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本研究采用琼脂混粉法,对石楠(PhotiniaserrulataLindl.)不同器官的除草活性进行了测定,从中筛选出活性最高的叶片进行活性物质的提取与分离研究,通过对其乙醇提取物的分离、纯化和鉴定,得到活性化合物SN-1、SN-2、SN-3、SN-4和SN-5。主要研究结果如下:
1.采用琼脂混粉法于室内测定了石楠不同器官粉末对反枝苋、苘麻、生菜、黄瓜、野燕麦、稗草和小麦7种受体植物的除草活性。结果表明,在10.0g·L-1的供试浓度下石楠不同器官粉末对7种植物幼苗均有明显的抑制作用,且以茎和叶的活性最高;进一步测定了石楠叶粉末对7种植物胚根(或幼根)的有效中浓度EC50分别为0.73g·L-1、0.78g·L-1、0.91g·L-1、1.44g·L-1、0.96g·L-1、1.03g·L-1和2.65g·L-1,对胚轴(或胚芽鞘)的EC50分别为3.87g·L-1、2.42g·L-1、2.50g·L-1、3.33g·L-1、3.98g·L-1、>10.0g·L-1和6.75g·L-1,可见双子叶植物的敏感性要高于单子叶植物。
2.以石楠叶提取物对生菜的EC50和浸膏提取产量为指标,通过L9(34)正交试验设计对石楠叶提取工艺进行了优化,筛选出石楠叶中除草活性物质的适宜提取条件。适宜提取条件为粉碎度40目、乙醇含量60%、浸泡温度20℃、浸泡时间6d。通过验证,该工艺组合中提取物对生菜胚根EC50为0.31g·L-1,对生菜胚轴EC50为1.48g·L-1,提取物的产率为36.6%。
3.根据适宜提取条件对石楠叶进行了提取处理,并测定了提取物对生菜、反枝苋、黄瓜、小麦和稗草5种受体植物幼苗生长的影响,发现该提取物对各受体植物均显示出较高的抑制作用。经石油醚、乙酸乙酯和正丁醇对提取物依次进行萃取,分别获得4个萃取相,除草活性测定表明以乙酸乙酯层和石油醚层的活性最高。其中,乙酸乙酯层对生菜和小麦均显示了较高的抑制活性,对生菜胚根和胚轴的EC50分别为0.52g·L-1和2.28g·L-1,对小麦幼根和胚芽鞘的EC50分别为0.43g·L-1和0.92g·L-1;而石油醚只对小麦具有较高的抑制作用,对其幼根和胚芽鞘的EC50分别为0.44g·L-1和1.00g·L-1。
4.对乙酸乙酯相萃取物进行了硅胶柱色谱分离,得到15个馏分,经过生物活性追踪,发现A3馏分对生菜和小麦植物幼苗的抑制活性最高,A4和A5馏分仅对生菜幼苗的生长具有较好的抑制作用。进一步对A3馏分进行分离纯化,得到化合物SN-1,该化合物对生菜幼苗胚根和胚轴的EC50分别为0.26g·L-1和0.23g·L-1,对小麦幼根和胚芽鞘的EC50分别为0.09g·L-1和0.10g·L-1,均显示出较高的抑制活性。对A4馏分进行分离纯化,得到化合物SN-2和SN-3,在0.05g·L-1的测试浓度下,SN-2对生菜幼苗胚根和胚轴的抑制率分别为29.3%和11.9%,而SN-3的效果较差;对A5馏分进一步分离纯化得到化合物SN-4和SN-5,在0.05g·L-1的测试浓度下,二者对生菜幼苗胚根(或胚轴)的抑制率分别为31.2%(14.2%)和34.5%(8.1%)。
5.对分离自石楠叶的活性化合物进行了结构鉴定。经1H-NMR、13C-NMR、DEPT谱和二维核磁谱鉴定分析,SN-1为木栓酮,该结构与文献报道一致;SN-4和SN-5正在鉴定中;SN-2和SN-3因分离量少而未能鉴定。