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华北落叶松枝叶挥发物的化感作用及其化学成分分析

作　者: 韩芬
导　师: 王辉
学　校: 甘肃农业大学
专　业: 水土保持与荒漠化防治
关键词: 华北落叶松化感作用挥发物气相质谱色谱联用生测试验
分类号: S791.22
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

化感作用是影响森林天然更新的重要因子。开展华北落叶松化感作用的研究,不仅可深入揭示其由于连栽或纯林导致的林分生产力下降、自然更新能力降低等问题,而且对建立华北落叶松林高产、高效栽培管理技术体系,促进华北落叶松林的持续经营都具有重要的现实意义。本文在密闭容器中进行了华北落叶松枝叶的挥发性气体和挥发油对自身种子萌发和胚根、胚芽生长的化感作用研究,并采用气相色谱-质谱联用技术,对华北落叶松枝叶挥发油的化学成分进行了分析。试验结果表明:(1)华北落叶松枝叶的挥发性气体对其自身的种子萌发和生长有显著的抑制作用。与对照相比,枝叶挥发性气体试验组的发芽率、萌发速度指数分别降低了7.33%、35.56%,胚根长、胚轴长、胚根和胚轴鲜重在种子萌发阶段分别降低了42.4%、28.5%、32.9%、33.3%,在生长初期阶段分别降低了20.4%、21.5%、18.6%、26.3%。(2)华北落叶松枝叶的挥发油对其自身的种子萌发和生长也有显著的抑制作用。与对照相比,挥发油试验组的发芽率、萌发速度指数分别降低了12.00%、28.06%,胚根长、胚轴长、胚根和胚轴鲜重在种子萌发阶段分别降低了17.5%、22.1%、25.0%、21.4%,在生长初期阶段分别降低了47.7%、13.0%、50.5%、5.0%。(3)化感响应指数(RI)均小于零,化感作用表现为抑制。华北落叶松枝叶挥发性气体试验组发芽率、萌发速度指数的RI值分别为-0.14、-0.35,胚根长、胚轴长、胚根和胚轴鲜重的RI值在种子萌发阶段分别为-0.41、-0.29、-0.329、-0.333,在生长初期阶段分别为-0.22、-0.21、-0.505、-0.050;挥发油试验组发芽率、萌发速度指数的RI值分别-0.18、-0.28,胚根长、胚轴长、胚根和胚轴鲜重的RI值在种子萌发阶段分别-0.17、-0.22、-0.250、-0.214,在生长初期阶段分别-0.48、-0.13、-0.186、-0.263。(4)华北落叶松枝叶的挥发性气体和挥发油对自身种子萌发都显示出延迟萌发和抑制萌发的作用,虽然对胚根和胚轴伸长量、生物量的减少程度不同,但也产生了明显的抑制作用。说明华北落叶松具有显著的化感潜势,枝叶的挥发物是其释放的化感物质之一,能抑制自身生长,即具有自毒作用。(5)对华北落叶松枝叶挥发油化学成分的分析结果表明,华北落叶松挥发油中含量较大的化合物有20种,占总挥发物的75.30%。主要化合物有大根香叶烯(11.35%)、1-异丙基-4,7-二甲基-1,2,4a,5,8,8a-六氢萘酚(6.53%)、石竹烯(5.84%)、长叶松节烷(5.23%)、7-甲基-4-亚甲基-1-(1-甲基乙基)-1,2,3,4,4a,5,6,8a-八氢萘(5.21%)、(E)-3,7,11-三甲基-1,6,10-十二烷三烯-3-醇(5.17%)、.tau.-Muurolol (4.55%)、α-杜松醇(4.31%)、α-石竹烯(4.22%)等,其中存在较多的萜类化合物,有5个单萜,12个倍半萜。挥发物对自身种子萌发和幼芽生长所表现的抑制作用,可能与挥发油中较高含量的萜类化合物有关。(6)华北落叶松枝叶挥发物的化感作用影响自身的更新,可能是华北落叶松人工纯林退化的一个原因,并且可能会影响到周围其它物种的分布和生长,从而导致其林分结构单一,生态幅减小,群落不稳定。

全文目录

摘要  3-5
SUMMARY  5-9
前言  9-10
1 研究综述  10-25
  1.1 植物化感作用研究历史与发展  11-14
    1.1.1 国外植物化感作用研究历史与发展  11-12
    1.1.2 国内植物化感作用研究历史与发展  12-14
  1.2 化感物质的产生、释放途径及影响因素  14-15
    1.2.1 化感物质的产生、释放途径  14
    1.2.2 影响化感作用的因素  14-15
  1.3 化感物质的分类  15-18
  1.4 化感作用的生物检测方法  18-20
    1.4.1 种子萌发的生物测定  18-19
    1.4.2 生长发育的生物测定  19-20
  1.5 化感物质的提取、分离和鉴定  20-22
    1.5.1 化感物质的提取、分离  20-22
    1.5.2 化感物质的鉴定  22
  1.6 化感作用研究对森林更新的意义  22-24
  1.7 落叶松化感作用研究现状  24-25
2 试验材料、内容与方法  25-28
  2.1 研究区概况  25-26
  2.2 试验仪器、试剂和材料  26
    2.2.1 试验仪器与试剂  26
    2.2.2 试验材料  26
  2.3 试验内容  26-27
  2.4 试验方法  27-28
    2.4.1 华北落叶松枝叶挥发油的制备  27
    2.4.2 华北落叶松枝叶挥发物的化感作用生物测定方法  27
    2.4.3 华北落叶松枝叶挥发油的化学成分分析条件  27-28
  2.5 数据分析与统计方法  28
3 结果与分析  28-34
  3.1 华北落叶松枝叶挥发物对种子萌发的影响  28-30
  3.2 华北落叶松枝叶挥发物对胚根和胚轴生长的影响  30-31
  3.3 华北落叶松枝叶挥发物对胚根和胚轴生物量的影响  31-32
  3.4 华北落叶松枝叶挥发油的主要化学成分  32-34
4 结论  34-35
5 讨论  35-37
6 对策及建议  37-39
致谢  39-40
参考文献  40-48
附表华北落叶松枝叶挥发油化学成分  48-51
作者简介  51-52
导师简介  52-53

华北落叶松枝叶挥发物的化感作用及其化学成分分析

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