刺苍耳化感作用及活性成分研究

发布时间：2020-06-12 09:08

【摘要】：刺苍耳(Xanthium spinosum L.)隶属于菊科(Compositae)苍耳属(Xanthium)的1年生草本植物,原产于南美洲。于1932年在我国发现刺苍耳野生归化种。本论文以新疆伊犁图开沙漠的刺苍耳为研究对象,通过生物测定的方式,全面探究了刺苍耳不同生长期(幼苗期、花蕾前期、成熟期)、不同部位(叶、茎、果实、根)及其果实不同萃取相(石油醚、氯仿、正丁醇)的化感作用强弱。并在此基础上有针对性的对刺苍耳叶、茎进行以生物活性为导向的分离提纯,共分离出8个具有除草活性的单体化合物。研究结果表明:(1)刺苍耳不同生长期的化感作用以幼苗期时最强,其幼苗期全株水提液在浓度为5 mg·mL~(-1)、10 mg·mL~(-1)时对4种植物(小白菜、莴苣、黑麦草、金狗尾草)表现出了完全的抑制作用。在浓度2.5 mg·mL~(-1)时,对4种植物根长的抑制率分别在52.96%-65.67%之间。而花蕾前期全株水提液在10 mg·mL~(-1)才对4种受试植物表现出完全的抑制作用。其成熟期全株水提液对4种受试植物都表现了明显的“低促高抑”的效应,并在浓度为10 mg·mL~(-1)时对4种供试植物的根长和苗高的生长抑制率分别在39.25%-69.43%和13.17%-58.02%之间。(2)刺苍耳不同部位的化感作用以叶的提取液最强,并且总体上醇提液的化感作用要强于相应的水提液的化感作用。叶的水提取液(浓度为0.05 g·mL~(-1))对对金狗尾草、黑麦草、莴苣、小白菜根长的抑制率分别达到了62.7%、68.4%、26.8%、34.7%。相对应的叶的醇提取液对金狗尾草、黑麦草、莴苣、小白菜根长的抑制率分别达到了92.5%、89.3%、36.7%、48.4%。并且根和果实的醇提液液表现出了一定的抑制作用,抑制率分别为21.2%-46.4%(小白菜除外)和48.0%-54.8%(黑麦草除外)。(3)刺苍耳果实不同萃取相的化感作用以氯仿萃取相最强,并且4种受试植物对相同萃取相的敏感性不同。氯仿萃取相(浓度为1 mg·mL~(-1))对小白菜、莴苣、黑麦草3种植物根长、苗高生长都表现出了很明显的化感抑制作用,其强弱顺序为莴苣小白菜黑麦草。而石油醚萃取相却对小白菜、莴苣、黑麦草3种植物根长、苗高生长都表现出了很明显的化感促进作用,其强弱顺序为小白菜莴苣金色狗尾草。(4)采用生物活性为导向从刺苍耳叶茎分离出的8个化合物分别为:苍耳亭(xanthatin,1),1α,5α-环氧苍耳亭(1α,5α-epoxyxanthatin,2),4-epiisoxanthanol(3),4-epixanthanol(4),去氢催吐萝芙木醇(dehydrovomifoliol,5),地芰普内脂(Loliolide,6),异苍耳醇(isoxanthanol,7),松柏醛(coniferoldehyde,8)。化合物1-4,8对反枝苋根长生长的半数抑制浓度(IC_(50))分别为:28.03μg·mL~(-1),60.06μg·mL~(-1),133.13μg·mL~(-1),82.53μg·mL~(-1),223.7μg·mL~(-1);对早熟禾根长生长的半数抑制浓度(IC_(50))分别为:124.60μg·mL~(-1),200.20μg·mL~(-1),56.75μg·mL~(-1),106.10μg·mL~(-1),16.1μg·mL~(-1)。对反枝苋的生长以化合物xanthatin(1)的抑制作用最强,对早熟禾的生长以化合物coniferoldehyde(8)的抑制作用最强。
【图文】：

酚类,单萜,倍半萜,化合物

图 1-1 一些典型的酚类化感物质的结构Figures 1-1 Typical structures among the allelochemical phenolics萜类化合物可以看成由异戊二烯或异戊烷以各种方式连结而成(C5H8)n 通式以及其含氧和不同饱和程度的衍生物。单萜和倍半萜多具有通过挥发抑制邻近植物的生长；萜类内酯化合物在水中的溶解度适中，雨水冲洗消失，又能缓慢溶解释放从而表现有效的化感作用浓度。萜类物的生长有着明显的影响[25]，如 Vokou 等[26]通过 47 个单萜化合(Lacutuca sativa)种子萌发和幼苗生长的影响发现，这些单萜化合物对供生长都表现出了一定的抑制作用；Kato-Noguchi[27]等研究表明，倍半cis,trans-xanthoxins 在较低浓度 0.3 μM 时便可对水芹的根长生长表现用；Spencer 等[28]从 Iva axillaris 分离出化了一种倍半萜内脂化合物 To发现此化合物表现出抑制天鹅绒叶片生长和发芽的能力。现将一些典型合物结构列于图 1-2。

香豆素,萜类,伞形科,豆科

保幼酮图 1-2 一些典型的萜类Figures 1-2 Typical structures among the香豆素是一类普遍存在的化感物质，在一合成大量的香豆素，香豆素在这些植物体内往后，通过土壤媒介的作用，，内酯环打开从而形成如王婧怡等[29]研究表明，香豆素能抑制苏丹草能够影响酶活性、改变细胞微结构、细胞膜的指标。现将一些典型的香豆素结构列于图 1-3。
【学位授予单位】：伊犁师范学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ450.1

【参考文献】