全 文 ：肿柄菊 [Tithonia diversifolia（Hemsley）A. Gray]
为菊科（Compositae）肿柄菊属（Tithonia Desfontaines
ex Jussieu）植物， 原产墨西哥及中美洲地区， 曾作
为观赏、 绿肥和防止土壤侵蚀植物被广泛引种到亚
洲、 非洲、 北美、 澳洲的许多国家和地区， 期间我
国广东、 云南等曾作为观赏植物引入 [1-2]。 肿柄菊
生长、 繁殖迅速， 具有极强的入侵性 [3]。 目前， 在
我国云南、 广东、 广西、 福建和海南等地有大量逃
逸分布种群， 逐渐表现出入侵性， 给各地的农业生
产造成损失， 同时对原来物种及生态安全带来危
害， 成为一种具有较大潜在危害性的外来植物[4-6]。
杨海艳等 [7]研究发现肿柄菊不同部位水浸液可
抑制绿豆 [Vigna radiata（Linnaeus）R. Wilczek]和水
稻（Oryza sativa Linnaeus）种子萌发和幼苗生长， 说
明肿柄菊中具有植物毒性物质。 为了明确肿柄菊中
的植物毒性物质及其毒性作用， 笔者采用气相色
谱-质谱联用技术（GC-MS）， 对肿柄菊氯仿萃取相
化学成分进行了分析， 并采用培养皿滤纸法研究了
不同质量浓度（0.1、 0.05、 0.025 g/mL）肿柄菊氯仿
萃取相对白菜[Brassica pekinensis（Lour.）Rupr]、 萝
热带作物学报 2012， 33（8）： 1500-1504
Chinese Journal of Tropical Crops
收稿日期： 2012-03-02 修回日期： 2012-08-07
基金项目： 国家自然科学基金资助项目（No. 31071699）； 国家国际合作项目（No. 2011DFB30040）； 公益性行业（农业）科研专项（No. 201103027）。
作者简介： 李晓霞（1983年—）， 女, 硕士研究生。 研究方向： 热带农林杂草生物学、 生态学与综合监控技术。 *通讯作者： 范志伟， E-mail:
fanweed@163.com； 沈奕德， E-mail： hndccs@163.com。
肿柄菊氯仿萃取相化学成分分析及其植物毒性
李晓霞， 范志伟 *， 沈奕德 *， 黄乔乔， 程汉亭， 刘丽珍
中国热带农业科学院环境与植物保护研究所
农业部热带作物有害生物综合治理重点实验室
海南省热带农业有害生物监测与控制重点实验室
海南儋州 571737
摘 要 采用 GC-MS联用技术对肿柄菊氯仿萃取相化学成分进行分析， 并以白菜[Brassica pekinensis（Lour.） Rupr]、
萝卜（Raphanus sativus Linnaeus）和莴苣（Lactuca sativa Linnaeus）为供试植物， 采用培养皿滤纸法对不同质量浓
度（0.1、 0.05、 0.025 g/mL）肿柄菊氯仿萃取相进行了生物测定。 结果表明， 肿柄菊氯仿萃取相化学成分中共鉴定
了 48 个化合物， 占其总量的 81.28％。 肿柄菊氯仿萃取相化学成分主要为醇类、 酯类、 萜类等， 其中含量较高
的依次为豆甾醇（10.335％）、 穿贝海绵甾醇（8.640％）、 十六酸乙酯（7.164％）、 7-tert-butyl-1-tetralone（6.304％）、
2-单棕榈酸甘油（4.226％）、 新植二烯（4.089％）等。 通过种子萌发和幼苗生长抑制试验发现， 肿柄菊氯仿萃取相
对白菜、 萝卜和莴苣种子的最终发芽率及幼苗生长总体上均产生抑制作用， 并且随质量浓度的增大， 抑制作用
增强， 其中肿柄菊氯仿萃取相对白菜种子萌发和莴苣幼苗生长影响较为明显。
关键词 肿柄菊； 氯仿萃取相； 化学成分； 气-质联用； 植物毒性
中图分类号 Q946 文献标识码 A
Chemical Composition of Chloroform-extraction from
Tithonia diversifolia and Its Phytotoxicity
LI Xiaoxia, FAN Zhiwei, SHEN Yide, HUANG Qiaoqiao, CHENG Hanting, LIU Lizhen
Environment and Plant Protection Institute, CATAS / Key Laboratory of Integrated Pest Management
on Tropical Grops, Ministry of Agriculture, P. R. China / Hainan Key Laboratory for Monitoring and
Control of Tropical Agricultural Pests, Danzhou, Hainan 571737, China
Abstract The chemical composition of the chloroform-extraction from Tithonia diversifolia was analyzed with GC-MS,
and the effect of the chemical composition of chloroform-extraction with different concentrations ( 0.1, 0.05 and
0.025 g/mL) was bioassayed on B. pekinensis, R. sativus, L. sativa by culture dish method. 48 compounds were
identified, amouting to 81.28% . The major constituents were alcohols, esters, terpenes. Stigmasterol ( 10.335% ),
Clionasterol (8.640%), Ethyl palmitate (7.164%), 7-tert-butyl-1- tetralone (6.304%), 2-momoPalmitin (4.226%),
Neophytadiene ( 4.089%) were the main compounds from the chloroform-extraction. The results showed that the
chemical composition of the chloroform-extraction from T. diversifolia could inhibit final seed germination rate,
seedling growth. The suppression effect was strengtheded with the increasing concentration, and the chloroform-
extraction fraction had an obvious inhibition effect on. B. pekinensis seed germination and L. sativa seedling growth.
Key words Tithonia diversifolia A. Gray； Chloroform-extraction； Chemical composition； GC-MS； Phytotoxicity
doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2012.08.032
第 8 期 李晓霞等： 肿柄菊氯仿萃取相化学成分分析及其植物毒性
编号 保留时间/min 化合物 分子式 分子量 相对含量/％
1 7.03 α-蒎烯 α-Pinene C10H16 136 0.134
2 7.68 （Z）-2-庚烯醛（Z）-2-Heptenal C7H12O 112 0.957
3 8.66 2-戊基呋喃 2-Amylfuran C9H14O 138 0.126
4 8.84 （E,E）-2,4-庚二烯醛（E,E）-2,4-Heptadienal C7H10O 110 0.174
5 15.08 马苄烯酮 Berbenone C10H14O 150 0.109
6 15.46 （E）-香芹醇（E）-Carveol C10H16O 152 0.115
7 16.07 5-吡唑酮-呋喃甲醛 5-oxo-methylfurfurole C6H6O3 126 0.702
8 16.52 2 -癸烯醛（E）-2-Decenal C10H18O 154 0.211
9 17.43 （E,Z）-2,4－癸二烯醛（E,Z）-2,4-Decadienal C10H16O 152 0.413
10 18.06 （E,E）-2,4－癸二烯醛（E,E）-2,4-Decadienal C10H16O 152 0.157
表 1 肿柄菊氯仿萃取相主要化学成分
卜（Raphanus sativus Linnaeus）和莴苣（Lactuca sativa
Linnaeus）3 种植物种子萌发和幼苗生长的影响。 通
过对肿柄菊氯仿萃取相化学成分 GC-MS 分析以及
种子萌发和幼苗生长试验， 明确了肿柄菊氯仿萃取
相的主要化学成分和植物毒性作用， 为研究作物与
肿柄菊之间的毒性作用机理提供依据。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 供试材料 2010 年 3 月上旬， 在中国热带
农业科学院科技园区开阔地 （N 19°30′383′′， E
109°30′254′′）采集自然状态下生长良好的肿柄菊未
开花的地上部分。 受试材料白菜、 萝卜和莴苣种子
购于海南省儋州农贸市场。
1.1.2 仪器 毛细管气相色谱 －质谱联用仪
（HP6890/HP5973 GC/MS 联用仪）， 美国惠普公司
生产； 旋转蒸发仪， 上海亚荣生化仪器厂生产。
1.1.3 试剂 所用试剂均为国产分析纯试剂。
1.2 方法
1.2.1 肿柄菊氯仿萃取相化学成分的提取 肿柄
菊氯仿萃取相化学成分的提取参照孙墨珑等 [8]的方
法。 取自然风干的肿柄菊地上部分 25 kg， 切成小
块； 室温下， 用体积分数为 95％的乙醇回流提取 3
次； 合并提取物； 减压浓缩得粗浸膏； 浸膏用氯仿
萃取， 得到肿柄菊地上部分氯仿萃取相 53 g。
1.2.2 肿柄菊氯仿萃取相化学成分分析 取肿柄
菊氯仿萃取相， 用氯仿稀释后进行 GC-MS测定。
气相条件 ： 色谱柱为 HP-5MS 5％ Phenyl
Methyl Siloxane（30 m×0.25 mm×0.25 μm）弹性石英
毛细管柱， 柱温 50 ℃（保留 2 min）， 以 5 ℃/min 升
温至 300 ℃（保持 15 min）； 汽化室温度 250 ℃； 载
气为高纯 He（99.999％）； 柱前压 7.62 psi， 载气流
量 1.0 mL/min； 进样量 1 μL； 分流比 20 ∶ 1。
质谱条件： 离子源为 EI源； 离子源温度 230℃；
四极杆温度 150 ℃； 电子能量 70 eV； 发射电流
34.6 μA； 倍增器电压 1 071 V； 接口温度 280 ℃；
质量范围 10～550 amu。
1.2.3 种子萌发和幼苗生长抑制试验 将直径为
9 cm 的培养皿洗净、 烘干， 铺 2 层灭菌定性滤纸，
分别加入浓度为 0.1、 0.05、 0.025 g/mL 的肿柄菊氯
仿萃取相水溶液 5 mL， 以蒸馏水为对照， 设 3 个
重复。 待滤纸浸湿后将饱满、 大小均匀的白菜、 萝
卜和莴苣种子各 20粒放入培养皿中， 置于人工气候
箱（湿度 70％， 温度为 25 ℃， 光照时间 14 h/d， 光
照强度 20 000 lx）恒温培养。 种子出现萌芽（胚根长
度≥1 mm） 后开始记录每天种子的萌发个数， 7 d
后统计种子的发芽率、 测量根长及茎长。
1.2.4 实验数据分析及统计方法 通过 HPMSD
化学工作站， 结合 Nist05 质谱图库和 Wiley275 质
谱图库， 鉴定样品中的化合物。
种子萌发率=(种子萌发数/种子总数 )×100％。
利用 DPS6.55 软件对数据进行方差分析。
2 结果与分析
2.1 肿柄菊氯仿萃取相主要化学成分
经 GC-MS分析， 共鉴定出 48种化合物， 占总
量的 81.28％， 用峰面积归一化法测定其质量分数，
具体结果见表 1。 分析结果显示， 肿柄菊氯仿萃取
相化学成分主要以醇类为主， 占总量的 22.996％，
含量较高的成分依次为豆甾醇（10.335％）、 穿贝海
绵甾醇（8.640％）和三十烷醇（1.282％）等。 其次为
酯类 16.545％ ， 含量较高的成分为十六酸乙酯
（7.164％）、 单酯甘油（2.549％）等。 再次为萜类， 占
总量的 9.139％， 含量较高的成分主要有新植二烯
（4.089％）、 β-榄香烯（1.435％）等。 此外， 还有一
些酮、 酸、 醛类等。
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第 33 卷热 带 作 物 学 报
编号 保留时间/min 化合物 分子式 分子量 相对含量/％
11 19.28 （E）-2-十二烯醛（E）-2-Dodecenal C12H22O 182 0.362
12 19.76 癸酸 Capric acid C10H20O2 172 2.087
13 19.84 β-榄香烯 β-Elemene C15H24 204 1.435
14 20.47 γ-丁子香烯 γ-Neoclovene C15H24 204 0.243
15 21.74 4,6-二甲基十二烷 4,6-dimethyl-dodecane C14H30 198 0.227
16 22.50 1-十五烯 1-Pentadecene C15H30 210 0.603
17 22.88 9-氧代壬酸乙酯 9-oxo-Nonanoic acid, ethyl ester C11H20O3 200 0.326
18 23.26 二叔丁基苯酚 di-tert-Butylphenol C14H22O 206 0.105
19 23.60 二氢猕猴桃内酯 Dihydroactinidiolide C11H16O2 180 0.307
20 24.77 斯巴醇 Spathulenol C15H24O 220 0.298
21 24.85 氧化石竹烯 Caryophyllene oxide C15H24O 220 0.287
22 26.14 Caryophylla-4,8-dien-5.β.-ol C15H24O 220 0.194
23 26.43 7-tert-butyl-1-tetralone C14H18O 202 6.304
24 27.31 十七烷 Heptadecane C17H36 240 0.451
25 28.32 泽兰色烯 Eupatorio chromene C13H14O3 218 0.448
26 28.95 未定 10.636
27 30.29 新植二烯 Neophytadiene C20H38 278 4.089
28 30.44 6,10,14-三甲基-2-十五烷酮 6,10,14-trimethyl-2-Pentadecanone C18H36O 268 2.147
29 30.96 异丁基邻苯二甲酸酯 Isobutyl phthalate C16H22O4 278 0.442
30 31.08 未定 2.275
31 31.20 1-十六烯 1-Hexadecene C16H32 224 0.970
32 31.42 十五酸乙酯 Ethyl pentadecanoate C17H34O2 270 0.142
33 33.40 棕榈酸乙酯 Ethyl palmitate C18H36O2 284 7.164
34 35.15 1-十九烯 1-Nonadecene C19H38 266 0.930
35 35.26 十七碳酸乙酯 Ethyl Margarate C19H38O2 298 0.184
36 35.66 叶绿醇 Phytol C20H40O 296 1.187
37 36.49 亚油酸乙酯 Ethyl linoleate C20H36O2 308 1.934
38 36.62 亚麻酸乙酯 Ethyl linolenate C20H34O2 306 0.992
39 37.07 硬脂酸乙酯 Ethyl stearate C20H40O2 312 0.891
40 38.71 1-二十醇 1-Eicosanol C20H42O 298 0.220
41 40.45 二十一烷酸乙酯 Ethyl ester of eicosanoic acid C22H40O2 340 0.402
42 42.44 2-单棕榈酸甘油 2-momoPalmitin C19H38O4 330 4.226
43 42.62 （Z）-14-tricosenyl formate C24H46O2 366 1.176
44 43.58 二十烷酸乙酯 Ethyl ester of docosanoic acid C24H48O2 368 0.438
45 45.11 单酯甘油 Oleinate C21H38O4 354 2.549
46 47.96 三十烷醇 Triacontane C30H62 422 1.282
47 50.55 三十一烷 Hentriacontane C31H64 436 0.332
48 52.37 麦角-5-烯-3-醇 Ergost-5-en-3-ol C28H48O 400 0.919
49 52.80 豆甾醇 Stigmasterol C29H48O 412 10.335
50 53.66 穿贝海绵甾醇 Clionasterol C29H50O 414 8.640
续表 1 肿柄菊氯仿萃取相主要化学成分
2.2 种子萌发和幼苗生长抑制试验
2.2.1 对白菜 、 萝卜和莴苣种子发芽率的影响
不同质量浓度肿柄菊氯仿萃取相对白菜、 萝卜和莴
苣种子最终发芽率的影响见图 1。 从 3 种植物的最
终发芽率可看出， 总体上， 肿柄菊氯仿萃取相对 3
种受体种子的萌发产生一定的抑制作用， 且随着浓
度的提高 ， 抑制作用不断加强 。 在质量浓度为
0.025 g/mL 和 0.05 g/mL 时， 白菜、 萝卜和莴苣种
子最终发芽率与 CK 差异不显著或略有下降， 影响
作用不明显。 在质量浓度为时 0.1 g/mL 时， 白菜、
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第 8 期 李晓霞等： 肿柄菊氯仿萃取相化学成分分析及其植物毒性
萝卜和莴苣种子最终发芽率分别为 61.7％、 78.3％
和 68.3％， 均显著低于 CK； 其中肿柄菊氯仿萃取
相对白菜种子萌发抑制作用最强。 说明， 肿柄菊氯
仿萃取相含有抑制 3 种受体种子萌发的毒性物质，
且白菜种子对其最敏感。
2.2.2 对白菜、 萝卜和莴苣幼苗生长的影响 由
图 2可以看出， 除质量浓度为 0.025 g/mL 的肿柄菊
氯仿萃取相对白菜的根长有一定的促进作用外， 其
余各质量浓度均对白菜、 萝卜和莴苣幼苗根长有一
定的抑制作用， 且随着质量浓度提高， 抑制作用不
断加强。 质量浓度为 0.1 g/mL的肿柄菊氯仿萃取相
对莴苣根长的抑制作用最明显， 极显著高于各处理。
不同质量浓度肿柄菊氯仿萃取相对白菜、 萝卜
和莴苣种子最终茎长的影响见图 3。 可见， 肿柄菊
氯仿萃取相对莴苣幼苗茎长具有明显的抑制作用，
表明莴苣幼苗生长对肿柄菊氯仿萃取相敏感性最
强。 但总体上， 随着质量浓度的升高， 各处理对 3
种植物茎长生长的抑制作用逐渐增强， 说明 3种植
物茎长生长的抑制强度与一定质量浓度的肿柄菊氯
仿萃取相有一定的相关性。
3 讨论
本研究采用 GC-MS 联用技术对肿柄菊氯仿萃
取相化学成分进行了分析， 结果显示肿柄菊氯仿萃
取相化学成分主要含有萜类、 醇类、 酯类、 酸类等。
Muller C H 等[9-11]认为 α-蒎烯、 氧化石竹烯等萜类
不仅能通过呼吸作用影响其它植物生长， 还能通过
淋溶带入土壤， 从而影响植物种子萌发和幼苗生
长； 曹光球等[12]报道， 夹带条件下（含夹带剂的超临
界CO2流体萃取）马尾松（Pinus massoniana Lambert）
根的化感物质为叶绿醇和棕榈酸； Rice等[13]于 1977
年就已证实三十烷醇是苜蓿（Medicago sativa Linnaeus）
对作物起刺激作用的关键物质， 目前， 三十烷醇已
作为一种高效的植物生长调节剂在市场上销售 [14]，
张新慧等 [15]研究结果表明低浓度（7.5、 15 mmol/m2）
2,4-二叔丁基苯酚能促进啤酒花幼苗的光合作用，
高浓度（22.5 mmol/m2）2,4-二叔丁基苯酚能显著降
低啤酒花（Humulus lupulus Linnaeus）叶片的气孔导
度和胞间 CO2浓度而影响其光合作用。 郝妮娜等 [16]
研究发现， 肿柄菊地上部分不同溶剂提取物对梨黑
星病菌（Venturia pirina）、 烟草赤星病菌（Alternaria
alternate）、 番茄早疫病菌（Alternaria solani）等 7 种
植物病原菌表现出不同程度的抑菌效果， 但总体上
乙酸乙酯提取物抑菌作用最强， 在 120 h 时， 乙酸
乙酯提取物对蚕豆基腐病菌（Fusarium avenaceum）
的作用最显著， 达 79.6％； 本研究组对肿柄菊地上
部分水浸液化感作用前期研究中发现， 其地上部分
水浸液（质量浓度为 0.5、 0.25 g/mL）对鳢肠和水田
稗种子萌发和幼苗生长均有抑制作用， 对盆栽水稻
小苗生长则呈现浓度效应。 由此， 可以推断， 肿柄
菊地上部分的氯仿萃取相中确实存在毒性物质， 其
化学成分中的 α-蒎烯、 氧化石竹烯、 叶绿醇、 三
十烷醇、 2,4-二叔丁基苯酚等可能是肿柄菊氯仿
萃取相中发挥毒性作用的关键物质， 同时， 在检
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第 33 卷热 带 作 物 学 报
测结果中也不排除还可能存在具有毒性作用的其他
成分。
生测结果显示， 0.1～0.025 g/mL 肿柄菊氯仿萃
取相对白菜、 萝卜和莴苣的种子发芽率、 幼苗根长
及茎长的抑制作用总体上均低于对照， 且各指标均
随处理浓度的提高抑制作用不断增强， 在肿柄菊氯
仿萃取相高质量浓度影响下， 3 种植物种子的生测
指标与对照差异显著， 而低质量浓度下 3种植物种
子的生测指标与对照差异不显著， 说明肿柄菊氯仿
萃取相对 3种植物种子萌发和幼苗生长均有一定的
抑制作用， 且这种抑制作用随质量浓度的提高而不
断增强， 与梅玲笑 [17]、 黄红娟等 [18]对外来入侵植物
的对种子萌发和幼苗生长研究结果相一致。
本研究通过 GC-MS 对肿柄菊氯仿萃取相的化
学成分进行了分析， 且研究了肿柄菊氯仿萃取相对
白菜、 萝卜和莴苣的毒性作用， 丰富了肿柄菊的化
合物和毒性成分类型及毒性作用， 为进一步研究肿
柄菊的毒性机理提供了科学依据； 同时， 本研究只
选取了 3种双子叶植物种子作为试验对象， 存在一
定的局限性。 因此， 肿柄菊氯仿萃取相对田间杂草
种子如假臭草[Praxelis clematidea（Grisebach）King et
Robinson]、 飞机草（Eupatorium odoratum L.）、 紫马
唐（Digitaria violascens Link）等的毒性作用需进一
步研究。
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责任编辑： 沈德发
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