酚酸以及酞酸二甲酯、酞酸二乙酯和酞酸二异辛酯的化感活性进行了研究。采用高效液相色谱法(HPLC)测定了上述5种物质以及丁布在稗草组织、根区土壤和种子萌发液的含量。结果表明:在100μg·mL-1作用浓度下,对羟基扁桃酸对莴苣、水稻以及稗草的种子萌发和幼苗生长的综合抑制活性最弱,2,4-二叔丁基酚化感抑制活性相对最强。酞酸二甲酯、酞酸二异辛酯和2,4-二叔丁基酚这三种物质对稗草的抑制活性大于水稻。进一步的HPLC分析只在稗草苗期叶、根和种子萌发液中检测出对羟基扁桃酸,其含量分别为9.72μg·g-1、7.29μg·g-1和0.24μg·mL-1,而其它生长期组织以及根区土壤中均未检出。所有样品均未检测出2,4-二叔丁基酚、丁布以及三种酞酸酯类物质。对羟基扁桃酸的浓度,效应试验显示,最低生测浓度(20μg·mL-1)时其对三种受试植物没有显著的化感抑制效应。
(2)从稗草低极性的乙酸乙酯提取物中分离出三种纯化合物和两个由体组成的混晶,其中两种固体物质的熔点分别为83±1℃和62±1℃。根据GC-MS初步鉴定结果,推测混晶IV以胆酮为主,而混晶V以豆醇为主,化合物II可能为苯醌,其它两种物质I和III的核磁共振图谱正在解析中。同时,对上述鉴定出的化合物和混合物的生测结果显示,苯醌衍生物和酮类物质具有相对较高生物活性,100μg·mL-1浓度下对莴苣萌发的抑制率分别为17.2%和16.1%。
上述结果暗示,对羟基扁桃酸等酚酸类物质不是稗草中主要的化感物质;而文献报道的2,4-二叔丁基酚、丁布和酞酸酯类物质稗草不能生物合成,更不可能是化感物质,稗草主要化感物质是苯醌衍生物和甾酮类物质并具有多样性特征。