100-黃瓜根分泌物中化感物質(zhì)鑒定及其化感效應(yīng)

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1、胡元森等：黃瓜根分泌物中化感物質(zhì)的鑒定及其化感效應(yīng)957黃瓜根分泌物中化感物質(zhì)的鑒定及其化感效應(yīng)胡元森1,2，李翠香1，杜國營2，劉亞峰2，賈新成21.河南工業(yè)大學(xué)生物工程學(xué)院,河南鄭州450052；2.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,河南鄭州450002摘要：作物生長過程中能從根系分泌釋放出化感物質(zhì)，此類物質(zhì)被認為是引起連作障礙的重要因子。為進一步明確黃瓜（CucumissativusL.）根分泌物中化感物質(zhì)與其連作障礙間的關(guān)系，采用GC-MS分析法，鑒定了XAD-4吸附樹脂收集黃瓜水培液所獲得根分泌物化感物質(zhì)的種類，并考察了根分泌物對黃

2、瓜種子胚根伸長及鑒定出的酚酸類化感物質(zhì)對黃瓜枯萎病菌菌絲生長的影響。結(jié)果表明：黃瓜根分泌物中化感物質(zhì)主要有苯甲酸、對羥基苯甲酸，香草酸，阿魏酸，苯丙酸等苯甲酸的衍生物。根系分泌物酸性、中堿性組分對黃瓜胚根伸長都有抑制作用，其中酸性組分抑制作用更加明顯。42h內(nèi)，質(zhì)量濃度低于50mg·L-1時，酚酸對枯萎病菌菌絲生長有刺激作用，而高于50mg·L-1時，對菌絲生長有抑制作用。隨處理時間延長，枯萎病菌對酚酸物質(zhì)的耐受性增強，對高質(zhì)量濃度酚酸的生長抑制作用表現(xiàn)不明顯。本研究為從根際微生態(tài)角度揭示連作障礙機理積累了重要數(shù)據(jù)。關(guān)鍵詞：黃瓜；根分

3、泌物；GC-MS；胚根；黃瓜枯萎病菌中圖分類號：S625.5文獻標識碼：A文章編號：1672-2175（2007）03-0954-04胡元森等：黃瓜根分泌物中化感物質(zhì)的鑒定及其化感效應(yīng)957連作障礙已成為制約一些地區(qū)蔬菜生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的重要因素，它的發(fā)生不僅同土壤傳染性病害和土壤理化性狀變劣有關(guān)，也同根系分泌物和殘茬分解物等引起的自毒作用有關(guān)[1-3]。黃瓜是溫室種植面積最大且不耐連作的蔬菜品種之一，其連作常導(dǎo)致生長變差，品質(zhì)下降，枯萎病、根結(jié)線蟲病嚴重發(fā)生等現(xiàn)象[4]。許多研究表明，根分泌物中酚酸類化感物質(zhì)能夠通過多種途徑對黃瓜植物

4、產(chǎn)生不利影響，并被認為是黃瓜根分泌物中的主要化感因子[5-7]。但這一結(jié)論常常被質(zhì)疑，原因是幾乎所有的作物都能從根系分泌這些酚酸[8-10]。此外，盡管病害嚴重是許多作者在研究連作障礙時描述的一個現(xiàn)象，但造成這一現(xiàn)象的原因、這一現(xiàn)象與根分泌物化感物質(zhì)間的關(guān)系卻鮮見報道。本文分離鑒定了水培42d的黃瓜幼苗根分泌物中主要化感物質(zhì)，并對分泌物抑制黃瓜種子萌發(fā)與胚根伸長及鑒定出的化感物質(zhì)對枯萎病菌生長進行了測試，旨在為黃瓜連作障礙成因研究提供證據(jù)。1材料與方法1.1黃瓜品種及病原菌菌株供試黃瓜（CucumissativusL.）品種為津綠。黃

5、瓜枯萎病菌（Fusariumoxysporum）由南京農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院曹清河博士惠贈，具有侵染能力。1.2實驗方法1.2.1黃瓜培養(yǎng)條件蛭石育苗及黃瓜水培采用營養(yǎng)液配方參照文獻[7]的方法。將消毒過的黃瓜種子放在鋪有濾紙的培養(yǎng)皿內(nèi)，加水使濾紙浸透，于30℃溫箱催芽?？吹窖考夂?，將種子播于營養(yǎng)液浸透的蛭石中，室外培養(yǎng)。待第二片真葉展平時，取出生長均一的幼苗，用去離子水輕輕洗去蛭石，定植在兩個盛上述營養(yǎng)液的培養(yǎng)器中。每培養(yǎng)器定苗8株。每7d換一次營養(yǎng)液，黃瓜連續(xù)培養(yǎng)6周。采用自動通氣泵通氣，培養(yǎng)溫度夜25℃，晝35℃。用日光燈照明，光照強

6、度約4000Lex。黃瓜生長期，定時補充水分，調(diào)整培養(yǎng)液pH值。1.2.2樹脂預(yù)處理購置樹脂（XAD-4型，Sigma公司）先用去離子水沖洗多次后，避光保存于甲醇中備用。樹脂裝柱(16mm×400mm)高度約250mm后，用去離子水洗去殘存的甲醇(用水量不少于500mL)，然后用0.25%NaOH沖洗約3h，再用5倍柱床體積的去離子水沖洗，最后用0.25%HCl沖洗30min。1.2.3根分泌物的提取及純化將黃瓜培養(yǎng)殘液過XAD-4樹脂柱(流速約5mL·min-1)，然后用10倍柱床體積的去離子水洗約2h以除去柱中的營養(yǎng)液成分。再用2

7、00mL甲醇洗脫根分泌物，收集甲醇洗脫液，用冷凍干燥機除去甲醇，加超純水30mL溶解干燥后的根分泌物。用0.1mol·L-1HCl調(diào)pH至2.0，用乙醚萃取3次后棄水相(得酸性組分)。將水相用NaOH調(diào)pH至8.0，同樣用乙醚萃取三次(得中、堿性組分)，棄水相。將酸性組分，中堿性組分中乙醚蒸發(fā)掉，加少量甲醇溶解后，加去離子水定容至5胡元森等：黃瓜根分泌物中化感物質(zhì)的鑒定及其化感效應(yīng)957mL，一部分用于生物檢測，一部分用于GC-MS分析。1.2.4根系分泌物的硅烷化將上述酸性、中堿性組分分別進行冷凍干燥，在凍干的樣品中加入0.25mL

8、硅烷化試劑(BSTFA:吡啶=5:1)，加蓋密封后于80℃水浴中衍生2h。1.2.5根分泌物的GC-MS鑒定硅烷化后的各組分根分泌物于河南省科學(xué)院分析測試中心質(zhì)譜室采用17A/QP-5000GC/MS測定。采用電子轟擊源