中科院西北特色植物资源化学重点实验室/甘肃省天然药物重点实验室知识库

    烟草（Nicotianat abacum L.）属于茄科烟草属，在我国已有近400年的栽培历史，是我国重要的经济作物。甘草（Glycyrrhiza uralensis Fisch.）属于豆科甘草属，是一种补益中草药，药用部位为根及根茎。由于土地资源的限制以及传统的单一耕种习惯，这两种植物在人工种植过程中多采用连作的种植方式，导致产量和品质下降。研究表明，自毒化感作用是导致许植物连作障碍的主要原因。目前，针对烟草、甘草自毒化感物质和化感作用的研究较少，本文对烟草、甘草化感物质进行分离鉴定，并进行活性评价。另一方面，选取烟草主要化感物质β-西柏三烯二醇，对其化感作用机理进行研究。主要内容如下：

   （1）采集种植于山东省诸城市的烤烟，利用大孔树脂吸附法对其根际土壤化感物质进行富集，采用硅胶柱层析（CC）、制备薄层层析（PTLC）、葡聚糖凝胶LH-20（SephadexLH-20）等分离方法并结合NMR等波谱技术以及与文献数据对照，从中分离鉴定出6个化合物，分别为β-西柏三烯二醇、邻苯二甲酸二己酯、邻苯二甲酸二（2-丙基）庚酯、β-谷甾醇、正十四烯、二十六烷。以莴苣（Lactucasativa）幼苗和烟草幼苗为受体植物，对分离得到的化合物进行活性评价，结果表明，β-西柏三烯二醇、邻苯二甲酸二己酯、邻苯二甲酸二（2-丙基）庚酯能够抑制受体植物根、茎的生长，为烟草主要的化感物质，并利用HPLC法定量分析了β-西柏三烯二醇在根际土壤中的含量为2.23 μg/g。

   （2）采集种植于甘肃省榆中县的乌拉尔甘草根际土壤，利用甲醇超声法进行提取，采用硅胶柱层析（CC）、制备薄层层析（PTLC）、葡聚糖凝胶LH-20（SephadexLH-20）等分离方法并利用NMR等波谱技术以及与文献数据对照，从中分离鉴定出6个化合物，分别为甘草苷、异甘草素、β-谷甾醇、甘草酸、3-己烯醇、十二烷酸。其中甘草苷、异甘草素、甘草酸对莴苣幼苗和甘草幼苗的生长表现出显著的抑制作用，为甘草主要的化感物质，并利用HPLC方法对其在根际土壤中的含量进行定量分析，三种化合物在甘草根际土壤中的含量分别为2.32，0.09和12.5 μg/g。

   （3）选取烟草主要化感物质二萜类化合物β-西柏三烯二醇，研究了其针对受体植物莴苣、拟南芥的植物毒活性作用机理。分别从幼苗生长指标、根尖细胞活力以及根部活性氧积累、叶绿素含量、抗氧化酶活性等方面进行分析讨论，结果表明一定浓度的β-西柏三烯二醇能够诱导产生活性氧，引起受体植物体内抗氧化酶活性迅速下降，致使活性氧的产生和清除出现了不平衡，膜脂氧化程度加剧，MDA大量积累，降低叶片叶绿素的含量，并最终影响受体植物正常的生长发育。

    （4）选取烟草主要化感物质二萜类化合物β-西柏三烯二醇，研究了其针对烟草的自毒作用机理。分别从幼苗生长指标、根尖细胞分裂、根毛长度和密度、根生长素含量、基因表达等方面进行分析讨论，结果表明化感物质β-西柏三烯二醇对烟草的生长抑制作用呈现剂量依赖性，作用机理可能是通过影响基因表达，提高根中生长素含量，抑制烟草根尖细胞分裂。