全 文 ：2014 年 7 月
第 28 卷第 3 期总 97 期
北京联合大学学报
Journal of Beijing Union University
Jul． 2014
Vol． 28 No． 3 Sum No． 97
［收稿日期］ 2014 － 02 － 28
［基金项目］ 国家“十五”科技攻关项目“四川盆地低山丘陵水土流失综合治理与示范”(2001BＲ606A-06)。
［作者简介］ 廖薇(1981—)，女，四川省西昌市人，凉山州农产品质量安全检测中心农艺师，研究方向为作物研究以及
仪器分析。
青花椒叶片水浸液的成份鉴定及
其化感作用的生物测定
廖 薇1，张 健2，杨婉身2
(1． 凉山州农产品质量安全检测中心，四川 西昌 615000;2． 四川农业大学，四川 雅安 625014)
［摘 要］ 通过研究青花椒叶片水浸液提取物的化感成分以及对小麦种子生长的化感作用: GC-
MS结果表明，叶片水浸液提取物中的主要有机化学物质是: 5a-雄甾烷-11-酮，( + ) －细辛素，二
氢-2-乙酰基苯并呋喃，正二十四烷，正二十七烷，正二十八烷，1，8-萜二烯，a-佛手柑油烯，
( Ｒ) -3，7-二甲基-1，6-辛二烯-3-醇，3，7，11-三甲基-2，6，10-十二烷三烯-1-烷，正十六烷和十二烷酸
等，其中包含很多被报道过的化感物质。生物测定结果表明:与对照组相比，青花椒叶片水浸液
萃取酸性乙酸乙酯部分对小麦幼苗和胚根的生长以及叶绿素的含量表现出极显著的抑制作用，
中性组分对小麦的幼苗和胚根的生长以及叶绿素的含量表现出显著差异，而碱性组分与对照相
比，幼苗与胚根的长度差异不显著。酸性组分在 5 mL 时对幼苗的伸长生长和根长以及叶绿素含
量的抑制作用最为强烈，且随组分浓度的增加而增加，表明青花椒叶片水浸液中确实存在化感物
质。
［关键词］ GC-MS; 化感; 青花椒;生物鉴定;水浸液;小麦;叶片
［中图分类号］ Q-331 ［文献标志码］ A ［文章编号］ 1005-0310(2014)03-0042-05
Allelopathy of the Aqueous Extracts of Leaves of Zanthoxylum
Schinifolium Zucc and the Identification of the Chemicals
LIAO Wei1，ZHANG Jian2，YANG Wan-shen2
(1． The Agricultural Products Quality and Safety Testing Center in Liangshan，Sichuan Xichang 615000，China;
2． Forestry And Horticulture College，Sichuan Agricultural University，SichuanYaan 625014，China)
Abstract:Field experiments，simulations and chemical analysis were used to study the allelopathy of the aqueous
extracts of Zanthoxylum schinifolium Zucc to the seeding growth． Allelochemicals in the aqueous extracts of
Zanthoxylum schinifolium Zucc were analysed by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS)． The
compounds mainly include 5á-Androstan-11-one，(+ )-Asarinin，Coumaran，Tetracosane，Heptacosane，
Octacosane，L-Linalool，à-Bergamotene，trans-à-Bergamotene，Farnesane，Hexadecane，dodecanoic acid，etc，many
of which were reported as allelochemicals． The result of identification showed that young plant，radical elongation
and content of chlorophyll were significantly inhibited by the acidic fraction extrated by ethyl acetate from the
aqueous extracts of Zanthoxylum schinifolium Zucc;young plant，radical elongation and content of chlorophyll were
also dramatically inhibited by the neutral fraction;but the alky fraction compared with the contrast，didn’t show
the evident disparity of the young plant and the radical elongation． The effect of inhibition by the acidic fraction is
DOI:10.16255/j.cnki.ldxbz.2014.03.021
第 28 卷第 3 期 廖 薇等:青花椒叶片水浸液的成份鉴定及其化感作用的生物测定
the most intensive，and the higher the concentrations，the stronger the allelopathy． The experement showed that the
allelopathic substance exsist in the aqueous extracts of Zanthoxylum schinifolium Zucc．
Key words:GC-MS;Allelopathy;Zanthoxylum schinifolium zucc;Bioassay;Aqueous extracts;Wheat;leaves
0 引言
植物的化感作用是指供体植物通过地上部分
如茎、叶、花、果实和种子的挥发、淋溶和根系分泌
物等向环境中释放某些化学物质，从而影响受体植
物的生长发育［1］。农林系统因能更充分地利用环
境和资源而具有较高的经济和生态效益，化感作用
能促进或抑制这些效益的发挥。由于化感作用普
遍存在于自然界中，与植物间光、水分、养分和空间
的竞争一起构成了植物的相互作用，对其深入研究
将有利于复合农林中的植物配置、耕作制度和栽培
措施的科学化，在植物间加强促进作用，降低抑制
作用，以促进生物多样性和农业的可持续性发展。
花椒(Zanthoxylum． L)属芸香科(Ｒutaceae)落
叶灌木或小乔木的成熟果皮，其果实、根、茎、叶均
可作药用，具有镇痛、麻醉、抑菌、杀虫和抗癌等功
效。青花椒是芸香科花椒属植物(Zanthoxylum．
schinifolium Zucc．)的干燥成熟青皮，是《中国药典》
所收载的常用中药材。性温、味辛，功能温中止痛、
杀虫止痒，可用于治疗慢性关节炎、肌肉风湿痛、腕
腹冷痛、呕吐泄泻、虫积腹痛、蛔虫症以及外治湿疹
瘙痒等。据有关报道，花椒属植物的提取物或挥发
油在抗病毒、杀病菌和微生物等方面具有显著功
效［2］。到目前为止，前人对不同花椒品种的果皮、
根和叶片挥发油的成分研究较多，也有对青花椒叶
片进行水蒸气蒸馏所得到的挥发油进行化感物质
的鉴定与分析。本文研究了青花椒植株地上部分
水浸液的化感作用，并对其进行了初步分离和生物
测定，以期更充分地了解这些物质对生态环境的影
响，进而在合理安排作物布局、作物的间套轮作、杂
草防除等方面提供理论依据。
1 材料与方法
1. 1 材料
青花椒新鲜叶片采于简阳石桥镇青花椒实验
基地，小麦种子品种:川农 12#。
1. 2 仪器
HP 6890 /5973GC /MS质谱仪，ZFQ-3 型旋转蒸
发仪。
2 实验方法
2. 1 青花椒新鲜叶片的浸提
取新鲜的青花椒叶片，剪成 5 cm 长的小段，加
5 倍重量的蒸馏水，在室温下浸泡 24 h 后过滤，滤
液存于 4℃冰箱待用。
2. 2 青花椒新鲜叶片化感成分的分离鉴定
2. 2. 1 分离
取浸提液，用乙酸乙酯萃取其中的酸、碱及中
性有机物质，方法如下［3］:
将所得碱性、中性及碱性乙酸乙酯萃取部分旋
转蒸发浓缩至 10 mL左右，经 0. 45 μm微孔滤膜处
理后，直接用于 GC-MS检测。
2. 2. 2 鉴定
提取液组分用气相色谱—质谱仪进行分析，电
子轰击源，载气为高纯氦气，倍增电压 1. 047 kV，扫
描质量范围 20 ～ 450 AMV，离子源温度 230℃，石英
毛细管柱 30 × 0. 25 mm，进样口温度 240℃，初始温
度 50℃，以 10℃ /min 程序升温至 260℃，流量 1
mL /min，进样量 1 μL。应用标准图库 NIST98，利用
计算机检索系统进行未知物的鉴定。
2. 3 化感物质的生物测定
将获得的 3 种不同组分的水浸液提取物分别
进行种子萌发实验。在直径 10 cm的培养皿中铺 2
张直径为 10 cm的定性滤纸，分别加入 0、1、3、5 mL
各组分浓缩后的提取液(浓度均为 1 g /mL)，各组
分对照也分别加入 0、1、3、5 mL 乙酸乙酯，各样品
与对照组溶剂自然挥发后，加入 5 mL蒸馏水，再选
取一些较均匀的种子，经 0. 5%的 H2O2 消毒 30 min
后，各取 30 粒，随机排列在滤纸上，盖上盖，重复 3
次，在 27℃光照培养箱中自然萌发，光照时间为 12
h /d。6 d后记录苗高，测定根长以及叶绿素的消光
度［3］。
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北京联合大学学报 2014 年 7 月
2. 4 实验数据的统计方法
按文献［4］的方法进行处理，即:
ＲI =
1 － C /T， 当 T≥C时
T /C － 1， 当 T ＜ C{ 时。
C是对照值，T 是处理值，ＲI 代表化感效应，当
ＲI ＞ 0 时表示促进作用，当 ＲI ＜ 0 时表示抑制作用，
ＲI的绝对值代表作用强度的大小，最后所得数据用
DPS处理。
3 结果与分析
3. 1 青花椒叶片水浸液不同萃取组分对小麦的
化感作用
表 1 中的数据为重复处理 3 次的化感作用效
应(ＲI)的平均值，通过 LSD 检验获得差异显著性
比较，同一列标有不同小写字母的表示处理间差异
显著(P ＜ 0. 05) ，标有不同大写字母的表示处理间
差异极显著(P ＜ 0. 01)。
用不同萃取组分的叶片水浸液测试其对小麦
种子生长的影响(如表 1 所示)。结果表明:各萃
取组分用 5 mL 处理时均对小麦胚根具有较强的
抑制作用。与对照组相比，酸性组分各浓度处理
对小麦的幼苗和胚根的生长以及叶绿素的含量表
现出极强的抑制作用，中性组分处理表现出一定
的抑制作用，而碱性组分与对照组相比，对幼苗与
胚根的长度作用均不显著。酸性组分在 5mL 时
对幼苗的伸长生长和根长以及叶绿素含量的抑制
作用最为强烈，且随浓度的增加对受试植物的抑
制作用显著增强。上述结果表明:在青花椒叶片
水浸液中存在抑制小麦生长的化感物质，并且此
化感物质有可能更多地存在于乙酸乙酯水浸液提
取的酸性组分中。
3. 2 青花椒叶片水浸液不同萃取成分的鉴定
用气相色谱—质谱联用仪分析了青花椒叶片
浸提物的化学成分(如表 2 所示)，结果表明:青花
椒叶片浸提物中含有 40 种化学成分，其中包含被
报道过的植物挥发油中的化学物质［5-8］和化感物
质［9-10］。主要物质是 5a-雄甾烷-11-酮，生育醇，
2，4，5-三甲氧基苯甲酸，二氢-2-乙酰基苯并呋喃，
正二十四烷，4-羟基苯乙醇，9-甲基十九烷，正二十
一烷，正二十七烷，正二十八烷，甲氧基乙酸-4-十四
烷酯，(Ｒ)-3，7-二甲基-1，6-辛二烯-3-醇，1，8-萜
二烯，a-佛手柑油烯，3，7，11-三甲基-2，6，10-十二烷
三烯-1-烷，2，6-二甲基-2，6-辛二烯-8-乙酸酯，正十
六烷，2，5-二甲基菲，3，6-二甲基菲，十二烷酸。其
中 2，4，5-三甲氧基苯甲酸，又称细辛素，在前人研
究花椒的茎和根皮成分时认为它具有很高的生物
活性，能够对白血病细胞(HL-60)的 DNA合成产生
抑制作用［11］，另外，它也能发表散寒、温肺化痰、祛
风止痛、温通血脉，对流感病毒、仙台病毒和结核杆
菌有抑制作用，对除虫菊、杀虫剂有增敏作用［12］。
二氢-2-乙酰基苯并呋喃，又称香豆酮，对斜纹夜蛾
幼虫的取食有抑制作用［13］。2，6-二甲基-2，6-辛二
烯-8-乙酸酯，又称乙酸香叶酯，具有甜果青玫瑰花
样的香气，可用作香料及昆虫诱引剂［14］。生育醇，
又称维他命 E，1936 年有人从小麦胚芽油中分离并
鉴定到两种具有维生素 E活性的化合物，其不仅可
保护组织的完整性，而且在生物体的抗氧化防御机
制中作为自由基链终止抗氧化剂起着非常重要的
作用［15］。十二烷酸，又称月桂酸，可用于醇酸树脂
及润湿剂、洗涤剂和杀虫剂的制备。(Ｒ)-3，7-二甲
基-1，6-辛二烯-3-醇，又称 L-芳香醇，具有典型的花
香香气，不仅是香精的重要原料，同时也有抗细菌、
抗真菌和抗病毒活性［16-18］，并且对锯谷盗(Triblium
castaneum)有有效的防治作用［19］。
表 1 青花椒叶片水浸液萃取组分对小麦生长的影响
Table 1 Effect of the aqueous extracts of
Zanthoxylum schinifoliumon growth of wheat
指标 对照
碱性组分 /mL
1 3 5
苗长
0
ab A
－ 0. 087
b A
－ 0. 060
b A
0. 046
a A
根长
0
a A
－ 0. 037
ab AB
－ 0. 013
a AB
－ 0. 073
b B
叶绿素含量
0
a A
－ 0. 563
c B
－ 0. 375
b B
0. 058
a A
指标 对照
中性组分 /mL
1 3 5
苗长
0
a A
－ 0. 178
bc BC
－ 0. 118
b AB
－ 0. 287
c C
根长
0
a A
－ 0. 258
c C
－ 0. 130
b B
－ 0. 863
d D
叶绿素含量
0
a A
－ 0. 576
b B
－ 0. 151
a A
－ 1. 423
c C
指标 对照
酸性组分 /mL
1 3 5
苗长
0
a A
－ 0. 265
b B
－ 0. 591
c C
－ 1. 424
d D
根长
0
a A
－ 0. 218
b B
－ 0. 522
c C
－ 2. 353
d D
叶绿素含量
0
a A
－ 0. 368
b B
－ 1. 321
c C
－ 4. 978
d D
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第 28 卷第 3 期 廖 薇等:青花椒叶片水浸液的成份鉴定及其化感作用的生物测定
表 2 青花椒叶片水浸液的化学成分
Table 2 the constituents of the aqueous extracts of Green Prickleyash
成分
相对含量 /%
碱性
部分
中性
部分
酸性
部分
成分
相对含量 /%
碱性
部分
中性
部分
酸性
部分
乙酸乙酯 3． 690 10． 682 2，5-二甲基菲 2． 957 1． 859 3． 051
4-甲基-1-(1-甲基乙基)-3-环己烯-
1-醇
1． 863 3，6-二甲基菲 2． 911
苯氧基乙烯 4． 500 甲氧基乙酸-4-十四烷酯 2． 734 3． 855
二氢-2-乙酰基苯并呋喃 18． 902 正二十烷 2． 001 2． 251
二环［3． 3． 1］2-壬基-9-烯醇 3． 427 2，3，5-三甲基菲 2． 665 2． 226
(Ｒ)-3，7-二甲基-1，6-辛二烯-3-醇 4． 900 棕榈酸单甘油酯 2． 528 1． 872
4-羟基苯乙醇 2． 822 3． 080 6． 184 2，6，10，14-四甲基十七烷 3． 888 0． 870
3-叔丁基-4-甲氧基苯酚 2． 209 9-甲基十九烷 4． 241
3，5-二叔丁基苯酚 2． 787 1． 254 2． 302 a-佛手柑油烯 1． 532
1，5-联苯-2H-1，2，4-三唑啉-3-硫酮 5． 246 1，8-萜二烯 3． 336
2，3，5，8-四甲基癸烷 2． 201 1． 759 正二十一烷 5． 905 6． 398
2，6，11-三甲基十二烷 2． 014 2-甲基二十烷 6． 668 1． 054
3，7，11-三甲基-2，6，10-十二烷三
烯-1-烷
2． 115 1． 349 正二十四烷 9. 463 7. 125
2-(2，6-二甲基庚基)环丁酮 2． 368 正二十六烷 2. 459 7. 907
正十六烷 1． 803 2，4，5-三甲氧基苯甲酸 7. 763 17. 248
十二烷酸 3． 926 1． 448 正二十七烷 9. 032
2，6-二甲基十七烷 2． 837 1． 870 正二十八烷 6. 408 6. 444
9-壬基菲 4． 06 1． 492 甲氧基乙酸-4-十四烷酯 7. 671
2，6-二甲基-2，6-辛二烯-8-乙酸酯 2． 931 生育醇 12. 539
十九烷 2． 340 2． 049 5a-雄甾烷-11-酮 30. 722
4 讨论
本研究证实了青花椒叶片水浸液中存在化感
物质，对小麦的生长具有显著的化感抑制作用。由
于乙酸乙酯的不同处理使得碱性、中性和酸性乙酸
乙酯部分对小麦胚根、苗长以及叶绿素含量的影响
各有差异，但总体来说，酸性组分 ＞中性组分 ＞碱
性组分。
通常化感物质浓度高时会显著抑制受体植物
的生长发育，随浓度的降低，这种抑制作用会减弱、
消失甚至转变为促进作用。但不同的受体植物对
化感作用物质的反应也会有差异。本次实验中青
花椒叶片浸提液中的碱性乙酸乙酯部分随着浓度
的升高，对小麦的苗长和叶绿素含量的抑制作用逐
渐减弱，用 5 mL处理时作用并不明显。
本次实验结果可以作为与青花椒栽种植物配
置的参考，根据需要，我们将对其作用机理进行更
深入的研究。
GC-MS的鉴定结果显示:乙酸乙酯提取青花椒
叶片水浸液的各组分中包含化感物质，它们或独立
或协同地对小麦的生长产生化感抑制作用。如菲
类化合物能够对小麦根的伸长和幼苗的生长有抑
制毒性效应，原因可能是由于导致了小麦体内抗氧
化酶活性的改变，引起活性氧的积累和细胞膜的氧
化损伤，造成水分和养分传输障碍，从而降低了小
麦的适应性反应能力［20-21］;L-芳樟醇、香叶醇乙酸
酯等挥发性的萜类化合物能显著降低植物细胞的
分化，影响其 ATP的产生和呼吸作用，减少受体种
子胚根和幼苗的伸长。另外，实验表明青花椒叶片
水浸液中的化感物质能显著降低受试植物小麦的
叶绿素含量，说明它们能影响受试植物的光合作用
或叶绿素合成的酶系统。
综上所述，在农作物耕种中，科学合理的配置
植物能最大限度地加强植物之间的互利作用，充分
发挥复合系统的优势，使之得到最大的收益。
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北京联合大学学报 2014 年 7 月
［参考文献］
［1］ Ｒice E L． Allelopathy［M］． 2th ed． New York:Academic Press，1984．
［2］ 刘锁兰，魏璐雪，王动，等，青花椒化学成分的研究［J］．药学学报，1991，26(11) :836 － 840．
［3］ 韩丽梅，沈其荣，鞠会艳，等，大豆地上部水浸液的化感作用及化感物质的鉴定［J］．生态学报，2002，22(9) :1425 －
1432．
［4］ 孔垂华，徐涛，胡飞．胜红蓟化感物质之间相互作用的研究［J］．植物生态学报，1998，22(5) :403 － 407．
［5］ 吴惠勤，黄小兰，黄方，等，黄果挥发油的气相色谱-质谱指纹图谱［J］．质谱学报，2004，25(2) :92 － 95．
［6］ 邵华，南蓬，彭少麟．薇甘菊花挥发油成分分析［J］．中药材，2001，24(5) :341 － 342．
［7］ 刘廷礼，邱琴，赵怡，代代花挥发油化学成分的 GC-MS研究［J］．中国药物化学杂志，2000，10(4) :270 － 272．
［8］ 秦波，高海翔，汪汉卿，等．茶条木挥发油的化学成分［J］．分析测试学报，2000，19(1) :1 － 4．
［9］ 黎华寿，黄京华，张修玉，等．香茅天然挥发物的化感作用及其化学成分分析［J］．应用生态学报，2005，16(4) :763 －
767．
［10］ 王进闯，潘开文，吴宁，等．花椒品种间化感效应的差异［J］．生态学报，2005，25(7) :1591 － 1598．
［11］ 杨佳． 美洲花椒中香豆素和木脂素类的细胞毒活性［J］．国外医学:中药分册，2002，24(2) :113 － 114．
［12］ 王军宪，庞新莉，姚希梅，等．脂麻中脂麻素及细辛素的含量测定［J］．西北药学杂志，2000，15(6) :257．
［13］ 程东美，张志祥．植物性杀虫剂对斜纹夜蛾的生物活性研究进展［J］．仲恺农业技术学院学报，2003，16(2) :65 － 72．
［14］ 陈建伟，李祥，武露凌，等．中国珍惜植物明党参嫩茎叶挥发油化学成分研究［J］．天然产物研究与开发，2000，12(3) :
48 － 51．
［15］ 唐传核．植物生物活性物质［M］．北京:化学工业出版社化学与应用化学出版中心，2005，99 － 100．
［16］ Jedlickova Z，Mottl O，Sery V． Antibacterial properties of the Vietnamese cajeput oil and ocimum oil in combination with
antibacterial agents［J］． Journal Of Hygiene，Epidemiology，Microbiology and Immunology，1992，36(3):303 － 309．
［17］ State Drug Aministration of Information Center of Chinese Traditional and Herbal Drugs． Handbook of Bioactive Compounds
from Plant Drugs［M］． Beijing:People’s Medical Publishing House，1986，135，165，182，373，669．
［18］ 周欣，梁光义，王道平，等．追风伞挥发油的化学成分研究［J］．色谱，2002，20(3) :286 － 288．
［19］ Shaaya Eli，Uzi Ｒavid，Nachman Paster，et al． Fumigant toxicity of essential oils against four major stored-product insects［J］．
Journal Of Chemical Ecology，1991，17(3) :499 － 504．
［20］ 宋玉芳，周启星，许华夏，等．菲、芘、1，2，4-三氯苯对土壤高等植物根伸长抑制的生态毒性效应［J］．生态学报，2002，
22(11):1945 － 1950．
［21］ 刘宛，李培军，周启星，等． 短期菲胁迫对大豆幼苗超氧化物歧化酶活性及丙二醛含量的影响［J］． 应用生态学报，
2003，14(4) :581 － 584．
(责任编辑 柴 智)
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