青稞化感物质化学性质及抑草作用机理研究

Hullessbarley is a Qinghai-tibet plateau crop, in order to resist bad weather, environment and other adverse factors in its special growth environment, this plant compete with other plants,because it could produce a variety of plant secondary metabolites which is effective to other surrounding plants through releasing secondary metabolites into the environment by the natural way,and the secondary metabolites is called plant allelochemicals..This research adopts the means of organic chemistry, instrumental analysis, plant protection, separate and purify the secondary metabolites, identify the structure, and look for allelochemicals which has special structure and high herbicidal activity,so as to be developed as the natural herbicides or leading compound of plant growth regulators. Take biological experiment after finding out the active material to weeds, and combine with barley varieties of high allelopathy, explore the mechanism on weed suppression effect of highland barley, the way of highland barley allelopathy and release way of highland barley allelochemicals, so as to screen highland barley varieties..The development of this project will make a tremendous contribution, such as reducing the use of pesticides, improving the output of highland barley, increasing the income of farmers and protecting the Tibetan environment and so on.

青稞作为青藏高原特色作物，在其独特的生长环境中，"对抗"恶劣的气候、环境等不利生长因素，植物体内产生多种次生代谢产物通过自然途径进入环境并对周围植物发生作用，从而与其它植物竞争，这些释放到环境中的次生代谢产物被称为化感作用物质。.本课题利用有机化学、仪器分析、植物保护等学科手段对这些次生代谢产物进行分离纯化、结构鉴定，寻找结构新颖、功能独特的具有抑草活性的化感物质，以期将其开发为环保型天然除草剂或植物生长调节剂的先导化合物。找到青稞化感抑草活性物质后，进行生物测定实验及结合高化感青稞品种的复种，探明青稞化感抑草作用机理、青稞化感作用表现方式、青稞化感物质释放途径，筛选出青稞化感品种。.本课题的开展，对减少农药的使用，提高青稞的产量，增加农牧民的收入，保护藏区环境将有巨大的贡献。

为探明青稞化感作用及其化感活性物质，首先，对青海高原地区主要青稞种植区内杂草发生情况进行调查，确定研究受体为白菜型油菜，采用了琼脂三明治法、室内盆栽法、腐解液法，对青海高原地区66种主要青稞品种进行化感作用评价，结果表明，其对受体油菜种子萌发和幼苗生长均表现出化感抑制作用，证明青稞对受体油菜具有化感作用，其中Q0039（互助蓝四棱）品种在3种方法评价中，所表现出的化感作用最强。其次，将品种Q0039（互助蓝四棱）作为主要研究对象，分别采集苗期、孕穗期、成熟期的根际土壤、根、地上部分，以白菜型油菜（浩油11号）为受体，采用培养皿法进行青稞化感作用表现形式和青稞化感物质来源部位研究，结果表明，青稞苗期化感作用最强、成熟期次之、孕穗期最低，青稞化感物质主要来源于青稞根分泌物和秸秆腐解物。再次，采用沙培培养液共植法，以白菜型油菜（浩油11号）为受体，对青稞化感作用距离和青稞化感作用机理进行研究，结果表明，青稞最佳化感作用距离为5cm，在此距离范围内，受体油菜的SOD酶含量、叶片电导率、过氧化氢酶、根际活力、叶片叶绿素和N含量、丙二醛含量均受到不同程度的影响。最后，根据活性追踪结果，采用硅胶柱、MCI柱、Sephadex柱、制备液相色谱等层析手段，对青稞化感物质进行分离纯化，最终得到9个化合物确定为青稞化感物质，其中7个化合物均为在青稞中首次分离到，青稞对小油菜和野燕麦的化感作用是由一种化感物质或几种化感物质协同完成的。