三萜皂苷类物质对人参种群调节与适应的作用及其机制

人参皂苷是三萜类化合物，是人参属植物的特征性药效成分，在药理、药化、临床、新药研发等方面一直是国内外研究的热点，但在人参三萜类皂苷对人参适应与进化的作用方面研究甚少。项目组发现人参三萜类皂苷是活性较强的化感物质，具有抑制人参、白菜、小麦等植物种子萌发和人参幼苗生长的作用，能够改变人参土壤微生物种群结构。本项目拟在已有工作基础上，探讨人参三萜皂苷对人参种群密度调节与抗微生物侵染、抵御昆虫取食等生物环境适应方面的影响，阐明作用机理。其研究结果可使我们进一步认识三萜类物质在植物种群适应与进化中的地位和作用，对于从物种进化角度认识中药材道地性形成机制以及植物化学分类学研究亦有参考价值。

人参三萜类皂苷对人参种子萌发、幼苗根长生长和幼根鲜重增加均具有抑制化感效应。人参总皂苷，二醇组皂苷，三醇组皂苷促进人参根系中SOD，POD和CAT活性提高；Rb族处理后，SOD活性中高浓度处理后低于对照，POD活性在中高浓度处理后显著提高，高浓度处理后活性降低，CAT活性均低于对照； Rb3处理后，SOD活性均低于对照，POD活性中高浓度显著低于对照；Re处理后，SOD和POD活性均显著低于对照。人参幼根中MDA含量均随着处理浓度的增加而升高。内源激素IAA含量随人参三萜类皂苷浓度变化呈先升高后降低趋势，各处理GA3含量均明显降低，ABA含量在高浓度处理后增为对照的2.39倍。对人参蛋白质的合成没有明显作用。透射电镜观察到人参幼根细胞在人参皂苷的诱导培养下，发生了质壁分离和细胞器降解，高浓度TGS处理的根尖细胞质壁分离严重，液泡膜分解，其它细胞器的结构也变得模糊。人参三萜类皂苷对土壤微生物群落初期具有显著的促进作用，后期抑制土壤微生物的生长。人参总皂苷和二醇组皂苷对人参立枯病菌具有低中浓度促进高浓度抑制效应；人参三醇组皂苷促进人参立枯菌生长；人参总皂苷对黑斑病菌具有低中浓度促进高浓度抑制效应，人参二醇组和三醇组皂苷对黑斑菌具有低浓度促进中高浓度抑制效应。人参总皂苷对人参疫病菌生长表现出低中浓度促进高浓度抑制的效应。人参二醇组皂苷和三醇组皂苷均能够促进人参疫病菌生长。人参总皂苷，二醇组皂苷人参三醇组皂苷能够促进人参锈腐菌生长。人参总皂苷对3龄苜蓿夜蛾幼虫均有较显著的拒食活性。8h后对苜蓿夜蛾3龄幼虫的非择性拒食率达93.40%（20mg/mL）、83.42%（10mg/mL）、75.19%（5mg/mL）； 4h后对苜蓿夜蛾3龄幼虫的选择性拒食率分别为77.53%（20mg/mL）、73.58%（10mg/mL）和58.86%（5mg/mL）。2.0%的人参总皂苷对三龄菜粉蝶幼虫的拒食率在2h时分别为88.90%和86.09%。浓度为2.0%的人参总皂苷对金龟子幼虫1h至5h的选择性拒食率分别是95.84%、93.91%、93.52%、92.01%和92.54%。 野外条件下人参三萜类皂苷显著抑制人参幼苗幼根生长, 人参自然种群中，植株最低间距在8—33cm之间。5种因素与人参皂苷关联度大小顺序为：霉菌>放线菌>昆虫数量>细菌>植株密度。