全 文 ： 生 态 学 报
ACTA ECOI OGICA SINICA
e )
Vo1．】6，N0．1
Jan．， l 9g6
蟛蜞菊的生化他感作用及生化他感
作用物的分离鉴定
． 璺 盔 壮象联 骆世明 望—童 恒惠芬
(南开大学元索有机化学国家重 点实验室，天津．300071) (南开大学元素有机化学研究所，天津)
(*华南农业大学热带亚热带生志研究所 ，广州．510642)
．
、 0／
摘要 蟛蜞菊(IVeddm r ⋯ (0 ．)Merr)是华南常见的园林绿化草本植物。植被调查是町萁群落中杂
草根少，形成蟛蜞菊纯群落 用琼脂培养基培养蟛蜞菊发现其舟秘物对萝 和黄瓜的种子 萌发和幼苗生
长有生化他感作用 蟛蜞菊的组织抽提物对萝 稗草、马唐 、莴苣和苜蓿 5种植{打幼苗生长都有抑制怍
用 用蟛蜞菊作覆盖物对马唐 、大画眉草和空心莲子草幼苗生长有抑制作用 用真空液相色谱 、快速柱色
谱等方{击从蟛蜞菊地上部分离出 2十纯化台物和 1十较纯组分。纯 化台物用质谱 、红外光谱．植磁共振等
方法鉴定为 2十倍半萜由酯 ；{)~6doisotrilobofide一6—0一isn~utyrate和 Trilobo~de一6—0 obutyrale，生物测定表
明此 2十化台{打有租强的生化他感作甩。较纯组分经 GC／MS测定和联机检索确定为 5，22一二烯 3豆甾醇
己酸脂、十六烯酸 甲酯和十八烯酸 甲酯 3十化台物的混台物，它的生化他感作用较弱。
*蕾调 ：
． 竺兰苎： 塞 ：兰些兰璺 !竺：0 rilobo[ide 6 0-isobutyrne，Tril⋯bo[id 6_()_
，， Isobutyrale
， ’
ALLELOPATHIC POTENTIAL 0F WEDELIA CHINENSIS
AND ITS ALLEL0CHEM ICALS
Zeng Renan LinXianglian Luo Shiming
(State key l~5aratory of elc~ nt⋯ m ch~tistry．
Nanka~Uniz~rsity，T~ yra，China-30007I)
c Ecology Institute of Tmp d s曲tr0p s．Sour6 C6ina
Ag~i*wltural Um％ers~y-G~ ngzhou—C "Ⅲ．510642)
Zeng Qiang Tan Huifen
(Elen~a Organic Chc,mstcv l*utRute
m 【 ⋯ v，Tianfin)
Abstract Chinese Wedelia(Wedetia chinensis(Osb．，Merr．)a conlnlon garden herb in South
China．tends to form a pure community． Field investigation showed there was few weeds in
their community．The herd．when planted in the center of beakers，contained 1％ (W／W)
agar，inhibited seed germination and seedling growth of nearby radish and cucumber，The ex
tract of the plant tissue inhibited~eding growth of all the 5 tested receptor plants．W ，chinera；*~
as a mulching material inhibited seedling growth of S weeds：D~gitaria sanguinat~．Eragrastics
国家 自然科学基金资助项 目、南开大学元索有机化学国家重点宾验室资肚项日
收稿日期 I993 l 2 28．修改稿收到 日期：I99,1 g7雌
暂 月
第 午 1 蜷
第
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1期 曾任森等：蟛蜞菊的生化他感作用及生化他感作用物的分离鉴定 21
cilianes~and Alter~anthera philoaeroides．From aerial parts of W ．chinens~，2 eudesmanolides；
Oxidoisotrilobolide 6 0 isobutyrate and Trilobolide 6—0一isobutyrate．were isolated and ldenti
fled．The bioassay showed that the 2 compunds，isolated from W ．chinens~．had high appe[o
pathie potensials．Another fraction—identified as a mixture of 3 compounds；stigmasta 5，22一
dien 3一O1．acetates，methy l oleate and methyl hexadecenoate，had relative】ow alM opathic
potentials．
Key words Wedila CT~mensis， aIM opathy， alM ochemicals， oxidoisotrilobo[ide一6—0 isobu—
tyrate．Trilobolide一6—0一isobutyrate．
植物间的生化他感作用(Alelopathy)研究在近 30 a引起了科学家们的重视 ．已成为
生态学最活跃 的研究之一。中国大陆 目前这方 面的研究刚刚起步 ，在生化他感作用物
(Alelochemicals)的分离鉴定方面更是个薄弱环节。
蟛蜞菊(Wedelia chinensis(Osb．)Merr．)是华南常见的多年生园林绿化草本植物，匍伏
状，侵占能力强．种植后能很快地抑制其它杂草生长．而趋于单一种群成片生长 本文对
蟛蜞菊群落进行野外调查，对它的生化他感作用进行实验验证 ，并进一步分离鉴定其中的
生化他感作用物。
l 材料方法
1．1 材料
蟛蜞菊 ，l 991年 l0月采 自广州华南农业大学校园内，剪取地上部茎叶．晾干 5 d后在
45 C烘箱中干燥 ．碾磨压碎至 5 em长以下，装袋密封 ，贮藏备用
生物测定所用的受体有萝 (Ra 口 sativus)、黄瓜(C~wum#sativus)、稗草(Echindoa
cm,sgatli)、莴 苣 (Ld酣“ sativa)、马 唐 (DigitaHa sanguinali．；)、大 画 眉 草 (Eragrostkcs
cilia~wsis)、空心莲子草(Alternanthera philoaeroides)和苜蓿(Med&ago m nm)。
硅胶是青岛海洋化工厂生产的，颗粒大小 l0—40 。有机溶剂为分析纯 ，滤纸为中速
新华定性滤纸
1 2 研究方法
1．2．1 蟛蜞菊群落中杂草数量的调查 1 991年 4月在华南农业大学校园内以 1 987 1 990
年期间 4个不同年份种植的蟛蜞菊群落为调查样点 ．取其邻近立地条件(土质、坡她、光照
等)相似的自然杂草群落为对照样点 按 1 ro×1 m样方进行调查．重复 5次
1．2．2 蟛蜞菊分泌物的生化他感作用冽定 强度的斯泰耐营养液加 1 琼脂制成培
养基 每 1000或 500 ml烧杯中加 120 m1此培养基．冷凝后加入 3段经预发芽的蟛蜞菊
茎节(每段含 1个节)。茎节预先用 I 双氧水处理 2 min。再用水冲净。并设空白对照。4
次重复。烧杯用 1 3 cm直径的培养皿盖上，在 28 C黑暗的恒温培养箱中培养 7 d，取出在室
内培养。培养期间隔天经叶片喷入 1／2强度的斯泰耐营养液使培养基水分、养分充足。培养
33 d后 ，取 1组培养基(2个长有蟛蜞菊 ，2个空白)，每烧杯放 30粒萝 h种子 另 1组每烧
杯放 30粒黄瓜种子。放入黑暗 28c恒温培养箱中培养，每天加入 2 ml蒸留水 ，4 d后测量
发芽率和苗高，并作照片记录。
1．2．3 蟛蜞菊组织抽提物的生化他感作用活性测定 称 3份 100 g蟛蜞菊茎叶干材料，分
别 用蒸留水、氯仿和石油醚(沸程 6o 90c)室温抽提 5次，每次用 500 ml溶剂浸提 12 h。
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生 态 学 报 l6卷
合并浸提液，抽滤，旋转蒸发仪中(水浴温度>65℃)减压浓缩至 100 ml 此浓缩液每 ml含
l g干草抽提物，浓度为 l gDW／ml
生物测定的受体是稗草、萝 、马唐、莴苣和苜蓿 ，方法为：在 50 mI烧杯底部铺 l层直
径 3 mitt的玻璃球，再铺上直径为 3 cm 的滤纸，将处理液加在滤纸上。水抽提液直接配成
0、05、0．1 gDW／ml 2个浓度．每烧杯加 5 ml。氯仿和石油醚抽提液每烧杯中加浓缩液 0．25
或 0．5 ml，在通风橱中挥干溶液后，加 5 ml蒸馏水，最后 的浓度也相当于 0、05和 0．1
gDW／ml。加入水或水溶液后放 l0粒均匀已发芽的种子 烧杯在光照培养室中培养 ，每天
光照 9 h，白天温度 24 29c，夜 20 24C．培养 4 d后测量幼苗根长和苗高。
1．2．4 蟛蜞菊作覆盖物对杂草幼苗生长的影响 在 500 ml烧杯中盛 500 g洗净烘干的细
砂(<3mm)．砂表面铺上 8．5 g蟛蜞菊干材料，对照表面不铺 野外选取生长一致株高为
15 cm的大画眉草、马唐、空心莲子草 3种植物幼苗．小心挖出，去除土壤后移入烧杯砂培 ，
每杯移入 3株。另取每种植物幼苗 5 g105 C烘干 24 h后称重 在透光率 50 的避雨阴棚内
用 1／z强度斯泰耐营养液培养。21 d后收获幼苗，量取苗高和根长后 105 c烘干 24 h称重，
计算各 自的增长量。3次重复
1．2、5 蟛蜞菊生化他感作用物的提取 、分离 在搪瓷缸中用 l5 L氯仿抽提 4 蟛蜞菊干
材料 5次．每次 48 h。抽提液抽德 ，滤液在旋转蒸发仪 中减压浓缩(水浴温度 60+5 c) 最
后得到 145 g粘膏状氯仿抽提物。膏状物用真空液相色谱法(V1 c) 进行初步分离 ．所得
组分采用与组织抽提物活性测定相同的生物测定方法进行活性跟踪 ．用稗草幼苗根长折合
对照的百分率(CK )作为衡量指标。活性组分再用快速柱色谱法(FC) 进一步分离 色
谱柱长 70 cm，直径 3 cm 硅胶装柱长 12 cm，过柱压力 1．0一l、2 kg／cm 。洗脱溶剂为石
油醚 与乙酸乙酯混合溶剂，最后用甲醇冲洗柱子 。根据薄层色谱的展开情况将相同或相近
的组分合并。
1．2、6 生化他感作用物的结构测定 用 MRKNo7829微量熔 电仪测定熔点{用 Bruker
Ac—P 型超导仪测定核磁共振谱 ( HNMR和 CNMR)，内标 TMS，溶液 CI)CI ；Z1R用
KBr压片在 DS一301型红外光谱仪测定 ；用 HP5988质谱仪测定质谱；元素分析用 MT一3型
元素分析仪测定。
1．2．7 生化他感作用分析仪测定 已鉴定的化合物用乙酸乙酯溶解．每 5o ml烧杯溶 2．5
mg晶体 ，挥干溶剂后加 5 ml蒸馏水。生物测定的方法与组织抽提物活性测定的方法相同，
受体是稗草、萝 和莴苣。
2 结果与分析
2．1 蟛蜞菊群落中杂草数量的调查
野外调查结果(表 1)显示．蟛蜞菊群落除 1989年种植的外．其余每 m 样方杂草数量
在 6株以下，杂草的种类只有 白茅 (Imperata cyctindrica)、加拿大飞蓬(Erigeron canadensis)
和三叶鬼针草(Bidens pi!osa)3种。而邻近群落中杂草数量每 m 都在 1000株以上．种类很
多，除上述 3种外，还有胜红蓟(Ageratum conyzoides)、马唐、大画眉草、牛筋草(Eteusine
coro,catl~2)、鼠尾粟(Spord,olus indicus)等。蟛蜞菊种植 1 a后(199o一1 991年)，群落 中杂草
就显著被抑制 ，此间并未人工除草。1989年种植的群落杂草数量相对较多，但仍显著步于
对照。原因是这年种植的群落上层无树木遮盖，其它年份有遮盖，而蟛蜞菊是喜阴植物 ．
阳生环境对其生长不利
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1期 曾任森等 ：蟛蜞菊的生化他感作用及生化他感作用物的分离鉴定 23
表 1 蟛蜞菊群落 中杂草数量的调查结果(株／m )
Table 1 Investigation of weed numbers in W．chinensis(Plants／m )
数字后的 和 *分别表示与对照进行 测验在 5 和 1 水平水的差异显著性
Numbers folk)wed * and * * indicate signif~nt inhibition at level 5 and 1 respectively
蟛蜞菊群落中杂草少的可能原因，一是该植物具有生化他感作用；二是它对光、温、水
和养分具有较强的竞争作用．必须予以区分。
2．2 蟛蜞菊分泌物的生化他感作用测定
图 1和图 2的结果显示，正在生长的蟛蜞菊对播种在附近的萝 h和黄瓜都有显著抑制
作用；其中．萝 h的种子发芽率仅为对照的 l2 ．已萌发幼苗的芽长只有对聪的 0．6 ．即
种子萌发后幼苗就停止生长。黄瓜种子萌发虽未受到显著抑制 ，但幼苗生长受到极显著抑
制 ，幼苗芽长只有对照的 10 。由于处理与对照间光、温条件一致，水分得到充分供应．种
子萌发和幼苗前期生长受养分影响很小。因此 ，此抑制作用是蟛蜞菊茎节萌发和幼苗生长
过程中产生的分泌物生化他感作用的结果。
2．3 蟛蜞菊组织抽提物的生化他感作用活性测定
表 2结果显示 ，0．05 DW／ml浓度的水抽提物对萝 幼苗根和芽生长有显著抑制作用，
也对莴苣幼苗根生长有显著抑制作用．但对其它抑制不显著；当浓度达 0．1 gDW／ml时，
除对稗草幼苗生长无显著影响外，水抽提物对其它 4种植物幼苗生长均有显著抑制 ，尤其
对幼苗根生长抑制较强。氯仿抽提物在 0．05 gDW／ml浓度时 ．对幼苗芽生长抑制虽不显
著 ，但对 5种植物幼苗根生长都有显著抑制；当浓度达 0．1 gDW／ml时．不但抑制所有受
体幼苗根生长对稗草、马唐和苜蓿 3种受体幼苗芽生长也肓显著抑制 ，其中，稗草和马唐幼
左 对照(ck) 古 种有蟛蜞菊(withW cM．nens~is)
囝 1 在琼脂培养基上种植的蟛蜞菊对邻近萝 卜种子萌发和幼苗生长的影响
Fig 1 Influence of W cM~mis grow in agar medium on seed g~minatlort and seeding gmwth of nearby radish
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24 生 态 学 报 l 6卷
左 对照(ck) 右 干口有蟛蜞菊 (w -h W 删 )
图 2 在琼脂培养基上种植的蟛蜞菊对邻近黄瓜种子萌发和蚰苗生长的影0自
Fig 2 Influence of ch,~~ is grow in agar medium 。Ⅱseed germlmstion and seedling growth of nearby radish
表 2 蟛蜞菊植物组织抽提物对其它植物幼苗生长的影响 (ram)
Table 2 Influence of W ．chinensis plant tissue extractions on seedling growth of other plants
表中数字后有不同字母表示 ssR测验的差异显著性(P<0．05)
Fign re．~with diferent~tters indicate significance of SSR te at level 5
苗的根生长完全被抑制 石油醚抽提物在 0，1 gDW．／ml的高浓度下，只对稗草幼苗根和芽
生长．以及对马唐幼苗根生长有显著抑制 ，对其它则无抑制作用。
综合 3种抽提物的影响可以看出．氯仿抽提物的抑制活性最强 ，水抽提物次之 ，石油
醚抽提物最弱。从作用特性来看 ，水抽提物对萝 、莴苣和苜蓿等双子叶植物抑制较强，氯
仿抽提物对稗草和马唐等单子叶植物抑制较强 蟛蜞菊组织抽提物对幼苗根生长的抑制较
强，对芽生长的抑制相对较弱 。
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2．4 蟛蜞菊作覆盖对杂草幼苗生长的影响
表 3结果表明，用蟛蜞菊作覆盖后 ，马唐 、大画眉草和空心莲子草幼苗的根生长 ，地上
部生长和干物重都受到显著抑制。其中马唐的株高、根长和干物重的增长量分别比对照减
少 39 、76 和 72 ，大画眉草分别减少 5l 、7j 和 54％，空心莲子草分别减少 8j 、
67 和 68 ，此抑制作用是蟛蜞菊产生的化学物质引起的 在野外调查中，也发现蟛蜞菊
的群落中没有马唐和大画眉草生长，而附近对照中这 2种杂草较多
表 3 蟛蜞蒴作覆盖物对杂草幼苗生长的影响 (ram)
Table 3 Influence of W． m residue mulching On seedIin窖~owth of we~ls
蟛蜞菊
覆盖 处理
W ．ch⋯
residue mukh．
马 唐
D “ nni
大画冒革
E r 跚
空心莲子草
A hIi⋯ r es
莳高增长 根长增长 手物重增 苗高增长 根长增长 干物重增 苗高增长 哏长增【乇干韧重增
量(mm) 鼍(【I1n) 长量 (m詈)长量(咖n) 量(11m) 长量(n g)长鼍(⋯ )量(f¨m {=乇量(rag)
ISH IRL IDW ISH IRL IDW ISH IRL IDW
有覆盖
M u[chinR
无覆盖对照
No mulching
(CK)
数字后 *和 **分别 表 与对照 进行 f蕊驻 在 j 和 1％水 平上 的差异显 著音
Numbers folowed * and * indicate significant inhibition at level 5％ and 1 res~civeiy
ISHtIRL andIDW itudicateincrease of seedling height，rootlenght and dry weight of p]ant materials respectively
2 5 生化他感作用物的分离
蟛蜞菊地上部植物组织的氯仿抽提物经多次色谱分离，重结晶，得到了 3个结晶：A、
B和c。分离流程见下页。
2．6 生化他感作用物的结构鉴定
A、B和 C均为无色晶体 。A的溶点为 lj4一 l 59℃+经气相色谱／质谱联用仪(GC／MS)
测定和联机检索确定为 3个化合物的混合物，它们是 ，22二羟基一3一豆甾醇乙酸酯，十六
烯酸甲酯和十八烯酸 甲酯。B的熔点为 239—24lc，C的熔点为 230—232c。B和 C经元
素分析、质谱、核磁共振( HNMR、”CNMR)、红外光谱等确定为 2个倍半萜酯，分子式分别
为 C．jC 0 (B)和 C。H ：O。(c)。结构如下：
R1= H
Rz~i- BU
O
R1 l— Bu
0
2．7 生化他感作用物生物活性的测定
表 4结果显示+在 500 mg／1浓度下，混合物 A的生化他感作用活性较弱 ，只对稗草、
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26 生 态 学 报 1 6卷
分离流程如下：
蟛蜞菊干材料(4 kg)
l 氯仿浸提5次，lOd，抽搐
f_————]
滤液 滤渣
减压浓缩
氯仿抽提物干膏(145g)
l真空液相色谱(用石油醚与乙酸乙酯混合溶剂，
PE／EtoAc 1u·0
生物活性 (CKgg) 94
合并的组分号
10l1
76
4l1
74
1ll
4l
1l 4
9
甲醇
52
F1— 19 F20— 35 F36— 47 F48— 63 F64— 89 甲醇
I I I I I
生物活性 (CK) 52 13 42 4 2 11
】 FC(2—1 FC(1l1
IPE／Etoac PE／EmAc)
C(926mg) B(273mg)
表 4 蟛蜞蔫生化他感作用物对稗草 、萝 和莴苣幼苗生长的影响 (mm)
Table 4 lufluence 0f alI flochemlc~ls from W，曲 神 on删 1．ng growth of bar~yardgr嬲s，radish and Imtuce
表中同一列数字后英文字母表示 ssR测验差异显著(户<仉05)
Fig~es with differem letters Ln the same coIunm indicate significance of SSR test at[eve[5％
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1期 曾任森等 ：蟛蜞菊的生化他感作用及生化他感作用物的分离鉴定 27
萝 幼苗根生长有抑制作用，化台物 B和 c的生化他感作用活性很强 ，它们使 3种受体的
根都难以生长，其中稗草幼苗的根生长则完全被抑制 ，发芽后根就停止生长。B和c还对 3
种受体幼苗芽生长有显著抑制 。可见．化合物 B和 C是蟛蜞菊重要的生化他感作用物质
3 讨论
自然界中很多植物趋于以单一种群落生长。野外观察和植被调查表明．蟛蜞菊总是以
高密度、单一种群落生长 本研究通过组织培养、组织抽提和用蟛蜞菊作覆盖物等方法证实
了蟛蜞菊对其它植物有生化他感作用。这可能是蟛蜞菊的一种重要的生态机制 ，是它抑制
邻近其它植物生长和 自身成片生长的重要原因 该植物茎叶匍伏，每个茎节都能长根，又
是高密度生长的多年生植物 ，在生长过程中不断分泌的化学物质能抑制其它植物的生长
本研究首次从蟛蜞菊中分离得到化合物 B和 C F．Bohlmann从另一种植物中首次分
离得到过此 2个化合物 ，但化合物 B并未得到纯品，只得到几个化合物的混合物肢体 ，
也未测定过它们的生物活性 本研究首次得到了化台物 B的纯品，并确定了 B和 C的生物
活性。E．Bodriguez指出 ，倍半萜内酯如果是连接有亚 甲基的顺外型，y一内酯 ．抑制其它
生物生长的活性较强。同时，具有环氧结构、羟基、酮基 ，或在亚甲基附近有其它酯键．都
能增强倍萜 内酯的生物活性 。因此，从结构上看，化合物 B、C的生物活性也很强 已鉴定
的此 2个化合物的结构可能对今后设计新型除草剂结构有所启发
蟛蜞菊是一种适应性广，易于种植的喜阴草本植物．在华南地区常用作路旁绿化和林
下复盖 ，也有农民用蟛蜞菊作先锋植物以消除旱地杂草。植被调查表 明蟛蜞菊种植一年后
群落中杂草就很少。今后 ，可否用蟛蜞菊作覆盖，或用它的水提液喷洒来控制杂草 ．或在
成年果园及休闲农田中种植它以控制杂草 ，还需进一步研究。已鉴定的生化他感作用物在
自然界究竟 何种方式被分泌到体外起作用以及作用机理也有待深入研究。
参 考 文 献
1 Putntm A R and Tang C S The Scienre ofAae／opa*¨ New York John Wiley＆ Sons．1 986·1 1 9
2 张宝琛．白雪芳，顾立华等 生化他感作用与高寒草旬上^工草场 自然退化现象的研究．生志学报，1 98§．9(2)：
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