假高粱[Sorghum halepense (L.) Pers.],原产于地中海地区,为禾本科蜀黍属多年生杂草,现分布于全世界50多个国家和地区,是世界十大恶性杂草之一。假高粱的入侵机制一直是科学家普遍关注的重要议题,为了研究它成功入侵的化学机制,我们对其地上部分化感作用及化感物质进行了研究,尝试揭示假高粱成功入侵的化学基础。(1)利用种子萌发和幼苗生长的生测方法研究了假高粱地上部分对3种农作物小麦、玉米和棉花的化感潜力,并进行化感作用评价。结果表明:假高粱地上部分能够抑制作物种子萌发和幼苗生长,其化感作用强度随浓度升高而增强,其化感活性随时间延长而降低。利用乙醇提取、有机溶剂萃取以及硅胶、反相硅胶和凝胶等多种层析方法进行分离和纯化,从假高粱地上部分中共得到5种化合物。(2)运用液-质联用、质谱和核磁共振等光谱解析方法鉴定了化合物的结构,它们分别是:对羟基苯甲醛p-hydroxybenzaldehyde、麦黄酮tricin、对羟基苯甲酸4-hydroxybenzoic acid、反式对羟基肉桂酸(E)-p- hydroxycinnamic acid和木犀草素luteolin。(3)幼苗生长试验显示:对羟基苯甲醛、对羟基苯甲酸、反式对羟基肉桂酸和木犀草素能够显著抑制莴苣幼苗生长,表现出较强的化感活性。(4)以水蒸气蒸馏法提取假高粱地上部分挥发油,应用GC和GC-MS分析其化学成分,结果表明:从挥发油中鉴定出的26种化学成分占总挥发油的76.51%,主要成分为倍半萜类化合物,如反式-α-佛手烯(21.95%)、α-绿叶烯(10.77%)和α-雪松烯(4.66%)等。(5)探讨了假高粱挥发油对作物、杂草和土壤微生物的活性试验。确认了假高粱挥发油对杂草种子萌发、幼苗株高及其干重具有较强的抑制作用;在假高粱挥发油作用下,土壤中真菌和放线菌数量显著减少,细菌数量明显增加。通过本试验,证明了假高粱挥发油对其他植物及土壤微生物显示出较强的化感效应。(6)通过研究证明,假高粱挥发油对植物病原真菌有较强的抑制作用,随着挥发油浓度的升高抑制作用显著增强。当最大浓度为3000μl/L时,对芦笋茎枯Phomopsis asparagi Sacc、棉花立枯Rhizoctonia solani Kühn、黄瓜灰霉Botrytis cinerea Pers、油菜菌核Sclertinia sclerotiorum(Lib)De bary的生长抑制率均大于78%,其中对棉花立枯病菌的抑制作用最强,其EC50值为615.18-909.91μl/L。本论文首次对我国假高粱的化感作用进行了研究,初步确定了假高粱的化感物质种类,明确了假高粱对其它植物、植物病原真菌及土壤微生物的化感作用。假高粱的化感作用可能为其影响邻近植物正常萌发、生长,为其自身旺盛生长、成功入侵,成为农业生态系统中的优势种群创造了有利条件。