基本信息
- 項目名稱：
- 外來入侵物種黃頂菊化感物質(zhì)研究
- 小類：
- 生命科學
- 大類：
- 自然科學類學術(shù)論文
- 簡介：
- 本作品的創(chuàng)作思路來源于外來入侵物種黃頂菊在我國，尤其是河北省的大面積入侵。其目的在于從黃頂菊中分離、鑒定出其化感物質(zhì)，黃定菊的生物學防治工作提供理論指導。 實驗過程主要分為提取分離，結(jié)構(gòu)鑒定，和活性測試三個階段，通過分離和鑒定從黃頂菊中得到化合物40中，并確定出20種化合物的結(jié)構(gòu)，其中多數(shù)為首次于黃定菊中發(fā)現(xiàn)，一種為自然界首次發(fā)現(xiàn)。最后通過活性測試最終確定其化感物質(zhì)。
- 詳細介紹：
- 本作品的選題依據(jù)主要來源于黃頂菊在我國，尤其是河北省的入侵及大量繁殖，造成了嚴重的經(jīng)濟和生態(tài)損失。傳統(tǒng)的化學防除和人工拔除的手段，對此收效甚微，而且對環(huán)境存在潛在威脅。而從生物學角度來看，化感物質(zhì)與化感作用在黃頂菊的入侵途徑當中發(fā)揮關(guān)鍵作用。因此本作品對黃頂菊化感物質(zhì)的研究旨在為黃頂菊的生物防治工作提供依據(jù)，并探索黃頂菊的開發(fā)利用價值，達到“變廢為寶”的目的。其主要實驗流程大致如下： 首先從河北省衡水市衡水湖地區(qū)采集黃頂菊植株，經(jīng)晾干，粉碎后進行萃取，將所得浸膏經(jīng)柱層析、薄層層析、凝膠層析以及高效液相色譜層析等技術(shù)手段進行分離提純，最終的得到單體化合物四十種。隨后用核磁共振、質(zhì)譜、單晶衍射等技術(shù)對所得樣品進行化學結(jié)構(gòu)鑒定，最終確定了二十種化合物的分子結(jié)構(gòu)。經(jīng)分析，所得到的化合物主要為萜類、甾醇類、黃酮類、噻吩類等化合物。其中多種化合物為首次從黃頂菊中分離得到，一種為自然界中首次分離的到，填補了這一領(lǐng)域的研究空白。經(jīng)報道這些種類的化合物具有廣泛的生物學活性，具有較高的農(nóng)用、藥用價值。最后實驗通過活性測試方式，對所的物質(zhì)進行化感活性的測試，旨在最終確定外來入侵植物黃頂菊的化感物質(zhì)。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 撰寫目的：從化學分子水平去研究黃頂菊的化感作用機制，從而為黃頂菊的防治和利用提供指導。 基本思路：樣采品集→樣品粉碎→提取分離→結(jié)構(gòu)鑒定→活性測試
科學性、先進性及獨特之處
- 本作品采用國際先進的薄層層析技術(shù)、柱層層析技術(shù)、高效液相色譜技術(shù)進行黃頂菊單體化合物的分離提純，并采用核磁共振碳譜、氫譜、二維以及X-晶體衍射技術(shù)進行化合物的結(jié)構(gòu)鑒定，最終通過化感物質(zhì)活性測定法進行測定，力求最終找到并確定黃頂菊的化感物質(zhì)。 本作品為國內(nèi)最早從化合物角度去研究黃頂菊的化感作用，可以為外來入侵物種黃頂菊的防治提供一條新的思路。
應用價值和現(xiàn)實意義
- 1.找到黃頂菊的化感物質(zhì)為其防治提供理論指導。 2.黃頂菊體內(nèi)有多種物質(zhì)具有抗蟲、抗菌、抗氧化活性，具有開發(fā)新型農(nóng)藥、藥物的潛能。
學術(shù)論文摘要
- 本實驗從有機化合物分子角度研究了外來入侵物種黃頂菊的化感物質(zhì)。植物樣品來自于河北省衡水市衡水湖地區(qū)，經(jīng)粉碎、風干后經(jīng)乙醇回流提取后的浸膏。然后經(jīng)逐層層析、薄層層析、凝膠層析、高效液相層析等技術(shù)分離的到有機化合物四十四種。隨后將提純的化合物經(jīng)核磁共振技術(shù)、質(zhì)譜技術(shù)、單晶衍射技術(shù)等手段分析，最終將 種化合物的分子結(jié)構(gòu)確定下來。并得到了一種自然界首次發(fā)現(xiàn)的物質(zhì)。多種化合物為首次在黃頂菊中發(fā)現(xiàn)。最后通過對得到化合物進行種子萌發(fā)率測定、幼根抑制率測定、根系活力測定、活性氧含量測定及根細胞表面存活影響。最終確定黃頂菊化感物質(zhì)，及其化感活性值。
獲獎情況
- 無
鑒定結(jié)果
- 無
參考文獻
- [1]The new triterpenoid sulfates from the leaves of schefflera octophylla [2]Chemical sstidies of chinese licorice roots.I.elucidation of five new flavonoid constituents from the roots of Glycyrrhiza glabra l.collected in xinjiang [3] seco-Abietane Diterpenoids, a Phenylethanoid Derivative, and Antitubercular Constituents from,Callicarpa pilosissima [4] Stigmasterols from typha latifolia, MARINA DELLGAR ECAP, IETROM ONACO, and LUCIOP REVITERA, J o d of Natwal Prodvcrr[5]New thiophenes from echinops grijisii [6]New sulfur containing acetylenic compounds from Arctium lappa
同類課題研究水平概述
- 國外對黃頂菊的研究始于20世紀末。早期的研究主要集中在黃頂菊粗提物的生物學活性上。最早，Green等在南非對抗棉鈴蟲轉(zhuǎn)基因棉花進行的研究中，調(diào)查了34種植物和雜草的棉鈴蟲發(fā)生情況，在黃頂菊上沒有發(fā)現(xiàn)棉鈴蟲，據(jù)此推斷棉鈴蟲對黃頂菊可能具有拒食性。1999年阿根廷科學家發(fā)現(xiàn)黃頂菊甲醇提取物對米象具有殺滅活性。Bardon等發(fā)現(xiàn)黃頂菊葉和花的氯仿提取物對金黃色葡萄球菌的培養(yǎng)菌株具有中等強度的抗菌活性。Ferraro等在對阿根廷和巴拉圭的30多種菊科植物進行要用篩選時發(fā)現(xiàn)，黃頂菊具有抗病毒活性。現(xiàn)在對黃頂菊的研究進入了單體分子化合物水平階段，并主要集中在類黃酮和噻吩類化合物。目前從黃頂菊中共分離出4中槲皮素硫酸酯，其中3,7,3?，4‘-四硫酸槲皮素為自然界首次發(fā)現(xiàn)物質(zhì)，也是第一種從黃頂菊中分離出的類黃酮聚鹽類。Guglielmone等研究了其中兩種槲皮素硫酸酯的抗凝血活性及其機制，發(fā)現(xiàn)這兩種物質(zhì)在凝血過程中起激動素的作用。Agnese等從黃頂菊地上部分和根中分離出兩種噻吩類衍生物，α-三噻吩和5-（3-丁烯-1炔基）2,2’-聯(lián)二噻吩。并且含量較高。其中α-三噻吩是一種典型的活化毒素對白紋伊蚊幼蟲具有強殺蟲活性。對于常規(guī)農(nóng)藥產(chǎn)生抗性的蚊幼蟲，是一種高效、實用的殺蟲劑。 國內(nèi)對黃頂菊的研究開展較晚，主要集中在對粗提物的化感活性研究上。許文超、徐嬌等發(fā)現(xiàn)黃頂菊的莖葉水提取物對棉花具有較強的化感作用。而且黃頂菊的石油醚、氯仿、乙酸乙酯、丙酮和乙醇提取物對幾種植物的化感效應要高于水提物。任艷萍、江莎等對黃頂菊的營養(yǎng)器官進行了解剖學觀察，發(fā)現(xiàn)其根、莖、葉均存在分泌結(jié)構(gòu)或分泌物。以白菜為受試植物對黃頂菊根、莖、葉水浸提液的化感作用進行了探討，發(fā)現(xiàn)白菜種子的萌發(fā)及幼苗生長對黃頂菊不同器官浸提液反應有差異，其對葉片浸提液的濃度響應最明顯。 綜上所述，國外對黃頂菊的研究較為深入，集中在對單體化合物的抗蟲、抗菌、抗病毒等活性的研究上。國內(nèi)相關(guān)研究主要集中在對黃頂菊的化感研究上，但停留在粗提物階段，并未深入到單體分子水平。
