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人参根系分泌物及根际土壤中化感物质的分离与鉴定研究

宋宇加  
【摘要】: 人参(Panax)是五加科多年生宿根草本植物,具有补气养阴,清热生津之功效,是滋补强壮的名贵药材,但人参的连作障碍比较突出,表现为老参地再种植人参会发生参根烧须、植株多病和难以保苗等现象,致使产量低、质量差,影响其经济效益。人参的连作障碍一直是人们关注的问题,不少科研工作者对老参地微生物群落变化和土壤理化性质变化进行了研究,而人参自身的化学物质对其生长的影响这一重要因素被忽视。为了揭示人参连作障碍的机理,从中寻找具有化感作用的自毒性化学物质,作者依次利用甲醇,乙酸乙酯,正己烷这三种不同极性的有机溶剂为提取剂,从参后土中提取了不同极性的有机成份,其中从20%甲醇提取液中共鉴定出23种物质,分别属于烷烃,芳烃,醇,醛,酸,酯等不同类别。经与文献对照这些物质多数属于化感物质,其中的3种醛类即2-甲基戊醛,2-甲基-己烯醛,7-十六烯醛在以往的文献中未见报道,有可能是参土所特有物质。在以甲醇为提取剂的样品中,共有效鉴定出7种物质(匹配指数800以上)。除五氯硝基苯为农药残留外,其他成份分别属于酯类3种,总含量约占10.9%,有机酸1种,约占78.8%,酮类1种,约占3.1%,胺类物质1种,约占1.0%。其中辛酸含量占总物质含量的78.8%,含量在参土的甲醇提取物中占有绝对优势,说明辛酸是人参产生的重要化感成份之一。根据Rice的化感物质分类理论判断参后土甲醇提取液中的另外两种物质即8-十五酮和十三碳酸甲酯应该是化感物质,但在其他植物的化感物质研究中未见报道,有可能是人参所特有的化感物质。此次从参后土乙酸乙酯提取液中共鉴定了43种成份。这些成分分别属于脂肪烷烃10种,芳香烃9种,酮类3种,醇类3种,酸类6种,酯类12种,各物质成分含量分布比较分散,经与文献对照,多数属于化感物质种类。参后土正己烷提取液中的有机成份绝大多数都为烷烃,且极性较弱。这与所选择的溶剂有关。同时也说明参土中的很多有机成分属于弱极性物质,能够被弱极性溶剂提取出来。经分析可知,在参土的正己烷提取液中,有烷烃15种,酯类3种,其它物质5种。物质较多。但种类比较少。含量分布也比较分散,在得到有效鉴定的物质中,其含量均在1%以下。从实验结果可以看出不同极性的溶剂所提取的物质成分差别较大,因此只有搭配使用才能取得比较全面的提取效果。如果忽略了其中哪一种都会失去一些有价值的物质。 本次研究还利用沙培法收集了红果期人参的根系分泌物中的有机成份,采用GC—MS联用方法并结合生物测定对样品的化学成分进行了分析和鉴定。结果从不同溶剂提取的样品中分离并鉴定出了多种有机成分,经查阅文献,这些有机成分多数属于化感物质,本文的另一创新之处是首次对人参残体腐解液的成份进行了有效分析,结果证实了参体腐解物中确实存在多种化感物质,其中辛酸的百分含量最高,这与参土的甲醇提取液中辛酸含量最高形成了因果关系,说明辛酸是人参所产生的化感物质的主要成分之一,并且多数积累与根际土壤之中。同时发现参体腐解液中的正己酸,正庚酸,2-甲基-己酸在以往的化感研究文献中未见报道,因此有可能是人参所特有的化感物质。


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