不同土壤提取物对人参种子生长的化感效应及其化学组成[j]

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1、李勇等：不同土壤提取物对人参种子生长的化感效应及其化学组成1179不同土壤提取物对人参种子生长的化感效应及其化学组成李勇1，黄小芳1，丁万隆1*，张锐1,21.中国医学科学院北京协和医学院药用植物研究所，北京100193；2.华中科技大学同济药学院，湖北武汉430030摘要：采用甲醇提取法提取新林地土、人参根际土以及栽培人参（Panaxginseng）、西洋参（Panaxquinquefolius）的老参地土。每种土壤提取物设6个质量浓度梯度，以研究不同土壤提取物在特定质量浓度下对人参种子胚根和胚轴生长

2、的化感效应，每种处理设3次重复。试验结果表明，与对照相比，人参根际土提取物对人参种子生长的化感效应最强，老参地土提取物对人参种子生长的化感效应次之，新林地土提取物对人参种子生长的化感效应最弱。经GC-MS分析，分别从6种土壤提取物中检测到14～25种数量不等的化合物组分，其中苯胺类物质、酚酸及其衍生物被报道在其它植物上有化感活性，可能参与对人参种子的生理性毒害作用。关键词：土壤提取物；化感效应；化学组成；GC-MS中图分类号：S154文献标识码：A文章编号：1672-2175（2008）03-1173-

3、06李勇等：不同土壤提取物对人参种子生长的化感效应及其化学组成1179人参（PanaxginsengC.A.Mey.）是我国传统名贵中药材，素有“百草之王”的美誉。人参具有极强的忌连作特性，栽参后的田地（俗称老参地）10～20年内无法重复利用，只能开垦新林地栽种人参，这不仅造成了我国有限土地资源的极大浪费，同时也给当地生态环境造成毁灭性的破坏；另外，人参为多年生草本植物，一般5～6年收获，目前多采取“三三制”或“二四制”生产。即使是新林地土栽参，植株长势减弱，产量、品质及抗病能力明显降低等问题在人参生长

4、后期仍十分突出，连作障碍已成为制约人参的大规模、规范化种植的瓶颈。多年来，国内外学者从土壤结构、营养状况、土壤理化特性、根际微生物区系等角度对人参连作障碍的形成及作用机理开展了广泛而深入的研究，但一直没能得出一种较为合理的解释[1,2]。近年来，随着生态学的建立和发展，人们开始从一种全新的角度研究植物连作障碍问题，并相继从不同植物根际土壤、根系分泌物、组织提取物中鉴定出多种化感物质，它们对邻近植物或自身的生长有抑制作用[3-6]。深入研究发现，这些化感物质多是植物在胁迫环境下产生的次生代谢物，它们能够影

5、响植物体内的多种代谢途径，进而使植物表现化感效应[7,8]。因此，深入研究化感物质及其作用机理对于揭示植物连作障碍形成机制具有十分重要的意义。有鉴于此，本文从人参赖以生存的土壤入手，研究新林地土、老参地土及人参根际土等不同类型土壤提取物对人参种子生长的化感效应，并通过GC-MS分析，明确不同土壤样品提取物的化学组成及化感物质的有无，为今后阐明人参连作障碍的形成及作用机理提供有重要参考价值的理论依据。1材料与方法1.1土壤样品及人参种子供试土壤样品包括吉林省抚松县万良镇人参种植基地的新林地土（处理A）、老

6、参地土（处理B）、人参根际土（处理C）以及中国医学科学院药用植物研究所（后简称”药植所”）的新林地土（处理D）、种植人参（处理E）、西洋参（处理F）的老参地土。为了确保试验数据的准确性，上述土壤样品均通过多点取样获得。经过后熟处理的人参种子购自吉林省抚松县万良镇。人参种子先用自来水冲洗干净，再用1000倍的50%多菌灵可湿性粉剂处理15min，自来水反复冲洗多次，在25℃恒温保湿培养24h，从中选择发芽整齐、颗粒饱满的种子开展化感效应研究。1.2实验方法1.2.1化感效应测定自然风干的土壤样品研细后过6

7、0目筛，参考陈长宝等[3,4]的甲醇提取法，用250mL甲醇提取60g土壤样品。提取液经旋转蒸发仪55℃减压浓缩，定容至5mL。每种土壤提取物设6个质量浓度，分别取50、100、150、200、250和300μL提取物至事先灭菌的Ø5cm李勇等：不同土壤提取物对人参种子生长的化感效应及其化学组成1179塑料培养皿（铺有3层吸水滤纸）中，待甲醇挥干后，每皿加入2.5mL无菌水，使培养液中不同土壤的质量浓度分别为0.24、0.48、0.72、0.96、1.20和1.44g·mL-1。以加纯甲醇（分析纯）作为

8、对照，每个处理3次重复。每皿均匀摆放5粒灭菌处理的人参种子，在25℃恒温、黑暗环境下保湿培养7d，测量人参种子胚根和胚轴长度，分析不同土壤甲醇提取物对人参种子生长的化感效应。1.2.2土壤提取物的GC-MS分析分别取少量土壤提取物于1.5mL离心管，通风橱中挥干甲醇。加入足量无水CaCl2，75℃放置1h使提取物彻底干燥。每份样品加入250μL硅烷化试剂（BSTFA∶吡啶=5∶1），75℃衍生化1.5h。在中国农业大学理学院分析测试中心用G