杂草浸提液提取方法初探

余阳 张洪

摘要：有关杂草浸提液化感作用的研究涉及面广。该文总结了杂草浸提液提取方法的相关步骤，包括提取部位、浸提剂、振荡方法和过滤方法的选择，比较了不同方法的试验效果，以期为更高效开展杂草化感作用研究和开发新型除草剂提供参考。

关键词：杂草浸提液;提取方法;化感作用

中图分类号 S451.1 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2020）16-0146-03

杂草种类多、数量大、抗性强，可对作物造成不同程度的影响[1]，防控杂草已逐渐成为农业发展领域的一大难题。目前，国内外控制油菜田杂草的主要途径仍是一些方便、快捷、有效的化学方法，但复合型除草剂缺乏，长期应用单一除草剂会诱发杂草抗药性产生，加快了杂草种群演替风险，亟待寻找高效、易降解化感物质来防控杂草[2]。

化感作用是植物间普遍存在的一种相互作用，也是植物为适应环境而采取的一种化学防御生态机制。植物释放出能干扰周围植物生理效应的次生代谢物质称为化感物质，主要释放途径是通过根、茎和叶的挥发、淋溶、分泌或分解。通过化感作用[3]，植物间建立起互利共生、寄生和竞争生长等相互依存的生存方式。研究发现，大部分杂草中都含有抑草活性成分或类似植物激素活性的次生物质，能用于开发缓慢而温和的天然植物源农药[4]。为寻找此类化感物质，研发新型除草剂，许多学者开展了有关杂草化感方面的试验，探讨杂草化感作用的存在，重点研究种子传递、茎叶组织、根系分泌物、植物残体和挥发性化合物[5]。化感物质的鉴定方法多样，其中提取化感物质是最重要的步骤[6]，常用的方法是直接从植物中萃取化感物質进行生物和化学鉴定[7]。鉴于环境因素的复杂关系和受到一定试验条件的限制，浸提液提取作为模拟淋溶释放化感物质的途径，成为目前研究杂草对植物种子萌发和幼苗生长化感作用的主要方法。因此，总结研究杂草浸提液提取方法，旨在为更高效研究杂草化感作用和开发新型除草剂提供参考。

1 提取部位的选择

1.1 整株 杂草不论是对作物还是同类都存在某种生物化学关系，主要是植株各部分的次生代谢产物释放对周围植株产生促进或抑制作用。截至目前，许多研究表明不同的杂草对蔬菜和作物等都存在不同程度的化感作用[8]。受自然环境中各种未知因素的影响，植物间的化感作用关系错综复杂，将整株植物作为浸提对象成为开展杂草化感作用研究的一个方向。将整株作为浸提对象处理时，一般先将采集到的杂草清洗干净，去除泥土与灰尘，晒干或自然风干后剪碎备用。

1.2 地上部分 淋溶是植物释放化感物质的主要途径之一。在自然环境下，经过一段时间的雨水冲洗、露水或雾等接触叶面，化感物质被自然水分因子淋溶出来落入土壤中，对植物自身或周围植物的生长产生直接或间接作用[9]。干旱或半干旱地区的植物挥发性化感物质较多，主要是单萜或倍半萜[10]。鉴于试验条件的局限性，一些学者偏向于提取地上部分的化感物质，研究淋溶化感作用。一般收集浸提对象的茎叶，清洗后晒干或置于室内通风处晾干，再粉碎或剪碎成约2cm长的小段备用。

1.3 地下部分 植物的化感物质大部分来自于根部，主要由根尖区域通过细胞间隙的渗透、根细胞的分解和细胞内含物的释放3个途径分泌，并且根毛的断裂处和侧根发生区也是大量分泌物释放的场所[11-12]。有研究表明，蟛蜞菊的根分泌物对小麦等作物的生长产生抑制作用;草莓的根分泌物对尖孢镰刀菌和立枯丝核菌的菌丝生长有促进作用[13]。因此，研究杂草根的化感作用有着重要意义。一般处理方法为先分离出浸提对象的根部，除去泥土后冲洗干净，用滤纸吸干水分或自然晾干，再粉碎或剪成约2cm长的小段备用。

1.4种子 种子内源物质的存在是影响其萌发的主要原因之一。相关研究从种子浸提液对自身种子萌发和幼苗的影响延伸到对其他种子萌发和幼苗的影响，讨论了种子中的水溶性化感物质对其他植株的影响[14]。在研究化感作用时，一般处理方法是先收集浸提对象的种子，采取直接浸泡法或用种子粉碎机粉碎后备用。

2 浸提剂的选择

化感物质一般分为初级代谢物和次级代谢物，大致分为14类，其中以酚类和类萜类化合物最常见[15]。浸提剂最初以有机溶剂为主，包括乙酸乙酯、正丁醇、三氯甲烷、甲醇和石油醚等（见表1）。有机溶剂种类和数量多，提取效率高，但易导致提取成分复杂，与自然环境下产生的化感物质差距大[16]，难以模拟自然状态下的化感作用。为更接近自然条件下的化感作用，可采用蒸馏水、去离子水或助溶剂作为浸提剂，也可用一定比例的蒸馏水和有机溶剂作为浸提剂。科学的选用浸提剂是顺利开展试验的基础。

3 振荡方法的选择

根据试验条件的不同，从简单到复杂可采取以下振荡方法[17-18]：根据不同需求，按一定时间间隔进行手动振荡、摇匀或搅拌;采用超声振荡冷浸提法提取;混匀后使用设定的恒温摇床或振荡培养箱培养48h。

4 过滤方法的选择

为得到杂草浸提液，根据试验条件不同，一般可采用3种过滤方法[19-21]：先用纱布过滤几次，再用微孔滤膜抽滤;先用定性滤纸过滤，再用0.45μm的滤膜抽滤;直接用双层分析滤纸抽滤（见表2）。

5 讨论

化感物质的有效提取是试验能否成功开展的基础，不同的提取方法会产生不同的效果。物质在浸提剂中溶解，有机组分主要受到极性和分配效应的调控[22]。为更贴近自然状态下杂草化感物质的释放，提取过程中应尽量避免粉碎浸提对象，减少某些不必要的物质释放[23]。浸提剂主要分为无机化合物和有机化合物，蒸馏水作为溶剂时，极性大、溶解范围广，但选择性差且可能导致某些有效成分水解;有机溶剂能溶解不溶于水的物质，但具有挥发性、有毒性等。提取不同的物质，不同类型的浸提剂产生的效果不同[24-25]，应根据具体试验情况合理选择。而振荡方法和过滤方法的选择与试验条件有关。超声振荡冷浸提法速度快，能短期内提取所需物质，但易破坏植物组织且活性物质也易被破坏;恒温摇床可设定培养温度，操作方便但需定时查看，避免溶剂蒸干或仪器故障而导致试验失败。

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（責编：徐世红）

基金项目：国家现代农业产业技术体系四川创新团队油菜草害绿色防控技术集成应用岗位（sccxtd-2020-03）。

作者简介：余阳（1999-），女，四川成都人，在读本科，研究方向：农学。 *通讯作者 收稿日期：2020-07-26