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《华中师范大学》 2004年
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小麦幼苗中丁布的含量、活性与诱导效应研究

郑永权  
【摘要】: 丁布DIMBOA(2,4—二羟基—7—甲氧基—2H—1,4—苯并嗪—3(4H)酮)是小麦中重要的次生代谢产物,因其与小麦的抗病抗虫性密切相关而倍受重视。本文研究了小麦幼苗丁布的含量、活性及其化学诱导、生物诱导效应。 1、系统地总结了异株克生研究和禾本科次生代谢物丁布的研究进展,并对植物抗逆诱导进行了文献综述。 2、分离提纯得到了丁布纯品,并建立了丁布检测方法。丁布晶体由玉米嫩苗农大108和MZ37中提取、分离、纯化得到,结构鉴定结果与文献报道一致。HPLC外标法测定丁布,色谱柱以ODS C—18反相柱,流动相以甲醇:水(50:50,v:v),流速以1.0ml/min,检测波长以220nm为最佳色谱条件。在此条件下,丁布与杂质分离度好。灵敏度高,重复性好(峰面积RSD为1.18%,保留时间RSD为0.319%)。丁布的标准曲线方程为Area=9.96212164~*Amt+0.3635223;R=0.999995。对小麦组织和水培液的两套分析方法准确性高(回收率均超过90%),精密度好(RSD均低于5%)。该方法的准确度、灵敏度和精密度均符合微量分析要求。丁布在甲醇—水溶液中不稳定,易分解,制备的样品应在16h之内完成HPLC测定。 3、首次进行了小麦幼苗分泌析出丁布的动态研究。小麦幼苗经移栽水培后,水培液中丁布含量逐渐积累,至第8天达到高峰。然后逐渐下降,增长最快的阶段出现在第6天。因此,研究小麦幼苗根析出丁布的水培试验,以培养6—8天收集的水培液进行丁布含量测定最佳。 4、利用HPLC定量分析了32种国内小麦品种幼苗地上部、地下部和水培液中的丁布含量。各品种丁布含量地上部(55.68μg/fwg)>地下部(42.00μg/fwg),水培液中的丁布含量通气组>不通气组。供试品种幼苗组织和水培液中的丁布含量排序为:高抗组(郑州90629、东丰611、中伏9507)>中抗组(中北中39、chul1497)>低抗组(水源11、洛夫林10)>敏感组(北京837、京411、红芒红、陕7859、Chancelllor),各组丁布平均含量分别为:62.75,23.28,13.98和7.66μg/fwg。丁布含量越高,小麦品种抗病虫性越强,丁布含量与抗性存在正相关。 4、定量分析测定了4类共157种欧洲小麦幼苗水培液的丁布含量。首次明确小麦幼苗根析出丁布的次序为:斯卑尔脱小麦(44.23)>硬粒小麦(32.08)>春小麦(24.19)>冬小麦21.85)(括号内数字为丁布的平均含量,μg/30株)。大多数小麦品种(62%)根析出丁布的水平小于25μg/30株。 5、研究了小麦植株水提液的异株克生作用。小麦(中伏9507)植株水提液对7种杂草的异株克生作用研究表明,小麦水提液对马唐、反枝苋、早熟禾、稗草、野燕麦等根和茎的生长均有明显的异株克生作用,IC50(根)<1.5mg/ml,IC_(50)(茎)<3.0mg/ml,而对黑麦、圆叶牵牛无抑制活性。水提液对杂草幼苗根长的抑制效果为:马唐>早熟禾>反枝苋>稗草>野燕麦>圆叶牵牛;对茎长的抑制效果为:早熟禾>反枝苋>马唐>野燕麦>稗草>圆叶牵牛。除马唐外,小麦 馨 博士学位论文 DOCTORALDISSERTATION 水提液对供试杂草种子萌发抑制效果不明显,其浓度与种子萌发抑制率之间无明显的相关性。 因此,评价小麦水提液的异株克生活性时,采用抑制根和茎的生长作为评价指标比抑制种子萌 发更为合适。 6、试验证实了小麦活体对杂草的异株克生作用。供试小麦分别与6种杂草马唐、反枝觅、 一年生黑麦草、野燕麦、早熟禾、稗草和1种作物玉米在蛙石基质盆中混植,虽然小麦播种密 度与植物的种子萌发率之间的相关系数不高,但是小麦活体对种子萌发依然表现山一定的异株 克生活性。且随着小麦植株数量的增加,种子萌发率降低。 供体小麦Haven、Asketis、Olivin分别与受体植株白芥、大麦、紫首猎水培混植,供体小 麦对受体幼苗根的生长均表现山一定的异株克生活性,根长抑制率均大于25%,但受体的种植 密度与根长抑制率之间无明显的相关性,未表现出明显的密度选择性。 7、首次研究了小麦次生代谢产物丁布对杂草的异株克生作用。一J‘布对3种供试杂草的根、 茎及种子萌发均有明显的抑制作用,IC50(根、茎)均小于1 .sm动nI,lC50(种子萌发)均小于 3.5m砂mI。总体抑制效果为:反枝觅马庸野燕麦。不同大小的杂草种子对丁布的敏感程度存 在一定差异,表现为小粒中粒大粒。比较丁布和小麦水提液对3种杂草的IC,。。,可以看出, 丁布的生物活性大于小麦水提液。HPLC定量分析结果证实,小麦水提液中的异株克生化合物 主要成分是丁布,这更加佐证了一J’布是小麦中具有一定异株克生活性的次生代谢物。 8、研究了5种化合物对小麦幼苗地上部和根分泌物一J’布生成量的化学诱导作用。通过对3 种小麦品种(中伏9507、京411和中北中39)7d龄幼苗地上部一f布含量的定量分析得知,不 同浓度的茉莉酸甲醋、水杨酸甲酣、三l坐酮、磷酸二氢钾、氛化铜分别喷雾处理小麦叶片后, 它们对小麦丁布生成量的诱导作用表现为茉莉酸甲醋水杨酸甲酩三哇酮磷酸二氢钾抓化 铜。常用化学诱导剂茉莉酸甲酩、水杨酸甲醋诱导效应显著,而内吸性杀菌剂三哇酮和化学肥 料磷酸二氢钾诱导作用相对较弱,重金属盐抓化铜反而?
【学位授予单位】:华中师范大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:S512.1

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