天山云杉自毒作用與自毒物質(zhì)的鑒定.pdf

1、天山云杉(Picea schrenkiana)是中亞和亞洲中部山地特有種，天山山地最主要的地帶性森林植被，主要分布在天山北坡和天山南坡，在昆侖山西部北坡也有少量的分布。天山云杉的森林干擾體制決定了其現(xiàn)有林分以純林為主，林分面積約為52.84萬(wàn)hm2，占新疆山地天然林有林地面積的50％。天山云杉是天山乃至新疆森林生態(tài)系統(tǒng)的主要樹(shù)種和生命之源，對(duì)水源涵養(yǎng)發(fā)揮著重要作用。然而隨著人類(lèi)活動(dòng)對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)干擾強(qiáng)度的不斷加大，以及長(zhǎng)時(shí)間無(wú)火干擾的緩

2、解，天山云杉林的自然更新問(wèn)題日益突出。已有研究結(jié)果認(rèn)為，在現(xiàn)有森林干擾體制下，自毒作用是影響天山云杉天然更新成敗的關(guān)鍵因素。基于此，本研究通過(guò)人工氣候箱中模擬天山云杉種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的條件，在對(duì)天山云杉凋落物和針葉水浸提液(原始水相)、乙醚、乙酸乙酯、正丁醇萃取相及剩余水相進(jìn)行生物測(cè)定的基礎(chǔ)上，采用GC-MS-MS初步鑒定了乙醚、乙酸乙酯、正丁醇萃取相的化學(xué)成分，并采用硅膠柱層析分離、重結(jié)晶等技術(shù)從自毒效應(yīng)最強(qiáng)的乙醚萃取相中分離純化出

3、化合物3，4-二羥基苯乙酮，檢測(cè)了其自毒和化感效應(yīng)。研究主要結(jié)果如下：
　　 1.凋落物原始水相、乙醚、乙酸乙酯和正丁醇萃取相都具有自毒效應(yīng)。種子萌發(fā)試驗(yàn)中，凋落物水浸提液乙醚萃取相具有最強(qiáng)的抑制效應(yīng)(IC50=5 mg/mL)，而正丁醇萃取相的抑制效應(yīng)最弱(IC50＞10 mg/mL)；幼苗生長(zhǎng)試驗(yàn)中，1.25 mg/mL凋落物水浸提液乙醚萃取相對(duì)幼苗生長(zhǎng)具有顯著的抑制作用(p＜0.05)，1.25 mg/mL正丁醇萃取相能夠

4、促進(jìn)其幼苗生長(zhǎng)，但與對(duì)照比效果不顯著，大于或等于2.5 mg/mL正丁醇萃取相對(duì)幼苗生長(zhǎng)都具有顯著的抑制效應(yīng)(p＜0.05)。從三種有機(jī)萃取相的化學(xué)組成中，初步鑒定出了包括酚酸、長(zhǎng)鏈脂肪酸、單寧酸和吲哚類(lèi)物質(zhì)在內(nèi)的17種化合物。乙醚萃取相中分離純化出的3，4-二羥基苯乙酮為一新的化感物質(zhì)。
　　 2.針葉原始水相、乙醚、乙酸乙酯和正丁醇萃取相都具有白毒效應(yīng)。種子萌發(fā)試驗(yàn)中，針葉水浸提液乙醚萃取相具有最強(qiáng)的抑制效應(yīng)(IC50=5.

5、84mg/mL)，而正丁醇萃取相的抑制效應(yīng)最弱(IC50＞10 mg/mL)；幼苗生長(zhǎng)試驗(yàn)中，1.25 mg/mL針葉水浸提液乙醚萃取相對(duì)幼苗生長(zhǎng)具有顯著抑制作用(p＜0.05)，而大于或等于2.5mg/mL正丁醇萃取相對(duì)幼苗生長(zhǎng)具有顯著抑制效應(yīng)(p＜0.05)。從三種有機(jī)萃取相的化學(xué)組成中，初步鑒定出了包括酚酸、長(zhǎng)鏈脂肪酸、單寧酸、吲哚類(lèi)和黃酮類(lèi)物質(zhì)在內(nèi)的多種化合物。3，4-二羥基苯乙酮存在于乙醚萃取相中。
　　 3.3，4-

6、二羥基苯乙酮的自毒效應(yīng)強(qiáng)于化感效應(yīng)。3，4-二羥基苯乙酮處理液濃度為2.5mM，顯著抑制天山云杉種子萌發(fā)(p＜0.05)；0.5 mM即能顯著抑制幼苗生長(zhǎng)(p＜0.05)。6個(gè)濃度的3，4-二羥基苯乙酮處理液對(duì)雙子葉植物白蘿卜、辣椒和黃瓜種子萌發(fā)無(wú)影響。處理液濃度在0.1 mM、0.5 mM、1 mM，顯著促進(jìn)洋蔥種子萌發(fā)(p＜0.05)。處理液濃度在1mM和10mM，顯著促進(jìn)水稻種子萌發(fā)(p＜0.05)，10 mM時(shí)，種子發(fā)芽勢(shì)高達(dá)對(duì)