萜类化合物对植物的化感作用

第 27 卷第 2 期 通 化 师 范 学 院 学 报 Vol. 27 No. 2 2006 年 3 月 JOURNAL OF TON GHUA TEACHERS’COLL EGE Mar. 2006 萜类化合物对植物的化感作用① 李　霞 (吉林师范大学 生命科学学院 ,吉林 四平 1360001) 摘　要 :综述了具有植物化感作用的萜类化合物 ,介绍了萜类化感物质对种子萌发和植物生长的抑 制和促进作用 1 关键词 :化感作用 ;萜类化合物 中图分类号 :Q946. 851 　文献标识码 :A 　文章编号 :1008 - 7974 (2006) 02 - 0080 - 02 植物化感作用 (Allelopathy)的概念是 Molisch 在 1937 年首先提出[ 1 ] ,并定义为 ,所有类型植物 (含微生物)之间生物化学物 质的相互作用 ,同时指出这种相互作用包括有害和有益两个方面 170 年代中期 ,Rice 根据 H. Molisch 的定义和植物化感作用 近 40 年的研究成果 ,将植物化感作用定义为 :植物 (含微生物) 通过释放化学物质到环境中而产生对其它植物直接或间接的有 害[ 2 ] ,有许多研究发现植物释放的化学物质对植物是有害的 ,但在许多情况下也是有益的[ 3 ] . 1984 年 Rice 在《Allelopathy》第 二版中将其较完整地定义为 : 植物或微生物的代谢分泌物对环境中其他植物或微生物的有利或不利的作用[ 2 ]1 萜类化合物分布广泛 ,种类繁多 ,是植物次生代谢产物中最多的一类化合物 [ 4 ] 1 常见的挥发性萜类有柠檬烯 (Linmonene) 、蒎烯 (α- Pinene、β- Pinene) 、杨梅叶烯 (Myrcene) 、Δ3 - Carene、樟脑 (Camphor) 、长叶薄荷酮 ( Pulegone) 、桉油精 (Cineole) 、 香茅醇 (Citronellol) 、罗勒烯 (Ocimene) 等 ,这些化合物除直接保护母体植物自身不受侵害外 ,对其它植物有机体既产生抑制作 用 ,又在一定条件下具有促进作用 1 其作用有不同的选择性 ,而且发生作用的剂量和等级也是不同的 1 近年来 ,高等植物中的 萜类化合物在生态系统中的作用越来越引起人们的关注 ,因为它们中的许多化合物具有强烈的化感作用 ,能促进或抑制其它 植物的生长 ,同时对植食性昆虫有引诱、毒杀等功能[ 5 ]1 1 　萜类化感物质对植物生长的抑制作用 1 11 　萜类化感物质对种子萌发的抑制作用 有研究 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明 ,精油和某些单萜类化合物能强烈抑制种子发芽和幼苗生长. 但单独某种化合物的抑制作用是较低的 ,而混合 物则有加合作[ 6 ,7 ]1 研究发现 ,挥发物对种子和幼苗根区的危害作用 ,比受真菌和害虫的袭击更为明显[ 8 ] , 其作用机理有待于 更进一步的研究 1Muller 等指出 ,在美国南加州沿海岸线分布的一些丛林带 ,在菊科的加州蒿 ( A rtemisia calif ornica ) 和唇形 科的银叶鼠尾草 ( S alvia leucophylla) 等灌丛植物的周围出现一条 1～2m 宽的裸带 ,裸带中无任何植物生长 ,裸带之外数米范 围之内 ,杂草长势也明显地受到抑制 1 这种现象是由于加州蒿和银叶鼠尾草的叶中含有丰富的挥发性萜类物质桉树脑和樟 脑 ,它们能被雨露带入土壤中 ,从而抑制了其它草本植物种子的萌发和幼苗生长[ 9 ] 1Popov 对 24 年生油松 ( Pinus tabulaef ormis) 、白桦 ( Betula platyphlla) 混交林的研究表明 ,桦叶的水浸液和挥发性物质在高浓度下能抑制松树种子发芽势 及幼苗生长 ,其中主要是萜类化合物起作用[ 10 ]1 112 　萜类化感物质对植物生长的抑制作用 某些植物释放的萜类化感物质抑制其他植物的生长 ,使许多植物易于形成纯植丛 ,即使在邻近的相似生境中有其它适应 生活的种类也难以进入共同生长 1 例如许多菊科植物含有大量的挥发性萜类化合物 ,如柠檬烯、蒎烯、樟脑、长叶薄荷酮、桉树 脑、香茅醇等 ,它们不仅保护植物自身不受侵害外 ,还对其他植物生长产生抑制作用[ 11 ]1 使菊科植物作为外来种能占据优势并 取代本地种 ,从而对当地的自然植被和农业生产造成影响[ 12 ,13 ]1 萜类化感物质对植物生长的抑制作用还表现在外来种对种群 和生态系统的危害 1 豚草 ( A mbbrosia artemisiif olia) 、加拿大一枝黄花 ( Solidago canadensis) 、微甘菊 ( Mikania micrantha H. B. K) 等均在我国产生了巨大危害 1 如在蟛蜞菊中存在的倍半萜内酯化合物 ,具有强烈的化感作用 ,从而使蟛蜞菊能够作为 一种侵占性极强的草本植物蔓延 ,在它的群落中没有杂草出现[ 14 ]1 植物萜类化合物作为化感物质有时也有自毒作用 1 湿地植物灯心草 ( J uncus ef f usus) 分泌的一种倍半萜内酯能明显抑制 ·08· ① 收稿日期 :2005 - 10 - 15 作者简介 :李　霞 (1966 - ) ,女 ,吉林师范大学生命科学学院讲师. 自身种子萌发和幼苗的生长发育 , 而促使植物匍匐茎向外延伸 , 但对群落中钝叶蔺 ( Heleocharis obtusa ) 和蒯草 ( Sci rpus cyperinus) 的生长基本上没有影响 1 这种自毒作用维持了种群的适当密度 ,增强竞争能力 1 骆世明等对茶树和蟛蜞菊的研究 证实产生的毒性物质能影响群体密度 ,而且这种抑制发芽的自毒作用对自然选择有利[ 14 ]1 2 　萜类化感物质对植物生长的促进作用 植物释放出的萜类化合物 ,低浓度下具有促进生长的作用 ,研究表明当某种植物较少时 ,某种刺激性的物质能够加速繁 殖、蔓延 , 而发展到一定程度后 ,随着化感物质浓度增大 ,抑制作用加强 1 蟛蜞菊中的化感物质在低浓度时 ,不仅对自身有促 进作用 ,对某些其它植物也产生促进作用[ 15 ]1 这一点在其它植物上也已被证实[ 6 ,7 ]1 3 　结语 化感作用广泛存在于自然界中 ,在植被的形成和演替、种子萌发和衰败的抑制 ,农业生产中的间作、混作、套作、轮作、前后 茬搭配、残茬的处置或利用以及作物和杂草的关系等方面都起重要作用 , 对化感物质的研究在作物增产、森林抚育、植物保护 和生物防治等方面有一定的意义 1 参考文献 : [ 1 ]胡敦孝等译. 天然化学物质与有害生物防治[ M ] . 北京 : 科学出版社 , 1988 ,9 - 10. [ 2 ]Szajdak L . Phendic acids in brown so ils under continuous cropp ing of rye and crop rotation[J ] . Polish Joural of soil Science , 1994 , 27 (2) : 113 - 121. [ 3 ]李绍文. 生态生物化学 (二) :高等植物间生化关系[J ] . 生态学杂志 , 1989 , 8 (1) : 66 - 70. [ 4 ]王宪楷. 天然药物化学[ M ] . 北京 :人民卫生出版社 , 1988 , 391 - 460. [ 5 ]彭少麟等. 高等植物中的萜类化合物及其在生态系统中的作用[J ] . 生态学杂志 , 2002 , 21 (3) :33 - 38. [ 6 ]Asplund R O. Monoterpenes :Relationship between structure and inhibition of germination[J ] . Phtochemistry , 1968 , 7 :1995 - 1997. [ 7 ]Bradow J M , Connick W J . Volatile seed germination inhibitors from plant residues[J ] . J Chem Ecol , 1990 , 16 :645 - 666. [8 ] Picman J P , Picman A K. Autotoxicity in parthenium hysterophorus and its possible role in control of germination[J ] . Biochem syst Ecol , 1984 , 12 :287 - 292. [ 9 ]Muller C H. Inhibitory terpenses volatilized from S alvia shrubs Bull[J ] . Torrey Bot Club , 1965 , 92 :38. [ 10 ]贾黎明 , 翟明普 , 尹伟伦等. 油松白桦混交林中生化他感作用的生物测定[J ] . 北京林业大学学报 ,1996 , 8 (4) :1 - 8. [ 11 ]谷文祥 , 段舜山 , 骆世明. 萜类化合物的生态特征及其对植物的化感作用[J ] . 华南农业大学学报 , 1998 , 19 :108 - 112. [ 12 ]彭少麟 ,邵华. 化感作用的研究意义及发展前景[J ] . 应用生态学报 ,2001 , 12 (5) :780 - 786. [ 13 ]彭少麟. 南亚热带森林动态学[ M ] . 北京 :科学出版社. 1996. [ 14 ]骆世明 ,林象联. 曾任森等. 华南农区典型植物的他感作用研究[J ] . 生态科学 ,1995 , (2) :114 - 128. [ 15 ]曾任森等. 蟛蜞菊根分泌物的异种克生作用及初步分离[J ] . 生态学杂志 , 1994 , 139 (1) :51 - 56. The Sllelopathic of Terpenoids Effects on Plants L I 　Xia ( School of L if e Sciences , Jilin Norm al U niversity , S iping Jilin 136000 , China) Abstract :This paper discussed the allelopathy of terpenoids. It was also expounded that the terpenoids can cause inhibition and promo2 tion on seed germination and plant growth. Key words : allelopathy ;terpenoids ·18·