分蘖洋葱化感物质的分离、鉴定及其对番茄的化感作用研究

发布时间：2017-12-14 14:43

  本文关键词：分蘖洋葱化感物质的分离、鉴定及其对番茄的化感作用研究

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【摘要】：番茄(Solanum lycopersicum)是一种世界性的蔬菜作物,也是我国设施的主栽蔬菜之一。近年来,番茄设施栽培面积不断扩大,由于生产栽培条件的限制及经济利益的驱使,设施内种植蔬菜种类单一,导致连作障碍十分严重。连作障碍常使蔬菜生长不良,病虫害发生严重,从而造成产量降低,品质下降,给蔬菜生产带来严重损失,因此克服连作障碍是保证番茄生产可持续发展的有效途径。研究发现,采用分蘖洋葱伴生番茄,可显著提高番茄的生长势,抑制番茄枯萎病的作用,对缓解番茄连作障碍具有积极作用,但化感物质释放途径及作用机理仍未探明。本研究以番茄和分蘖洋葱为试材,采用共盆伴生、异盆伴生及淋溶浇灌三种栽培方式,研究分蘖洋葱根系分泌、自然挥发及地上部淋溶这三种化感物质不同释放途径对番茄幼苗生长及生理指标的影响,探明分蘖洋葱化感物质的主要释放途径；采用发芽试验及生长速率法,评价分蘖洋葱不同部位挥发物对番茄幼苗生长和番茄枯萎病的化感潜力；采用超声辅助提取、回流提取方法及大孔树脂吸附方法提取纯化分蘖洋葱鳞茎中的总黄酮化合物,研究分蘖洋葱总黄酮对番茄枯萎病菌的化感作用机理；运用气质色谱(GC-MS)技术鉴定了分蘖洋葱不同部位挥发物中主要的化感物质；通过紫外光谱(UV)、红外光谱(IR)、高效液相色谱(HPLC)分析方法对分蘖洋葱所含黄酮类活性成分的结构进行分析,明确其中的主要成分；本文研究为全面评价分蘖洋葱化感作用,揭示伴生分蘖洋葱促进番茄生长及抑制番茄枯萎病的机理提供理论依据和技术支撑。本研究的主要结果如下：1.采用共盆伴生、小拱棚内异盆伴生及叶片浸提液淋溶浇灌等三种方式模拟分蘖洋葱化感物质三种释放途径,表明分蘖洋葱含有的化感物质可通过根系分泌、挥发及淋溶途径释放。分蘖洋葱根系分泌物、叶片挥发物及浸提液对番茄幼苗生长均表现出双重效应,即低浓度促进,高浓度抑制。分蘖洋葱根系分泌物浓度为40株／盘、挥发物浓度为80株/1.77m3、叶片浸提液浓度为0.02g/mL处理时对番茄幼苗生长均有显著促进作用,且提高番茄幼苗的过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)的活性及脯氨酸(Pro)的含量,降低相对电导率及丙二醛(MDA)含量。2.分蘖洋葱不同部位挥发物对番茄幼苗生长有抑制作用,且随浓度的增加抑制作用增强。叶片挥发物及根部干物质挥发物对番茄枯萎病菌丝生长有显著抑制作用,浓度为0.03g/mL叶片鲜物质挥发物抑制作用最大,抑菌率达75.76%。3.通过单因素试验和响应面分析法对分蘖洋葱总黄酮两种提取工艺进行优化筛选,确定了超声波辅助法提取的较佳提取工艺条件为：超声时间25min、超声功率345W、提取温度60-℃、液料比30mLg-1,此条件下分蘖洋葱总黄酮的得率为2.286%；确定回流法提取的较佳的提取工艺条件为：提取时间90min、提取温度70℃、乙醇浓度65%、液料比30mL.g-1,此条件下分蘖洋葱总黄酮的得率为2.323%。超声辅助法对比回流法省时高效,且提取温度较低利于保护活性成分,得率相差不大,确定采用超声辅助法提取分蘖洋葱总黄酮。4.通过单因素实验优化分蘖洋葱总黄酮纯化工艺,确定了AB-8大孔树脂较佳纯化工艺为：上样液浓度为0.558mg/mL, pH=4的总黄酮提取液以2BV/h通过大孔吸附树脂柱,静态吸附30mmin后,用3BV70%的乙醇溶液以1BV/h流速洗脱,经纯化后,纯度由原来的17.43%提高到了52.56%。5.分蘖洋葱总黄酮对番茄枯萎病病原菌的孢子萌发、产孢量、菌丝生长及生物量均有抑制作用,且随浓度增加抑制作用增强,浓度达到20mg/mL时抑菌率达91.81%。经过分蘖洋葱总黄酮处理后的菌丝相对电导率及MDA含量较对照明显升高；SOD及CAT活性先增加后下降,处理时间为72h后均显著低于对照。6.运用GC-MS分析分蘖洋葱不同部位挥发物的化学成分,挥发成分以含硫化合物为主要成分,其中根、茎、叶3个部位挥发物中均含有邻苯二甲酸二丁酯、二丙基二硫醚及2-乙基-3-甲基四氢噻吩3种成分,其中邻苯二甲酸二丁酯及二丙基二硫醚已被证明为重要的挥发性化感物质。7.采用UA、IR及HPLC分析方法对分蘖洋葱黄酮样品中主要活性成分的进行结构分析,认为其中主要活性成分为槲皮素和山奈酚两种黄酮醇化合物。
【学位授予单位】：东北农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S633.2;S641.2

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本文编号：1288299