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基本信息
- 項(xiàng)目名稱(chēng)：
- 外來(lái)入侵物種黃頂菊化感物質(zhì)研究
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類(lèi)：
- 生命科學(xué)
- 大類(lèi)：
- 自然科學(xué)類(lèi)學(xué)術(shù)論文
- 簡(jiǎn)介：
- 本作品的創(chuàng)作思路來(lái)源于外來(lái)入侵物種黃頂菊在我國(guó)，尤其是河北省的大面積入侵。其目的在于從黃頂菊中分離、鑒定出其化感物質(zhì)，黃定菊的生物學(xué)防治工作提供理論指導(dǎo)。 實(shí)驗(yàn)過(guò)程主要分為提取分離，結(jié)構(gòu)鑒定，和活性測(cè)試三個(gè)階段，通過(guò)分離和鑒定從黃頂菊中得到化合物40中，并確定出20種化合物的結(jié)構(gòu)，其中多數(shù)為首次于黃定菊中發(fā)現(xiàn)，一種為自然界首次發(fā)現(xiàn)。最后通過(guò)活性測(cè)試最終確定其化感物質(zhì)。
- 詳細(xì)介紹：
- 本作品的選題依據(jù)主要來(lái)源于黃頂菊在我國(guó)，尤其是河北省的入侵及大量繁殖，造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)損失。傳統(tǒng)的化學(xué)防除和人工拔除的手段，對(duì)此收效甚微，而且對(duì)環(huán)境存在潛在威脅。而從生物學(xué)角度來(lái)看，化感物質(zhì)與化感作用在黃頂菊的入侵途徑當(dāng)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。因此本作品對(duì)黃頂菊化感物質(zhì)的研究旨在為黃頂菊的生物防治工作提供依據(jù)，并探索黃頂菊的開(kāi)發(fā)利用價(jià)值，達(dá)到“變廢為寶”的目的。其主要實(shí)驗(yàn)流程大致如下： 首先從河北省衡水市衡水湖地區(qū)采集黃頂菊植株，經(jīng)晾干，粉碎后進(jìn)行萃取，將所得浸膏經(jīng)柱層析、薄層層析、凝膠層析以及高效液相色譜層析等技術(shù)手段進(jìn)行分離提純，最終的得到單體化合物四十種。隨后用核磁共振、質(zhì)譜、單晶衍射等技術(shù)對(duì)所得樣品進(jìn)行化學(xué)結(jié)構(gòu)鑒定，最終確定了二十種化合物的分子結(jié)構(gòu)。經(jīng)分析，所得到的化合物主要為萜類(lèi)、甾醇類(lèi)、黃酮類(lèi)、噻吩類(lèi)等化合物。其中多種化合物為首次從黃頂菊中分離得到，一種為自然界中首次分離的到，填補(bǔ)了這一領(lǐng)域的研究空白。經(jīng)報(bào)道這些種類(lèi)的化合物具有廣泛的生物學(xué)活性，具有較高的農(nóng)用、藥用價(jià)值。最后實(shí)驗(yàn)通過(guò)活性測(cè)試方式，對(duì)所的物質(zhì)進(jìn)行化感活性的測(cè)試，旨在最終確定外來(lái)入侵植物黃頂菊的化感物質(zhì)。
作品專(zhuān)業(yè)信息
撰寫(xiě)目的和基本思路
- 撰寫(xiě)目的：從化學(xué)分子水平去研究黃頂菊的化感作用機(jī)制，從而為黃頂菊的防治和利用提供指導(dǎo)。 基本思路：樣采品集→樣品粉碎→提取分離→結(jié)構(gòu)鑒定→活性測(cè)試
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 本作品采用國(guó)際先進(jìn)的薄層層析技術(shù)、柱層層析技術(shù)、高效液相色譜技術(shù)進(jìn)行黃頂菊單體化合物的分離提純，并采用核磁共振碳譜、氫譜、二維以及X-晶體衍射技術(shù)進(jìn)行化合物的結(jié)構(gòu)鑒定，最終通過(guò)化感物質(zhì)活性測(cè)定法進(jìn)行測(cè)定，力求最終找到并確定黃頂菊的化感物質(zhì)。 本作品為國(guó)內(nèi)最早從化合物角度去研究黃頂菊的化感作用，可以為外來(lái)入侵物種黃頂菊的防治提供一條新的思路。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 1.找到黃頂菊的化感物質(zhì)為其防治提供理論指導(dǎo)。 2.黃頂菊體內(nèi)有多種物質(zhì)具有抗蟲(chóng)、抗菌、抗氧化活性，具有開(kāi)發(fā)新型農(nóng)藥、藥物的潛能。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 本實(shí)驗(yàn)從有機(jī)化合物分子角度研究了外來(lái)入侵物種黃頂菊的化感物質(zhì)。植物樣品來(lái)自于河北省衡水市衡水湖地區(qū)，經(jīng)粉碎、風(fēng)干后經(jīng)乙醇回流提取后的浸膏。然后經(jīng)逐層層析、薄層層析、凝膠層析、高效液相層析等技術(shù)分離的到有機(jī)化合物四十四種。隨后將提純的化合物經(jīng)核磁共振技術(shù)、質(zhì)譜技術(shù)、單晶衍射技術(shù)等手段分析，最終將 種化合物的分子結(jié)構(gòu)確定下來(lái)。并得到了一種自然界首次發(fā)現(xiàn)的物質(zhì)。多種化合物為首次在黃頂菊中發(fā)現(xiàn)。最后通過(guò)對(duì)得到化合物進(jìn)行種子萌發(fā)率測(cè)定、幼根抑制率測(cè)定、根系活力測(cè)定、活性氧含量測(cè)定及根細(xì)胞表面存活影響。最終確定黃頂菊化感物質(zhì)，及其化感活性值。
獲獎(jiǎng)情況
- 無(wú)
鑒定結(jié)果
- 無(wú)
參考文獻(xiàn)
- [1]The new triterpenoid sulfates from the leaves of schefflera octophylla [2]Chemical sstidies of chinese licorice roots.I.elucidation of five new flavonoid constituents from the roots of Glycyrrhiza glabra l.collected in xinjiang [3] seco-Abietane Diterpenoids, a Phenylethanoid Derivative, and Antitubercular Constituents from,Callicarpa pilosissima [4] Stigmasterols from typha latifolia, MARINA DELLGAR ECAP, IETROM ONACO, and LUCIOP REVITERA, J o d of Natwal Prodvcrr[5]New thiophenes from echinops grijisii [6]New sulfur containing acetylenic compounds from Arctium lappa
同類(lèi)課題研究水平概述
- 國(guó)外對(duì)黃頂菊的研究始于20世紀(jì)末。早期的研究主要集中在黃頂菊粗提物的生物學(xué)活性上。最早，Green等在南非對(duì)抗棉鈴蟲(chóng)轉(zhuǎn)基因棉花進(jìn)行的研究中，調(diào)查了34種植物和雜草的棉鈴蟲(chóng)發(fā)生情況，在黃頂菊上沒(méi)有發(fā)現(xiàn)棉鈴蟲(chóng)，據(jù)此推斷棉鈴蟲(chóng)對(duì)黃頂菊可能具有拒食性。1999年阿根廷科學(xué)家發(fā)現(xiàn)黃頂菊甲醇提取物對(duì)米象具有殺滅活性。Bardon等發(fā)現(xiàn)黃頂菊葉和花的氯仿提取物對(duì)金黃色葡萄球菌的培養(yǎng)菌株具有中等強(qiáng)度的抗菌活性。Ferraro等在對(duì)阿根廷和巴拉圭的30多種菊科植物進(jìn)行要用篩選時(shí)發(fā)現(xiàn)，黃頂菊具有抗病毒活性?，F(xiàn)在對(duì)黃頂菊的研究進(jìn)入了單體分子化合物水平階段，并主要集中在類(lèi)黃酮和噻吩類(lèi)化合物。目前從黃頂菊中共分離出4中槲皮素硫酸酯，其中3,7,3?，4‘-四硫酸槲皮素為自然界首次發(fā)現(xiàn)物質(zhì)，也是第一種從黃頂菊中分離出的類(lèi)黃酮聚鹽類(lèi)。Guglielmone等研究了其中兩種槲皮素硫酸酯的抗凝血活性及其機(jī)制，發(fā)現(xiàn)這兩種物質(zhì)在凝血過(guò)程中起激動(dòng)素的作用。Agnese等從黃頂菊地上部分和根中分離出兩種噻吩類(lèi)衍生物，α-三噻吩和5-（3-丁烯-1炔基）2,2’-聯(lián)二噻吩。并且含量較高。其中α-三噻吩是一種典型的活化毒素對(duì)白紋伊蚊幼蟲(chóng)具有強(qiáng)殺蟲(chóng)活性。對(duì)于常規(guī)農(nóng)藥產(chǎn)生抗性的蚊幼蟲(chóng)，是一種高效、實(shí)用的殺蟲(chóng)劑。 國(guó)內(nèi)對(duì)黃頂菊的研究開(kāi)展較晚，主要集中在對(duì)粗提物的化感活性研究上。許文超、徐嬌等發(fā)現(xiàn)黃頂菊的莖葉水提取物對(duì)棉花具有較強(qiáng)的化感作用。而且黃頂菊的石油醚、氯仿、乙酸乙酯、丙酮和乙醇提取物對(duì)幾種植物的化感效應(yīng)要高于水提物。任艷萍、江莎等對(duì)黃頂菊的營(yíng)養(yǎng)器官進(jìn)行了解剖學(xué)觀(guān)察，發(fā)現(xiàn)其根、莖、葉均存在分泌結(jié)構(gòu)或分泌物。以白菜為受試植物對(duì)黃頂菊根、莖、葉水浸提液的化感作用進(jìn)行了探討，發(fā)現(xiàn)白菜種子的萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)對(duì)黃頂菊不同器官浸提液反應(yīng)有差異，其對(duì)葉片浸提液的濃度響應(yīng)最明顯。 綜上所述，國(guó)外對(duì)黃頂菊的研究較為深入，集中在對(duì)單體化合物的抗蟲(chóng)、抗菌、抗病毒等活性的研究上。國(guó)內(nèi)相關(guān)研究主要集中在對(duì)黃頂菊的化感研究上，但停留在粗提物階段，并未深入到單體分子水平。
