1、,植物化感作用,内 容,化感作用的概念 化感物质 化感作用的机理及表现 化感物质的释放途径 化感物质的收集方法 化感作用的应用前景,植物化感作用(Allelopathy)的概念是Molisch在1937年首先提出并定义为: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.1984年,Rice将其较完整的定义为: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.,迄今为止所发现的化感物质几乎都是植物的次生代谢物质,分子量较小,结构简单.主要分为水溶性有机物、直链醇、脂肪族醛和酮。 包括简单不饱和脂；长链脂肪酸和多炔；醌类；苯甲酸及
2、其衍生物；氨基酸和多肽；内萜；单宁；嘌呤和核苷等14类。 其中低分子有机酸、酚类和萜类最为长见。,酚类物质,酚类物质是一类重要的次生代谢产物，研究较多，被证实是化感活性较强的一类物质，研究证明大部分酚类物质具有化感作用，其中对羟基苯甲酸、香草酸、丁香酸香豆酸和阿魏酸是重要的化感物质。香草酸 阿魏酸,萜类物质,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.常见挥发性萜类有柠檬烯、蒎烯、杨梅叶烯、樟脑、香茅醇等。香茅醇,化感物质作用机理,化感物质首先作用于植物根细胞的细胞膜，通过细胞膜功能的改变进而影响植物的生理生化代谢活动，最终抑制植物的生长发育。,对膜功能的影响：,化感物
3、质可以通过影响细胞膜电位、抑制膜ATPase活性和改变膜通透性等作用方式来影响植物对离子的吸收 研究表明化感物质处理降低了细胞膜中巯基(-SH)的含量,从而破坏了细胞膜的完整性,导致植物细胞对养分吸收下降,同时细胞内物质大量外流.,对呼吸作用的影响,化感物质主要通过抑制线粒体的电子传递和氧化磷酸化两种方式影响植物的呼吸作用 肉桂酸、 蒎烯通过影响氧气消耗和抑制电子传递来抑制受体的呼吸作用； Sorgoleone通过阻止玉米、大豆叶片线粒体上植物色素b、c复合体之间电子的传递影响受体的呼吸作用。,对光合作用的影响,首先，它可以通过调节生理代谢活动直接影响光合作用。 一定浓度的阿魏酸可以使天鹅绒离
4、体叶片光合速率下降1/3，同时伴随气孔传导下降、叶片阻力上升。 肉桂酸、苯甲酸、水杨酸等10种化感物质不仅降低大豆干物质、叶面积、株高的增长，而且抑制叶片的光合速率、气孔传导等生理代谢活动。,其次，化感物质通过改变叶绿素合成间接影响光合作用。,对酶系统的影响,化感物质主要是通过改变酶的活性,进而影响其功能的发挥. 阿魏酸处理发芽的玉米种子6d后，其幼苗水解酶、麦芽糖酶、磷脂酶、蛋白酶活性均显著降低。 苯甲酸、肉桂酸对大豆根细胞的破坏，是通过改变膜上脂酶活性、抑制过氧化氢酶和过氧化物酶活性来实现的。,对基因表达的影响,研究表明大多数生物碱具有化感作用，这些化感物质与受体DNA紧密结合在一起，使D
5、NA的裂解温度提高5，同时阻止DNA翻译和转录的进行，进而影响蛋白质的合成 每种化感物质的作用位点、作用强度各不相同，可以同时选择多个目标发生作用，进而影响细胞的有丝分裂。,除此之外，化感物质还对植物的水分吸收、激素代谢、蛋白质合成都有影响。,化感物质的作用强度取决于化感物质的活性，而活 性强弱受其浓度、分子结构及工作方式的影响。,浓度首先决定化感物质的作用强度，一般地，低浓度化感物质对植物代谢及生长表现出促进作用，而高浓度化感物质则表现为促进、抑制或无作用等多种形式。 化感物质的分子结构决定了化感物质的物质属性，进而影响其性质和强度。 化感物质间存在加性、协同、拮抗3钟互作方式，这种互作方式
6、决定了化感物质在混合物中的作用强度和性质。,化感物质的释放途径,1 挥发植物活体的地上部分或枯落物通过分解释放乙烯、萜类等挥发性物质的形式释放化感物质，直接或间接影响其他生物生长。 2 淋溶水溶性的化感物质经雾、降水或露水等淋洗或从植物表面淋溶转移、扩散到土壤中，对其他植物生长产生直接或间接作用。,3 分泌植物通过根系分泌，将化感物质释放到根际土壤中，直接或间接影响周围其他植物生长4 腐释植物残体经腐烂后直接释放出化感物质或由于土壤中的微生物的转化作用，将原来没有活性的物质变为有活性的物质后进入土壤环境中，影响周围植物的生长。,化感物质的收集方法,由于化感物质的释放途径不同，因此化感物质的收集方法也不尽相同。 水蒸气蒸馏法挥发性物质的提取 溶剂浸提法降水淋溶物质的收集 培养吸附法根系分泌物质的提取 厌氧腐解植物残体分解释放化感物质的收集。,化感作用的应用前景,合理构建群落结构 防除病虫草害 设计合理的种植制度 提高水肥利用效率 提高还田秸秆的利用效率,
