雜草浸提液提取方法初探

余陽(yáng) 張洪

摘要：有關(guān)雜草浸提液化感作用的研究涉及面廣。該文總結(jié)了雜草浸提液提取方法的相關(guān)步驟，包括提取部位、浸提劑、振蕩方法和過(guò)濾方法的選擇，比較了不同方法的試驗(yàn)效果，以期為更高效開(kāi)展雜草化感作用研究和開(kāi)發(fā)新型除草劑提供參考。

關(guān)鍵詞：雜草浸提液;提取方法;化感作用

中圖分類號(hào) S451.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2020）16-0146-03

雜草種類多、數(shù)量大、抗性強(qiáng)，可對(duì)作物造成不同程度的影響[1]，防控雜草已逐漸成為農(nóng)業(yè)發(fā)展領(lǐng)域的一大難題。目前，國(guó)內(nèi)外控制油菜田雜草的主要途徑仍是一些方便、快捷、有效的化學(xué)方法，但復(fù)合型除草劑缺乏，長(zhǎng)期應(yīng)用單一除草劑會(huì)誘發(fā)雜草抗藥性產(chǎn)生，加快了雜草種群演替風(fēng)險(xiǎn)，亟待尋找高效、易降解化感物質(zhì)來(lái)防控雜草[2]。

化感作用是植物間普遍存在的一種相互作用，也是植物為適應(yīng)環(huán)境而采取的一種化學(xué)防御生態(tài)機(jī)制。植物釋放出能干擾周圍植物生理效應(yīng)的次生代謝物質(zhì)稱為化感物質(zhì)，主要釋放途徑是通過(guò)根、莖和葉的揮發(fā)、淋溶、分泌或分解。通過(guò)化感作用[3]，植物間建立起互利共生、寄生和競(jìng)爭(zhēng)生長(zhǎng)等相互依存的生存方式。研究發(fā)現(xiàn)，大部分雜草中都含有抑草活性成分或類似植物激素活性的次生物質(zhì)，能用于開(kāi)發(fā)緩慢而溫和的天然植物源農(nóng)藥[4]。為尋找此類化感物質(zhì)，研發(fā)新型除草劑，許多學(xué)者開(kāi)展了有關(guān)雜草化感方面的試驗(yàn)，探討雜草化感作用的存在，重點(diǎn)研究種子傳遞、莖葉組織、根系分泌物、植物殘?bào)w和揮發(fā)性化合物[5]?；形镔|(zhì)的鑒定方法多樣，其中提取化感物質(zhì)是最重要的步驟[6]，常用的方法是直接從植物中萃取化感物質(zhì)進(jìn)行生物和化學(xué)鑒定[7]。鑒于環(huán)境因素的復(fù)雜關(guān)系和受到一定試驗(yàn)條件的限制，浸提液提取作為模擬淋溶釋放化感物質(zhì)的途徑，成為目前研究雜草對(duì)植物種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)化感作用的主要方法。因此，總結(jié)研究雜草浸提液提取方法，旨在為更高效研究雜草化感作用和開(kāi)發(fā)新型除草劑提供參考。

1 提取部位的選擇

1.1 整株 雜草不論是對(duì)作物還是同類都存在某種生物化學(xué)關(guān)系，主要是植株各部分的次生代謝產(chǎn)物釋放對(duì)周圍植株產(chǎn)生促進(jìn)或抑制作用。截至目前，許多研究表明不同的雜草對(duì)蔬菜和作物等都存在不同程度的化感作用[8]。受自然環(huán)境中各種未知因素的影響，植物間的化感作用關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜，將整株植物作為浸提對(duì)象成為開(kāi)展雜草化感作用研究的一個(gè)方向。將整株作為浸提對(duì)象處理時(shí)，一般先將采集到的雜草清洗干凈，去除泥土與灰塵，曬干或自然風(fēng)干后剪碎備用。

1.2 地上部分 淋溶是植物釋放化感物質(zhì)的主要途徑之一。在自然環(huán)境下，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的雨水沖洗、露水或霧等接觸葉面，化感物質(zhì)被自然水分因子淋溶出來(lái)落入土壤中，對(duì)植物自身或周圍植物的生長(zhǎng)產(chǎn)生直接或間接作用[9]。干旱或半干旱地區(qū)的植物揮發(fā)性化感物質(zhì)較多，主要是單萜或倍半萜[10]。鑒于試驗(yàn)條件的局限性，一些學(xué)者偏向于提取地上部分的化感物質(zhì)，研究淋溶化感作用。一般收集浸提對(duì)象的莖葉，清洗后曬干或置于室內(nèi)通風(fēng)處晾干，再粉碎或剪碎成約2cm長(zhǎng)的小段備用。

1.3 地下部分 植物的化感物質(zhì)大部分來(lái)自于根部，主要由根尖區(qū)域通過(guò)細(xì)胞間隙的滲透、根細(xì)胞的分解和細(xì)胞內(nèi)含物的釋放3個(gè)途徑分泌，并且根毛的斷裂處和側(cè)根發(fā)生區(qū)也是大量分泌物釋放的場(chǎng)所[11-12]。有研究表明，蟛蜞菊的根分泌物對(duì)小麥等作物的生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制作用;草莓的根分泌物對(duì)尖孢鐮刀菌和立枯絲核菌的菌絲生長(zhǎng)有促進(jìn)作用[13]。因此，研究雜草根的化感作用有著重要意義。一般處理方法為先分離出浸提對(duì)象的根部，除去泥土后沖洗干凈，用濾紙吸干水分或自然晾干，再粉碎或剪成約2cm長(zhǎng)的小段備用。

1.4種子 種子內(nèi)源物質(zhì)的存在是影響其萌發(fā)的主要原因之一。相關(guān)研究從種子浸提液對(duì)自身種子萌發(fā)和幼苗的影響延伸到對(duì)其他種子萌發(fā)和幼苗的影響，討論了種子中的水溶性化感物質(zhì)對(duì)其他植株的影響[14]。在研究化感作用時(shí)，一般處理方法是先收集浸提對(duì)象的種子，采取直接浸泡法或用種子粉碎機(jī)粉碎后備用。

2 浸提劑的選擇

化感物質(zhì)一般分為初級(jí)代謝物和次級(jí)代謝物，大致分為14類，其中以酚類和類萜類化合物最常見(jiàn)[15]。浸提劑最初以有機(jī)溶劑為主，包括乙酸乙酯、正丁醇、三氯甲烷、甲醇和石油醚等（見(jiàn)表1）。有機(jī)溶劑種類和數(shù)量多，提取效率高，但易導(dǎo)致提取成分復(fù)雜，與自然環(huán)境下產(chǎn)生的化感物質(zhì)差距大[16]，難以模擬自然狀態(tài)下的化感作用。為更接近自然條件下的化感作用，可采用蒸餾水、去離子水或助溶劑作為浸提劑，也可用一定比例的蒸餾水和有機(jī)溶劑作為浸提劑。科學(xué)的選用浸提劑是順利開(kāi)展試驗(yàn)的基礎(chǔ)。

3 振蕩方法的選擇

根據(jù)試驗(yàn)條件的不同，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜可采取以下振蕩方法[17-18]：根據(jù)不同需求，按一定時(shí)間間隔進(jìn)行手動(dòng)振蕩、搖勻或攪拌;采用超聲振蕩冷浸提法提取;混勻后使用設(shè)定的恒溫?fù)u床或振蕩培養(yǎng)箱培養(yǎng)48h。

4 過(guò)濾方法的選擇

為得到雜草浸提液，根據(jù)試驗(yàn)條件不同，一般可采用3種過(guò)濾方法[19-21]：先用紗布過(guò)濾幾次，再用微孔濾膜抽濾;先用定性濾紙過(guò)濾，再用0.45μm的濾膜抽濾;直接用雙層分析濾紙抽濾（見(jiàn)表2）。

5 討論

化感物質(zhì)的有效提取是試驗(yàn)?zāi)芊癯晒﹂_(kāi)展的基礎(chǔ)，不同的提取方法會(huì)產(chǎn)生不同的效果。物質(zhì)在浸提劑中溶解，有機(jī)組分主要受到極性和分配效應(yīng)的調(diào)控[22]。為更貼近自然狀態(tài)下雜草化感物質(zhì)的釋放，提取過(guò)程中應(yīng)盡量避免粉碎浸提對(duì)象，減少某些不必要的物質(zhì)釋放[23]。浸提劑主要分為無(wú)機(jī)化合物和有機(jī)化合物，蒸餾水作為溶劑時(shí)，極性大、溶解范圍廣，但選擇性差且可能導(dǎo)致某些有效成分水解;有機(jī)溶劑能溶解不溶于水的物質(zhì)，但具有揮發(fā)性、有毒性等。提取不同的物質(zhì)，不同類型的浸提劑產(chǎn)生的效果不同[24-25]，應(yīng)根據(jù)具體試驗(yàn)情況合理選擇。而振蕩方法和過(guò)濾方法的選擇與試驗(yàn)條件有關(guān)。超聲振蕩冷浸提法速度快，能短期內(nèi)提取所需物質(zhì)，但易破壞植物組織且活性物質(zhì)也易被破壞;恒溫?fù)u床可設(shè)定培養(yǎng)溫度，操作方便但需定時(shí)查看，避免溶劑蒸干或儀器故障而導(dǎo)致試驗(yàn)失敗。

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（責(zé)編：徐世紅）

基金項(xiàng)目：國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系四川創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)油菜草害綠色防控技術(shù)集成應(yīng)用崗位（sccxtd-2020-03）。

作者簡(jiǎn)介：余陽(yáng)（1999-），女，四川成都人，在讀本科，研究方向：農(nóng)學(xué)。 *通訊作者 收稿日期：2020-07-26