全 文 ：马缨丹及其酚类化合物对水葫芦生长的抑制作用*
易 振 张茂新** 凌 冰 徐 迪 叶景中
(华南农业大学昆虫生态研究室 , 广州 510642)
【摘要】 研究了马缨丹(Lantana camara)叶提取物及其酚类化合物对水葫芦 (E ichhornia crassipes)生长及
其生理生化指标的影响. 结果表明 , 马缨丹鲜叶水提物对水葫芦生长有明显的抑制作用. 在较高浓度(>
30 g FW L - 1)下 6 d可使水葫芦整株干枯死亡. 经过高效液相色谱分离确定马缨丹水提物含有 7种酚类
化合物 ,分别为水杨酸 、龙胆酸 、雷琐酸 、香豆素 、阿魏酸 、对羟基苯甲酸和 6-甲基香豆素 , 在马缨丹鲜叶水
提液中的浓度分别为 50. 95、13.46、5.28、3.36、2.92、2.19和 0.34 m g L - 1. 7种化合物的混合物对水葫芦
抑制程度最大 ,其次为水杨酸 ,再次为 6-甲基香豆素 、香豆素 , 对羟基苯甲酸对水葫芦也有明显的抑制作
用 ,而龙胆酸 、雷琐酸 、阿魏酸对水葫芦的抑制作用较小.
关键词 水葫芦 马缨丹 酚类化合物 抑制作用
文章编号 1001 - 9332(2006)09 -1637 - 04 中图分类号 S451. 1 文献标识码 A
Inh ib itory effec ts of Lan tana cam era and its contained phenolic compounds on E ichhorn ia crassipes
grow th. Y I Zhen, ZHANG M aox in, L ING B ing, XU Di, YE Jing zhong (Laboratory of Insect E cology, South
Ch ina Agricu ltura lUn iversity, Guangzhou 510642, China). -Chin. J. Appl. Ecol. , 2006, 17(9):1637 ～ 1640.
Th is paper studied the effec ts of Lantana camera fresh leaves aqueous extrac t and its contained pheno lic com-
pounds on the g row th and physiologic-biochem ical indexes o fE ichhorn ia cra ssipes. The resu lts show ed that this ex-
trac t had obvious inh ibito ry effects on the g row th and deve lopm ent o fE. crassipes. W hen the concentration w as
higher than 30 g FW L- 1 , it cou ld killE. crassipes a fte r6 days trea tm en.t A tota l o f seven pheno lic com pounds
in the abstract w ere identified by HPLC, which w ere sa licy lic acid, gen tisic acid, β-re sorcy lic ac id , coum arin,
fe rulic ac id, p-hydroxybenzoic acid and 6-me thy l coum arin, w ith the concentra tions be ing, 50. 95, 13. 46, 5.28,
3.36, 2.92, 2.19 and 0.34 m g L- 1 , re spective ly. The m ix tu re o f the seven compounds had the strongest in-
hib itory effe ct, follow ed by sa licy lic ac id, 6-me thy l coum arin, coum arin, and p-hydroxybenzo ic ac id, while the
effects o f β-re sorcy lic ac id and gen tisic acid w ere no t significan.t
Keyw ords E ichhornia crassipes, Lantana camara , Pheno lic compounds, Inhibito ry e ffec.t
*国家自然科学基金资助项目(30571224).
**通讯联系人. E-m ai l:m xzh ang@ scau. edu. cn
2006 - 02 - 28收稿 , 2006 -07 - 20接受.
1 引 言
水葫芦 (E ichhornia crassipes)属雨久花科凤眼莲
属 ,为多年生水生植物 ,原产南美亚马逊河流域 ,被
列为世界十大恶性杂草 [ 5] . 现已分布于亚洲 、北美 、
非洲和大洋洲 ,至少 62个国家和地区受到水葫芦入
侵的危害 [ 1, 20] . 水葫芦最早于 1900年传入我国台
湾 [ 3] ,现已扩散蔓延到我国华南 、华中 、华东和其它
一些地区 ,严重影响航运 、水产养殖和水利建设等;
干扰水体生态系统的生物多样性 ,并对当地居民饮
水 、健康造成威胁 [ 3, 14] .一些国家和地区开展了对于
水葫芦的控制工作 ,主要措施包括人工 (机械 )打
捞 、化学防治和利用天敌 、病菌的生物防治 [ 5 ～ 7, 16] .
研究证明 ,马缨丹 (Lan tana camara)、无根藤 (Cas-
sy tha sp. )、银胶菊 (Partheniμm hysterophorus)、野薄
荷 (Coleus amboinicus)、菟丝子 (Cuscuta reflexa)、
Hydrilla verticillata等植物的提取物或干粉悬浮液对
水葫芦的生长有显著的抑制作用[ 9, 10, 18, 26] . 马缨丹
在热带和亚热带地区分布广泛[ 5, 11]且含有大量次生
物质 [ 2, 4] ,对多种水生植物的幼苗 、根长和发芽具有
较强的抑制作用 [ 17, 19, 24] .本文研究马缨丹水提液和
酚类化合物对水葫芦的生长抑制作用 ,旨在探讨其
对水葫芦生长和存活的化学抑制机理 ,为科学防治
水葫芦提供依据.
2 材料与方法
2.1 供试材料
马缨丹叶片采自华南农业大学校园 , 水葫芦采自华南农
业大学校园附近的水塘.
2.2 马缨丹水提液中酚类化合物的 HPLC分离及鉴定
供试 7种酚类化合物标准品试水杨酸 (99%)、阿魏酸
(98%)、龙胆酸 (99%)、雷琐酸 (99%)、 6-甲基香豆素
(99%)、香豆素(99%)和对羟基苯甲酸(99%)均购自北京
化学试剂公司.试验用高效液相色谱仪 (HPLC)为美国惠普
应 用 生 态 学 报 2006年 9月 第 17卷 第 9期
CH INESE JOURNAL OF APPLIED ECOLOGY, Sep. 2006, 17(9):1637 ～ 1640
DOI牶牨牥牣牨牫牪牳牱牤j牣牨牥牥牨牠牴牫牫牪牣牪牥牥牰牣牥牫牪牭
公司 HP-1100型 ,所用流动相试剂乙腈 、乙酸和水均为色谱
纯级试剂.
将马缨丹鲜叶剪成 1 cm2左右的碎片 , 称取 12 g溶于
100 m l纯净水中 , 在 25 ℃±1 ℃的室内浸泡 48 h后 , 用直径
为 0. 45 μm的滤头过滤 , 滤液进行 HPLC分析. 采用 C18反
相柱(H ype rsil, 300 mm ×4.0 mm , 5 μm , 大连依利特科学仪
器有限公司生产 ), 以乙腈和 1%乙酸水溶液混合溶剂为流
动相进行梯度测定. 在 1.0 m l m in- 1流速下 ,以 30%乙腈经
3 m in、35%乙腈经 7 m in、 40%乙腈经 5 m in、 45%乙腈经 5
m in、70%乙腈经 5 m in. 最后再以 30%乙腈经 10 m in, 共 35
m in,进样量 10 μl,紫外检测波长为 254 nm.
准确称取各酚类化合物标准品溶于纯净水中 ,用直径为
0. 45 μm的滤头过滤. 采用外标法按上述 HPLC条件进行测
定 , 通过已知化合物的色谱峰保留时间来确定马缨丹水提物
中酚类化合物的种类 .将确定的酚类化合物标准品分别配
制成 4个浓度进行 HPLC测定 , 绘制标准曲线 ,计算马缨丹
鲜叶水提物中不同酚类化合物的含量.
2. 3 马缨丹水提液的生物活性测定
采集马缨丹鲜叶 , 用刀剁成 1 ～ 2 cm 的碎片 , 放入塑料
桶内 , 按 60 g FW L - 1的浓度加水 , 在 25 ℃±1 ℃的室内浸
泡 48 h后 , 用垫有双层滤纸的漏斗减压抽滤 , 滤液再用水稀
释成 60、40、30、20和 10 g FW L - 1.将 3 L不同浓度处理液
加到直径为 30 cm. 高为 15 cm的塑料盆中 ,每盆放一株 8 ～
12叶长势接近的水葫芦 , 以清水处理为对照 , 6次重复. 每 2
d调查各处理水葫芦根长 、鲜重和枯叶率 , 当水葫芦叶完全
干枯时视为已经死亡 .
2. 4 酚类化合物的生物活性测定
将 7种酚类化合物标准品配制成浓度为 300 m g L -1的
溶液 , 以清水为对照测定酚类化合物的生物活性. 试验方法
同 2. 3.
2. 5 酚类化合物混合物的生物活性测定
按马缨丹水提液中不同酚类化合物所占比例分别称取
水杨酸 5. 84 g、6-甲基香豆素 0.04 g、龙胆酸 1. 54 g、对羟基
苯甲酸 0. 25 g、香豆素 0. 39 g、雷琐酸 0. 61 g和阿魏酸 0. 33
g配成 500 mg L - 1的母液 , 依次稀释至 400、 300、200和 100
m g L - 1测定酚类化合物混合物的生物活性. 试验方法同
2. 3.
2. 6 数据处理和统计方法
根据各处理的枯叶数 ,按下式计算枯叶率:
枯叶率 =每株枯叶数每株总叶数 ×100%
枯叶率经邓肯新复级差检验后处理与对照差异显著时 ,
按下式计算抑制效果:
抑制率 =
C -T
C
×100%
T -C
T
×100%
C≥T
C
数据采用 DPS v 3.01软件进行处理.
3 结果与分析
3.1 马缨丹水提液酚类物质的鉴定
经过高效液相色谱分离并采用酚类化合物标准
品对照确定马缨丹水提液含有 7种酚类化合物 ,即
水杨酸 、龙胆酸 、雷琐酸 、香豆素 、阿魏酸 、对羟基苯
甲酸和 6-甲基香豆素 ,其含量分别为 50.95、13.46、
5.28、3.36、2.92、2.19和 0.34 mg L -1 ,以水杨酸
的含量最高 ,其次是龙胆酸 、雷琐酸 、香豆素 、陈魏酸
和对羟基苯甲酸 , 6-甲基香豆素含量最低.
3.2 马缨丹水提液对水葫芦的抑制作用
由表 1可以看出 ,马缨丹水提液对水葫芦叶片
生长具有明显的抑制作用. 较高浓度可使水葫芦整
株干枯死亡.不同浓度马缨丹水提液对水葫芦的抑
制作用随浓度的增加抑制效果明显增强 ,同一浓度
处理随着时间的延长抑制效果明显提高. 除 10 g
L
-1
2 d无抑制作用外 ,其余各处理的抑制效果均达
46.5%以上;高浓度处理(30 ～ 60 g L- 1)的水葫芦
在 6 d就全部整株干枯死亡 ,处理间差异不显著;20
g L -1处理的水葫芦在 8 d全部整株死亡 ,抑制效
果均达 100%;10 g L -1处理的水葫芦在 4 d枯叶
率开始与对照出现明显差异 , 8 d的抑制效果达
54.0%,到 12 d水葫芦全部死亡.
表 1 不同处理水葫芦的枯叶率
Tab le 1 Lea f w ilting ra te o fE. crassipes under different trea tmen ts
浓度
Concentration(g FW L -1)
处理后天数 D ays after trea tment(d)
2 4 6 8
对照 CK 10.9±0.55c 22. 5±0.33d 25.6±2.37c 31.5±1.33c
10 12.3±0.66c 30.6±0.26c 43. 8±1.34b 68.5±1.62b
20 52.3±0.59b 63. 4±0.31b 75.2±1.39bc 100a
30 72.1±0.61a 81.5±0.35a 100a 100a
40 80.8±0.62a 90.3±0.23a 100a 100a
60 85.7±0.64a 94.6±0.36a 100a 100a
同列数据不同字母表示差异显著(P <0.05) Numbers in the same co lumn with
diffe ren t le tters indicated significant d ifference a t 0. 05 leve .l 下同 The same be-
low.
马缨丹水提液对水葫芦的影响不仅仅表现为叶
片干枯 ,对水葫芦根部也有明显影响.马缨丹水提液
处理 2 d后 ,水葫芦根均不同程度地变黑 ,高浓度处
理(30 ～ 60 g L -1)水葫芦的一部分根在处理第 4
天开始脱落 ,且开始出现整株死亡现象.对水葫芦根
长的影响到第 6天才比对照明显缩短(表 2).
3.3 酚类化合物对水葫芦的抑制作用
马缨丹叶片水提液含有的 7种酚类化合物用同
一浓度(300mg L -1)处理水葫芦后 , 2 d水葫芦的
枯叶率就显著比对照高 (表 3). 7种酚类化合物
对水葫芦的抑制效果存在显著差异 ,以水杨酸 、6-甲
1638 应 用 生 态 学 报 17卷
表 2 不同处理对水葫芦根长的抑制作用
Table 2 Inh ibitory effect on root leng th ofE. crassipes under d iffer-
ent trea tmen ts
浓 度
Concentration
( g FW
L
-1)
处理后天数 Days after treatmen t (d)
0 2 4 6 8
对照 CK 8. 84±0.58 a 9.02±0. 68 a 9.14±0. 69a 9.34±0. 72a 9.56±0. 72a
10 8. 86±0.55 a 8.70±0. 58 a 8.80±0. 61a 8.52±0. 56b 8.14±0. 64b
20 8. 68±0.43 a 8.58±0. 53 a 8.50±0. 50a 8.46±0. 54b 死亡 Dead
30 9. 00±0.51 a 8.9 ±0.55a 8.72±0. 51a 死亡 Dead 死亡 Dead
40 7. 96±0.51 a 8.36±0. 49 a 7.68±0. 69a 死亡 Dead 死亡 Dead
60 7. 72±0.61 a 6.92±0. 85 a 6.32±0. 59b 死亡 Dead 死亡 Dead
表 3 7种酚类化合物处理下水葫芦的枯叶率
Table 3 Leaf w ilting ra te ofE. cra ss ipes under seven phenolic com-
pound trea tm ents
化合物
Compound
处理后天数 D ays afte r trea tment(d)
2 4 6
对照 CK 9.57±0.69e 10.2±0.69e 26.97±6. 08e
水杨酸
Sa licy lic ac id
63.87±2.27a 82.54±2.27a 100a
阿魏酸
F erulic acid
34.76±2.29d 53.45±2.29d 63.83±2.29d
6-甲基香豆素
6-M ethy l coumarin 60.48±2.31ab 80.79±0.95ab 100a
香豆素 Couma rin 58.94±2.53b 82.27±1.49a 100a
龙胆酸
G entisic acid
49.24±2.81c 65.05±2.81c 77.35±2. 60c
雷琐酸β -Resorcy lic ac id 48.61±2.33c 66.09±2.32c 78.52±1. 84c
对羟基苯甲酸
p-Hydroxybenzoic ac id 57.23±1.8b 75.50±1.80b 92.71±1.61b
基香豆素和香豆素的叶枯率最高 ,抑制作用最强 , 6
d的抑制效果均达 100%. 其次是对羟基苯甲酸 、雷
琐酸和龙胆酸 , 6 d的抑制效果分别为 90.01%、
70.59%和 68.99%. 阿魏酸的抑制效果最差 , 为
50.47%.
从表 4可以看出 , 7种酚类化合物对水葫芦的
根长和湿重也有显著影响. 7种酚类化合物处理 6 d
后 ,处理水葫芦根长和湿重比对照水葫芦明显减少.
同一浓度下(300 mg L- 1)7种酚类化合物对水葫
芦根长和湿重的抑制作用大小趋势与对叶片抑制作
用相似且抑制效果随处理时间的延长明显提高.
3.4 7种酚类化合物混合后对水葫芦的抑制作用
从图 1可以看出 , 7种酚类化合物混合后对水
葫芦叶片的生长有明显的抑制作用 ,且抑制作用随
着使用浓度的增加和处理时间的延长而增强.
图 1 7种酚类化合物对水葫芦的抑制效果
F ig. 1 Inh ib itory ef fect of seven ph enolic m ixed compound s on E. cras-
sipes.
从表 5可以看出 ,酚类化合物混合后 ,不同浓度
处理 4 d后水葫芦的湿重与对照相比明显减轻 ,但
只有 500mg L -1处理的根长比对照明显缩短 , 200
～ 500mg L -1浓度处理 6 d后水葫芦根长均比对
照明显缩短 ,且出现干枯死亡 ,在 500 mg L -1浓度
处理 6 d水葫芦全部干枯死亡.
表 4 7种酚类化合物对水葫芦生长的抑制作用
Table 4 Inh ibitory effect of seven phenolic compounds on the grow th ofE. crass ipes
项 目
Item
化合物
compound s
处理后天数 Days af ter treatm en t(d)
0 2 4 6
根长 CK 15. 13±0. 80 a 16.78±0. 38a 16. 17±0. 77 a 17. 62±0. 34a
Root leng th 水杨酸 S alicy lic acid 14. 92±0. 80 a 10.52±0. 40c 8. 15±0. 80 e 6. 28±0. 64d
(cm) 阿魏酸 Feru lic acid 15. 13±1. 03 a 14.08±0. 81ab 12. 92±0. 33b 10. 58±0. 33b
香豆素 Coum arin 15. 33±0. 85 a 10.68±0. 74c 8. 68±0. 89 e 6. 18±0. 56d
龙胆酸 G en tisic acid 14. 98±1. 59 a 13.75±1. 02ab 12. 58±0. 44b 9. 75±0. 80b
雷琐酸 β-Resorcylic acid 16. 40±1. 72 a 13.20±0. 47b 11. 37±0. 86 c 9. 18±0. 51b c
对羟基苯甲酸 p-Hyd roxyb enzoic acid 15. 20±1. 30 a 12.35±0. 45bc 9. 32±0. 77d 7. 48±0. 57 c
6-甲基香豆素 6-m ethy l coum arin 15. 10±1. 78 a 10.63±0. 32c 8. 55±0. 60 e 6. 38±0. 59 cd
湿重 CK 76. 42±0. 59 a 78.19±0. 58a 82. 80±1. 16 a 85. 46±1. 27a
Fresh w eigh t 水杨酸 S alicy lic acid 76. 52±2. 74 a 58.47±1. 38e 51. 17±1. 69 e 42. 82±1. 65 f
(g) 阿魏酸 Feru lic acid 73. 48±1. 95 a 69.34±3. 09b 70. 14±3. 05bc 68. 16±2. 00b
香豆素 Coum arin 79. 85±0. 78 a 59.7±2. 08e 53. 66±2. 56 e 45. 34±2. 49 f
龙胆酸 G en tisic acid 77. 53±1. 45 a 69.82±2. 53b 74. 48±1. 56b 62. 13±2. 81 c
雷琐酸 β-Resorcylic acid 77. 55±2. 70 a 67.42±1. 73c 66. 07±2. 02 cd 57. 97±1. 39de
对羟基苯甲酸 p-Hyd roxyb enzoic acid 73. 08±3. 18 a 64.11±1. 85d 60. 1±1. 91d 53. 93±1. 71e
6-甲基香豆素 6-m ethy l coum arin 74. 15±2. 05 a 60.61±2. 09e 52. 05±3. 06 e 43. 47±1. 77 f
16399期 易 振等:马缨丹及其酚类化合物对水葫芦生长的抑制作用
表 5 不同酚类化合物混合物对水葫芦的抑制作用
Table 5 Inh ibitory effect of seven m ixed pheno lic compounds on E.
crassipes
项 目
Item
浓 度
Concentration
(mg L -1)
处理后天数
D ays after treatm en t(d)
0 2 4 6
湿重 对照 CK 82. 76±7. 04 a 84. 14 ±12.67a 88.97±9. 55a 93.16±9. 37a
Fresh 100 84. 37±4. 38 a 83.09 ±9.75a 79.98±9. 59ab 74.09±8. 99b
weigh t 200 79. 47±6. 28 a 75.58 ±6.28a 71.62±6. 35ab 64.35±5. 86bc
(g) 300 84. 06±2. 83 a 77.34 ±8.79a 70.54±7. 33ab 60.66±6. 82bc
400 84. 00±3. 45 a 75.05 ±3.45a 66.84±4. 49ab 55.55±3. 35bc
500 84. 55±3. 87 a 73.68 ±8.67a 62.51±5. 14b 0 c
根长 对照 CK 10. 63±0. 74 a 10.63 ±0.74a 10.83±0. 43a 11.2±0. 59a
Root 100 11. 43±0. 61 a 11.43 ±0.61a 10.93±0. 70a 10.37±0. 62ab
length 200 10. 68±0. 46 a 10.68 ±0.46a 10.02±0. 50ab 9.43±0. 23bc
(cm) 300 10. 48±0. 66 a 10.48 ±0.66a 9.70±0. 61ab 8.9±0. 52cd
400 10. 50±0. 84 a 10.5 ±0.84a 9.52±0. 60ab 8.58±0. 28cd
500 10. 05±0. 58 a 10.05 ±0.58a 8.55±0. 34b 0d
4 结 语
某些陆生植物之间存在化感作用已被大量事实
所证明 [ 11 ～ 15, 21 ～ 23, 25] ,但陆生植物与水生植物之间化
感作用的研究还比较少 [ 9] . 马缨丹对水生植物的抑
制作用已有报道 [ 8, 24, 26] . 本文以鲜马缨丹叶的水提
液对水葫芦进行处理 ,表明马缨丹鲜叶水提液对水
葫芦有明显的抑制作用 , 20 ～ 60 g L -1浓度处理水
葫芦在 6 ～ 8 d就全部整株干枯死亡. 高效液相色谱
分离确定有 7种酚类化合物 ,即水杨酸 、6-甲基香豆
素 、龙胆酸 、对羟基苯甲酸 、香豆素 、雷琐酸和阿魏
酸 , 7种酚类化合物及其混合物均对水葫芦的生长
有明显抑制作用 ,且抑制作用随使用浓度的增加和
处理时间的延长而增强. 马缨丹鲜叶水提液及相应
酚类化合物对水葫芦的抑制作用主要表现在使水葫
芦叶片失水干枯 ,根毛变黑 ,易脱落 ,其机理尚有待
进一步研究.
参考文献
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作者简介 易 振 ,男 , 1979年生 , 硕士研究生. 主要从事化
学生态学研究. E-m ail:yzscu t@ sohu. com
责任编辑 肖 红
1640 应 用 生 态 学 报 17卷