人参根际分泌物中主效化感物质的鉴定、富集和转化

Ginseng is one of the most important economical plants of Chinese traditional medicines, and its industrial development was restricted by the replant failure. The results of recent studies showed that synthetical effect of allelochemicals from root exudates was the major cause of ginseng continuous cropping barrier. To study their relationship, our research will carried out with main-functional allelochemicals clarified as a paramount. The comprehensive analysis will based on the separation and purification of allelochemicals with bioactivity-guided fractionation and isolation procedure, its dynamic accumulation in field and correlation analysis between activity and allelochemicals interaction, which would support main-functional allelochemicals indentified and enriching process explained. On these bases, the radioisotopic tracers would be applied to study environmental behavior trait (adsorption, transformation, degradation) of main-functional allelochemicals in rhizosphere soil. And the design and smooth implementation of this research would be helpful for solving succession cropping obstacle of Ginseng.

人参是我国重要的特产经济植物，其连作障碍是制约参业发展的瓶颈问题。近期研究显示根系分泌物的化感作用是导致人参忌连作的重要原因，为阐明二者之间的关系，本项目以根际主效化感物质为主线展开研究。通过人参根际分泌物中化感活性最强组分的追踪，结合田间有效浓度的动态监测与化感物质之间复合效应的分析，明确人参根际分泌物中主效化感物质及其在土壤中的富集过程。在此基础上，采用同位素示踪技术开展主效化感物质在根际土壤中吸附、转化、降解等环境行为特征的系列研究，揭示主效化感物质在人参根际的累积机制，为深入分析化感物质对人参根际微生态的影响以及人参忌连作问题的解决提供理论依据。

本项目以人参根际土壤、根系分泌物中化感物质为主要研究对象，针对其化学组分、富集动态、环境行为等进行了相关研究，主要研究结果如下：.（1）人参根际土壤提取物除对人参种子外，对其他作物、人参病原真菌、病原菌的拮抗细菌和放线菌均具有较强的化感作用，表明人参同时具有化感自毒和他感作用，提示人参根际土壤中化感物质具有广谱性。并且提取物对人参病原菌的拮抗细菌的抑制活性>病原菌>拮抗放线菌，表明参后地病害高发可能是由于病原菌天敌受抑导致的。.（2）成功诱导并增殖扩繁了人参根源愈伤组织，以其为生物测定受体，具有不受季节限制、反应灵敏、可重复性强的特点，突破了人参种子、种苗对实验生物测定的限制。.（3）对大田和无土栽培条件下人参根系分泌物进行了系统的化学成分对比。结果发现，大田来源的分泌物物质组成更为丰富（73种）>无土栽培（50种），二者仅有20余种物质共有，主要为有机酸类物质。且随栽培年限增加，土壤中有机酸比例不断增加。.（4）将分泌物中11种常见的有机酸进行了统一的活性对比，结果发现，己二酸、苯甲酸抑制活性最强；乳酸促进活性最强，且乳酸与其他有机酸共存时表现出显著的拮抗作用。.（5）己二酸、苯甲酸在土壤中的含量在2.08-97.59、0.073-0.526μg/g之间波动，二者在土壤中含量超过0.22、46.24μg/g时即表现出极显著的化感作用，但随着栽培年限增加，二者在土壤中的含量不断降低，这可能是二、三年生人参根际土壤化感活性由抑制转为促进的重要原因。.（6）对有机酸的环境行为进行研究发现，丁二酸生物迁移距离>己二酸、苯甲酸>邻苯二甲酸。以根源为中心，土壤中有机酸对受体的影响可划分为强影响区（0-5cm）、稀释区、次强区，次强区的出现距离随有机酸浓度的增加而增加。.（7）参后地土壤对苯甲酸的吸附能力很强，饱和吸附时间为16-36h，平均吸附率为84.67%-91.18%。苯甲酸在土壤中的吸附动力学过程以内扩散模型模拟较好，其模拟系数>0.7；其热力学过程符合Fruendlich等温吸附方程式。苯甲酸在土壤中的吸附属于物理吸附，高浓度苯甲酸分子在土壤颗粒中以束缚态存在为主。