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与化学除草剂相比,环境友好的生物除草剂更适合农业生产可持续发展战略。植物、微生物通过将次生代谢产物释放到环境中,进而对邻近生物或自身生长发育产生有害或有益地影响的自然现象叫做化感作用。研究化感作用是开发生物除草剂的重要途径,为利用化感植物臭椿和甘草开发生物除草剂,本论文采用导向分离模式研究臭椿中具有潜在化感作用的次生代谢产物和甘草中化感物质异甘草素的选择性化感作用及作用机制。本研究采用实验室培养皿生物监测化感作用评价方法,以莴苣为受体植物,幼苗胚根长为评价指标对椿根皮乙醇提取物进行导向分离。首先采用震摇提取对椿根皮乙醇提取物进行分离,得到4个不同极性部位,活性追踪结果表明二氯甲烷部位为化感活性部位。继而运用正相硅胶柱色谱、反相硅胶柱色谱和制备型高效液相色谱等手段从活性部位分离得到14个化合物,并综合运用ESI-MS、1H-NMR、13C-NMR、HSQC、HMBC、1H-1H COSY、NOESY等波谱技术进行结构鉴定,包括8个三萜类化合物:3α,20S,24R,25-四羟基达玛烷（1）,3β,20S,24R,25-四羟基达玛烷（2）,gardaubryone C（3）,12β-hydroxyocotillone（4）,hispidol B（5）,匹西狄醇A（6）,altissimanin B（7）,23,24,25-三羟基甘遂烷-7-烯-3,6-二酮（8）;1个甘油酯类化合物:2,3-二羟基油酸丙酯（9）;2个苯甲酸类化合物:香草酸（10）,对羟基苯甲酸（11）;2个苦木苦味素类化合物:臭椿内酯C（12）,臭椿内酯B（13）;1个生物碱类化合物:铁屎米-2,6-二酮（14）。对化合物1、2、3、5、6、12、13、14进行活性筛选,其中化合物1、2、12、14对莴苣根长具有显著的抑制作用（P<0.01）,浓度为100μM时,抑制率分别为29%、28%、21%、49%,并首次发现铁屎米酮类生物碱（化合物14）具有化感作用。异甘草素为植物甘草的主要化感物质,本论文采用实验室培养皿监测法,研究异甘草素对11种植物（4种杂草和7种蔬菜）的化感作用。结果表明,异甘草素对11种植物种子的萌发没有显著性影响,而对莴苣、生菜、娃娃菜、白菜、黑麦草、稗草和碎米莎草的胚根长具有显著性影响（P<0.01）,抑制率分别为40%,45%,26%,28%,70%,20%和57%,对芥菜和油菜的生长没有抑制作用。结果表明,可以在种植过甘草的土地里种植不受异甘草素影响的芥菜、油菜或者用异甘草素防治芥菜、油菜地中的黑麦草。以莴苣为模式物种研究异甘草素化感作用的作用机制。通过扫描电镜和透射电镜观察异甘草素处理过的莴苣根尖组织,结果表明,随着异甘草素浓度的增加,莴苣根尖细胞间隙增大,形态皱缩,细胞脱落明显,根尖内细胞形变,细胞壁皱缩,细胞核颜色加深;测定莴苣根尖脂质过氧化产物丙二醛（MDA）,植物抗逆性指标脯氨酸和叶绿素含量变化,结果表明,丙二醛和脯氨酸含量增加,叶绿素含量减少;测定莴苣根尖伊文思蓝相对吸收含量,活性氧（ROS）和根尖细胞活力变化,结果表明,伊文思蓝相对吸收含量和ROS含量增加,细胞活力丧失。本研究首次利用导向分离的方法对臭椿化感作用的次生代谢产物进行研究,发现了4个具有化感潜力的化合物（1、2、12、14）,首次证明铁屎米酮类生物碱具有化感作用;首次阐明异甘草素的化感作用的机制是基于诱导莴苣细胞内活性氧的产生,导致细胞活力降低,最终影响幼苗的生长发育。本论文的研究结果为利用化感植物臭椿和甘草开发生物除草剂提供了实验依据。