胜红蓟(Ageratum conyzoides)的化感作用

    胜红蓟是菊科一年生草本植物，原产于中南美洲。目前已成为华南和东南亚地区重要的杂草，在自然和人工生态系统胜红蓟往往成为优势种，常常侵入耕作地危害作物生产。研究揭示：胜红蓟能通过挥发、雨雾淋溶和植株降（腐）解等多种途径向环境释放胜红蓟素、黄酮和萜类及其衍生物而对其它植物种显示化感抑制作用。而且，胜红蓟化感物质的产生释放与其生长阶段、生境地和环境条件显著相关。在不同的环境条件下, 尤其是营养缺乏，植物竞争和病虫害等条件能显著地改变胜红蓟合成和释放化感物质的种类和浓度。特别有意义的是，一些人工胁迫因子，如机械损伤和2，4-D除草剂等对胜红蓟化感物质的种类和浓度没有影响，而在植物竞争条件下，胜红蓟增加抑制植物的活性物质的合成释放，相应地, 在病虫侵害下, 胜红蓟也分别增加防御病虫害物质的合成释放。表明自然环境胁迫因子能使胜红蓟产生相应的化学响应抵御侵害，而面对人工环境胁迫因子，胜红蓟则不具备相应的化学响应机制，表明胜红蓟对其它有机体及环境的化学响应具有选择性。

虽然胜红蓟在耕作地中是危害的杂草，但在柑桔园中间种胜红蓟不仅能改善小气候，而且也能控制病虫草害。引种到柑桔园中的胜红蓟能通过对邻近植物种的化感抑制作用而在一年内将其它杂草排出，形成胜红蓟群落。研究揭示，胜红蓟主要通过向土壤中释放胜红蓟素和黄酮为主的化感物质，这些物质抑制了柑桔园中杂草和病原真菌的萌发和生长，而且胜红蓟素在土壤中存在着一个可逆的二聚化过程（图1），正是这一聚合和解聚过程的存在，使得胜红蓟在柑桔园中能持续地抑制其它杂草和病原菌。有趣的是，胜红蓟也能通过茎叶和花向柑桔园中释放挥发性的萜烯及萜氧衍生物质。这些挥发物能吸引和稳定Amblyseius spp.捕食螨，而这些捕食螨正是柑桔重要害虫红蜘蛛（Panonychus citri）的天敌。柑桔园捕食螨种群的显著增加，从而使害螨红蜘蛛的种群下降到非危害的种群水平。这些结果不仅揭示了胜红蓟/柑桔树/害虫/天敌/杂草/病原菌种间的化学关系，而且显示作物/害虫/天敌三营养链中的化学作用可以通过间作其它植物来操纵。对一个农业生态系统而言，通过合理的作物间套作，可以利用自然的化学调控机制实现对有害生物的控制。间种套作在中国有着悠久的历史，阐明这些耕作方式中的植物与其它有机体种间的化学作用机制，去弊存利将能开发出新的植物保护措施。

胜红蓟素在土壤中的可逆二聚化过程

柑桔园中间种胜红蓟

 进一步以胜红蓟素基本母体苯并吡喃环为基础，人工合成了一系列胜红蓟素类似物，并评价了它们的生物活性，发现苯并吡喃环上的6位和7位取代基对活性的影响较大。这样, 在苯并吡喃6位引入杂氮硅三环基团，合成了胜红蓟素杂氮硅三环修饰物（图2），并试验了这些修饰物对植物、微生物和昆虫的生物活性。实验表明，胜红蓟素杂氮硅三环修饰物在100μg.g^-1的浓度能使南方重要蔬菜害虫小菜蛾（Plutella Xylostella L）的实验和田间种群增长下降90%，使其保持在非危害的种群水平。而且胜红蓟素杂氮硅三环修饰物对小菜蛾的种群控制不是毒杀，而是通过影响小菜蛾生育过程来实现的。

R=氢、羟基、甲基

  胜红蓟素杂氮硅三环修饰物

 代表性论文：

1.       Kong Chuihua, Hu Fei, Xu Tao, Lu Yonghui. 1999. Allelopathic potential and chemical constituents of volatile oil from Ageratum conyzoides Journal of Chemical Ecology, 25 (10): 2347-2356

2.  Kong Chuihua, Hu Fei, Xu Xiaohua. 2002. Allelopathic potential and chemical constituents of volatiles from Agertum conyzoides under stress.

Journal of Chemical Ecology, 28 (6): 1173-1182.

3. Kong Chuihua, Hu Fei, Liang Wenju, Wang Peng, Jiang Yong. 2004. Allelopathic potential of Ageratum conyzoides at various growth stages in different habitats. Allelopathy Journal, 13 (2):233-240.

4. Kong Chuihua，Liang Wenju, Hu Fei, Xu Xiaohua，Wang Peng, Jiang Yong. 2004. Allelochemicals and their transformations in the Ageratum conyzoides intercropped the citrus orchard soil. Plant and Soil, 264 (1-2): 149-157

5. Kong Chuihua, Hu Fei, Xu Xiaohua, Liang Wenju, Zhang Chaoxian. 2004. Allelopathic plants. XV: Ageratum conyzoides L.  Allelopathy Journal, 14 (1): 1-12.

6. Kong Chuihua，Hu Fei，Xu Xiaohua, Zhang Maoxin，Liang Wenju. 2005. Volatile allelochemicals in the Ageratum conyzoides intercropped citrus orchard and their effects on mites Amblyseius newsami and Panonychus citri. Journal of Chemical Ecology, 31 (9):2193-2203