化感作用
化感作用及其应用
化感作用及其应用化感作用是指一种物质通过释放到环境中的气体、挥发出来的化合物或分泌物质，影响到周围的生物体的生理或行为的现象。
化感作用可以在动物、植物甚至微生物之间发生，具有多种功能和应用。
化感作用的原理是生物体通过释放特定的化学物质来改变周围生物体的行为或生理状态。
这些化学物质可以是气体、挥发性化合物或其他分泌物质。
化感作用可以通过直接接触或间接接触传递。
在动物中，化感作用可以用于交流、求偶、危险警示等。
许多动物都会释放特定的化学物质来吸引异性或标记领地。
例如，很多动物会释放特定的信息素来吸引异性，例如昆虫性信息素和哺乳动物的尿液中的信息素。
此外，许多动物还会释放特定的化学物质来警示其他动物，例如鳞翅目昆虫群体中的食草动物释放出来的信号物质。
在植物中，化感作用可以用于防御、防止竞争或者引导传粉者。
植物能够通过释放特定的化合物来抑制周围植物的生长，从而减少资源竞争。
一些植物还会通过释放特定的化合物来引来有益的昆虫或其他动物来进行传粉。
此外，一些植物还会通过释放有毒化合物来防御食草动物。
微生物之间也能够通过化感作用来进行交流和竞争。
例如，细菌和真菌可以通过释放抗菌物质来抑制周围的竞争者，从而取得优势地位。
此外，微生物也可以通过释放化合物来进行群体互作用，例如微生物菌群中的群体互作用就是通过化感作用实现的。
化感作用在实际应用中有许多重要的应用。
首先，化感作用可以用于害虫控制。
通过研究和利用害虫所释放的信息素，可以开发出诱杀剂或干扰剂，用于引诱或干扰害虫的行为，从而进行害虫的监测和控制。
这在农业生产中具有重要意义。
其次，化感作用可以用于医学诊断。
许多疾病会导致人体释放特定的挥发性化合物，通过检测这些化合物的浓度或组成，可以进行疾病的早期诊断和监测。
例如，通过检测呼吸气体中的乙酸、丙酮等化合物的浓度变化，可以进行糖尿病等疾病的诊断。
此外，化感作用还可以用于环境监测和污染控制。
许多化合物被释放到环境中后会影响到周围生物的生理或行为，通过监测这些生物的反应可以对环境的污染程度进行评估。
植物的化感作用
香豆素是一类普遍存在的化感物质;伞形科 豆 科、茄科和芸香科等植物往往合成大量的香豆素， 香豆素在这些植物体内是以糖甙形式存在的，香 豆素甙进入环境后，可在土壤媒介的作用下，内 酯环打开而形成盐或羧基，从而发挥化感效应;
三 化感物质及其作用机制
化感作用是植物通过向环境释放化感物质而实现 的;因此，化感物质在认识和评价植物化感作用中占 据中心位置;
化感物质allelochemical亦称为克生物质 他感化 合物，有人对它下的定义是：生物体产生的所有非营 养性物质，能影响其它植物的生长、健康、行为或群 体关系。
绝大多数化感物质都是次生物质，植物产生和释 放化感物质的理论基础是植物的次生代谢。它们主要 通过次生代谢途径如莽草酸途径和乙酸途径而产生。
二农业生产中的化感作用
化感作用在作物生产中广泛存在; 作物种间的化 感作用表现在有利和有害两个方面;但有害的抑制作 用为大多数，很多能表达种间化感作用的作物同样 具有种内的化感作用即自毒作用。农业生产中的化 感作用主要表现在作物与作物之间 作物与杂草之间， 存在以下几个方面的作用：
一是作物与作物之间的克制; 如小麦和冬黑麦 番茄和黄瓜、番茄和芜菁、番茄和茄子、葱和菜豆、 卷心菜和油菜等都是难以共生的作物。十字花科作 物表现出不同程度的化感作用;因为它们释放的硫甙 化合物能够水解而产生有强烈植物毒性的异硫氰酸 酯类化合物；番茄的根能分泌出单宁等酚酸类化感 物质对临近作物的生长发育产生不良影响。
滇池的 水葫芦Leabharlann 钱 塘 江 的 水 葫 芦
外滩遭水葫芦侵袭 2007
植物演替
植 物 演 替 受 化 感 作 用 调 控 ; Rice 观 察 美 国 Oklahoma瘠地抛荒后植物自然演替的顺序：开始2～3 年内生长一些一年生野草;随后较长时间约12年一种一 年生三芒草占优势，然后它又让位于草原丛生草类 Schizachyrium scoparius。野草阶段延续不长是由于自 毒，它们释放的莨菪亭 绿原酸、鞣酸和许多肉桂酸与 苯甲酸的酚衍生物降低了自身的生存能力；三芒草对 这些化感物质忍耐力较强；最后竞争生存的植物对硝 化作用的克制较烈。
植物化感作用和化感物质的应用
植物化感作用和化感物质的应用植物化感作用是指植物之间、植物与环境之间通过挥发出的化学物质相互影响的现象。
化感作用已经被广泛应用于农业、林业、草业、园艺、环境保护等领域。
一、植物化感作用的原理植物化感作用是由植物挥发出的挥发性化合物引起的。
植物的根、茎、叶、花、果实等各部位均可产生不同挥发性化合物，这些化合物被称为化感物质。
植物挥发出的化感物质会因空气、温度、湿度、光照、风向和细菌等因素的影响而产生变化。
当一种植物挥发出的化感物质与另一种植物的叶片或根系接触时，产生的效应就是植物化感作用。
植物化感作用的效应可以是促进生长，也可以是抑制生长，还可以是诱导抗性、调节花期、吸引授粉昆虫等。
二、化感物质的应用1. 农作物的保护在农业中，可以利用化感物质保护农作物不受害虫侵害。
例如，在玉米田里种植白芷，可以通过化感作用吸引天牛，从而减少玉米棒虫危害。
又例如，种植矮牵牛可减轻黑斑病对西红柿的危害。
2. 植物生长调节通过化感物质的应用，可以调节植物的生长发育。
例如，用青蒿提取液喷洒在甜椒上，可以促进甜椒的早熟和增产。
喷洒丁香花油可以促进西兰花的生长。
3. 花卉园艺在花卉园艺中，可以利用化感物质调节花期和增加花期。
例如，施用百合素可以延长百合的花期。
在育苗过程中，也可利用化感物质调节根系的生长和发育，从而促进幼苗的生长。
4. 环境保护化感作用还可用于环境保护。
例如，在污染严重的地区种植能吸收有毒物质的植物，从而净化空气和水质。
三、化感物质应用的优势和劣势化感物质的应用具有以下优势：1. 安全无毒：化感物质通常是植物挥发的自然产物，具有安全无毒的特点。
2. 环境友好：化感物质不会对生态环境造成破坏，有助于实现可持续发展。
3. 成本较低：化感物质的制备成本相对较低，易于推广应用。
化感物质的应用也存在一些劣势：1. 作用时间短：化感物质的作用时间普遍较短，需要不断地补给。
2. 作用因素复杂：化感作用的效应受环境因素影响较大，需要具有高超的操作技巧。
植物的化感作用与应用
心怀梦想路致远方
HAVE A DREAM AND TRAVEL FAR
缺水可导致某些植物的绿原酸浓度提高。萜类，如α－2蒎稀、β－2蒎稀、桉树脑、樟脑通过挥发释放到环境中，在干燥的条件下特别明显。酚类以及生物碱是通过下雨淋溶而带走的。
水分
不同亚种、相同种的不同组织、相同组织不同年龄阶段产生化感物的类型、组织和产生时间均有差别。
组培法研究根系分泌的化感作用
凋落物分解
植物残株或凋落物分解，如高梁、小麦残株能释放化感物质，强烈抑制某些杂草生长。 试验用浸泡的方法模拟
挥发
一些挥发性化感物质通过植物体表进入环境而发生作用。如无剌槐树皮产生的挥发性物质能抑制附近杂草的生长。
对于挥发和雨雾淋溶这两个途径之间往往存在着交叉关系，雨雾淋溶的化感物质有时和挥发物相一致，即雨雾可以将挥发物中的溶于水的和微溶于水的物质淋溶下来。
20世纪80年代初，张宝琛开始研究青海高寒草甸上人工草场自然退化中的化感作用并发表了一系列研究论文。进入20世纪90年代，我国在植物化感作用的研究工作进入了迅速发展的阶段。1991年成立了化学生态专业委员会。
中国第六届植物化感作用大会
本人研究了辣椒化感作用与连作障碍的关系，并得出辣椒的化感自毒作用与自毒物质的积累是引起连作障碍的重要原因之一。
继续开展不同植物化感作用机理的精确研究，通过对不同植物化感作用的研究找出作用机理上的异同点，形成固定的理论框架，使其具有普遍性。
开展分子水平和病理学方面的机理性研究，寻求化感物质抑制植物细胞分裂伸长、光合作用的途径，电子显微技术可以有助于这方面的深入。
化感物质的基因调控与基因诱导方面也具有很大的研究潜力，通过人工手段培育对作物或树种有益的物种或对杂草有抑制作用的作物，从而可以达到驱弊就利的目的。
化感作用名词解释
化感作用名词解释
化感作用也叫异株克生，指植物产生的次生代谢产物〔化感化合物〕在植物生长过程中，通过信息抑制其他植物的生长，发育并加以排解的现象就称为异株克生。
异株克生现象在自然界中普遍存在，一些植物通过根系分泌的有机化合物对其他植物产生影响。
松根分泌的一种激素可抑制桦木的生长，接骨木根系的分泌物可对大叶钻天杨的生长也有抑制作用。
有人还发觉，在前茬为毛白杨的育苗地上播种的杏树幼苗；不仅生长量降低，还有局部苗木枯萎死亡，而合欢和澳大利亚桃金娘具有浓郁香味的根则对豌豆和蚕豆的生长有促进作用。
这种树木之间的相互作用是一门新的学科——植物化学生态学。
研究说明，生物化学的作用方法是不同的，有些是通过干扰细胞分裂或抑制营养物质的汲取和传递来影响植物的营养和生长，但大量的干扰作用与呼吸等能量转换过程有关，在某些情况下可以阻挡植物沉降或毒害沉降植物，但大多数只是降低植物的生长。
据报道，发觉的大局部生化抑制剂是酚类化合物和萜类化合物，它们存在于几乎全部的植物中，并被雨水过滤掉。
它通过根系分泌和凋落物分解释放到周围环境中，影响一些植物的生长和发育，包含它们自身。
扩展：
研究说明，生物化学的作用方法是不同的，有些是通过干扰细胞分裂或抑制营养物质的汲取和传递来影响植物的营养和生长，但大量的干扰作用与呼吸等能量转换过程有关，在某些情况下可以阻挡植物沉降或毒害沉降植物，但大多数只是降低植物的生长。
植物的化感作用与应用
植物的化感作用与应用植物的化感作用与应用，指的是植物通过产生化学物质来影响其他生物的行为和生理过程的现象。
这种作用可以对其他生物产生有益影响，如吸引授粉昆虫，抵御病虫害等，也可以对其他生物产生有害影响，如抑制竞争对手的生长等。
以下将从化感的定义、作用机制以及应用领域等方面进行详细阐述。
化感的定义:化感是指植物通过释放具有特定结构和特定化学活性的化合物，影响其他生物的行为、生理活动或者产生特定的反应的现象。
化感的作用机制：化感作用是由植物释放的挥发性化合物或根系分泌的非挥发性物质等所介导的。
对于植物的挥发性化合物而言，它们通常由植物细胞内的细胞器或腺体合成，随后通过气孔或表皮细胞的微裂隙释放到外界环境中。
这些挥发性化合物可以通过空气传播，被其他生物察觉和接收，从而发挥化感作用。
化感作用的应用领域:1.农业领域:对抗病虫害：一些植物通过释放具有抑制作用的挥发性化合物，来对抗病虫害。
例如，茉莉花具有抑制蚜虫和凤蝶幼虫的作用，可以用于防治农作物上的害虫。
此外，植物也可以通过释放具有引诱作用的化合物，吸引天敌（如寄生昆虫和捕食性昆虫）来控制农作物的病虫害。
改善作物品质：一些植物通过挥发性化合物来改善作物的香味、口感和营养价值。
例如，番茄和草莓等作物在果实成熟过程中释放的挥发性化合物可以影响果实的风味和香气。
2.生物多样性保护:引诱授粉昆虫：一些花卉植物通过释放具有吸引力的挥发性化合物，如游蜂素和芳香物质，来吸引授粉昆虫。
这些化合物可以帮助花朵获得更高的授粉率，从而提高种群的生存和繁殖成功率。
吸引天敌：植物可以通过释放具有吸引力的化合物，如提供食物或栖息地等方式，吸引天敌来捕食植食性昆虫。
这有助于维持生物多样性，保护作物免受昆虫害虫的侵袭。
3.药学领域:药用植物：许多植物中含有具有生物活性的化合物，可以用于制备药物。
例如，利用植物中的挥发性化合物可以提取香料或精油，用于制备食品添加剂或药物。
中药研究：植物中的化合物被广泛用于研究中药和草药治疗的活性成分。
植物化感作用的分子机制
植物化感作用的分子机制植物化感作用是植物与其周围环境的相互作用的一种重要方式，通过化感作用，植物能够感知到周围环境中的生物信号，进而调节其生长、开花、果实发育等生理过程。
本文将探讨植物化感作用的分子机制。
一、化感信号的感知植物能够感知到周围环境中的生物信号，这主要依赖于植物表面的感受器。
植物表面覆盖着一层被称为“表皮”或“外皮”的组织，其中存在大量感受器分子，如感受器蛋白。
这些感受器蛋白能够与环境中的化感分子结合，从而触发化感信号的传导。
二、信号传导的机制一旦感受器蛋白与化感分子结合，它们会发生构象变化，并激活下游的信号传导通路。
这通常涉及到一系列的蛋白质激酶和磷酸酶的活化。
这些活化的蛋白质能够进一步激活其他途径，例如离子通道的开放，细胞内钙离子浓度的变化等。
这些变化最终会导致某些基因的表达或抑制，进而调节植物的生理反应。
三、基因调控的作用化感作用通常涉及到一系列的基因调控。
植物会根据化感信号的类型和强度来调节相关基因的表达。
一些基因可能会被上调，从而增强植物对化感分子的感知和响应能力；而另一些基因可能会被下调，从而减弱植物对化感分子的感知和响应能力。
这种基因调控能够帮助植物适应不同的环境条件，并提高其生存竞争力。
四、植物化感作用的效应通过分子机制的调节，植物化感作用能够在多个方面产生效应。
例如，植物化感作用可以影响植物的生长和发育过程。
当植物感知到一定浓度的化感分子时，可能会调节植物的营养摄取和分配，从而影响植物的生长速度和体型。
此外，植物化感作用还可以影响植物的抗病性和抗虫性。
当植物感知到外界的病原微生物或虫害时，会通过化感作用来加强植物的防御反应，提高其抗病虫的能力。
总结起来，植物化感作用的分子机制涉及到化感信号的感知、信号传导的机制、基因调控的作用以及植物化感作用的效应等方面。
通过深入理解植物化感作用的分子机制，可以为植物的研究和农业生产提供更多有益的信息和策略。
这对于解决农业生产中的病虫害问题、提高植物逆境适应能力等具有重要意义。
化感作用——精选推荐
1、化感作用的定义
化感作用（allelopathy）是指一种植株向环境中释放某些化学物质，影响周围其他植株生理生化代谢及生长过程的现象。
具有化感作用的物质称作化感作物（allelochemical）.如该物质直接来源于植物的分泌或分解出来的，起产生的化感作用称为真化感，如该物质是通过微生物降解来的，间接来源于植物的化感则称为次生化感化合物，起作用称为功能性化感。
2、化感作用物：化感作用物是植物的次生代谢产物，有水溶性有机酸、酚类、单宁、生物碱、类萜类、醌类、苷类等。
3、化感作用物进入环境的途径主要有：
①挥发：多在干燥条件下发生；
②淋溶：降雨、灌溉、雾及露水能够淋溶化感作用物，使之进入土壤；
③根分泌：根系主动分泌化感化合物于土壤中;
④残体分解：植物残体分解过程中，促使各种化合物释放到环境中，而微生物分解植物残体过程，形成许多化感物质。
4、化感作用的机理
①抑制种子萌发和幼苗生长
②抑制蛋白质合成及细胞分裂
③抑制光合作用和呼吸作用
④抑制酶活性
⑤影响水分代谢和营养吸收。
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华南师范大学实验报告
学生姓名彭健学号20112501082
专业生物科学年级、班级11科五
课程名称生态学实验实验项目种间关系—化感作用
实验类型□验证□设计□综合实验时间14 年 4 月16日
实验指导老师周先叶实验评分
化感作用—五爪金龙对大白菜种子萌发影
响
1实验目的
本实验选择五爪金龙作为供体植物，取其叶片水浸液研究其对大白菜种子萌发的影响以探究其化感作用
2实验原理
化感作用（Allelopathy）：也称作异株克生，是指一种植物通过向体外分泌代谢过程中的化学物质，从而影响其它植物的生长。
这种作用是物种生存斗争的一种特殊形式，种内关系和种间关系都有化感作用。
植物之间的化感作用是当前化学生态学研究的热点。
具体来讲，它是指供体植物通过茎叶挥发、淋溶、凋落物分解、根系分泌等途径向环境释放化学物质，从而促进或抑制周围植物的生长和发育。
植物的化感作用广泛存在于自然界中，与植物间光、水分、养分和空间的竞争一起构成了植物之间的相互作用。
3实验仪器、工具
供体植物：五爪金龙
受体植物：大白菜种子
实验处理：配置50gDW/L的供体植物新鲜枝叶浸提液，以蒸馏为对照
4实验步骤
4.1采集供体植物新鲜叶片回实验室
4.2在实验室将叶片洗净，剪成<2cm的片断；
4.3称取五爪金龙5g，加入蒸馏水70mL，室温下浸提24h，将浸提液倒出，补水20mL再浸提一次，将两次浸提液合并，过滤，定容至100mL。
待用。
4.4吸取约5mL上述浓度的浸提液加入双层滤纸铺的直径为11cm培养皿中，每皿均匀放置50粒已消毒的受体种子（之前用5%的次氯酸钠消毒10分钟），以蒸馏水为对照，设3个重复。
于人工气候箱中保湿遮光培养，湿度70%，温度设置为30℃12h，25℃12h。
4.5种子出现萌芽（胚根>1mm）后开始记录每天种子的萌发个数，7d后统计萌发率（GR）,并测定根长（RL）：
GR=（发芽种子数/供试种子数）*100%
化感效应指数RI=T/C-1
5实验结果与分析
表1 供体植物水提液对种子萌发的影响（平均值±标准差，n=3）
形态特征处理组1处理组2处理组3平均值±标准差
萌芽率0.58 0.70 0.66 0.65±0.611
发芽指数46.18 52.43 56.98 51.863±5.425
根长 2.12 1.83 2.20 2.052±0.195
苗高 3.90 3.37 4.04 3.770±0.351
备注8株刚发芽11株刚发芽9株刚发芽
形态特征CK-1 CK-2 CK-3 平均值±标准差
萌芽率0.72 0.82 0.86 0.8±0.072
发芽指数81.28 84.01 83.64 82.975±1.483
根长 3.69 3.34 2.98 3.339±0.354
苗高 2.48 4.71 1.82 3.006±1.515
表2供体植物的化感效应指数和综合化感效应
处理组T（平均值）CK组（平均值）化感效应指数=C/K-1
萌芽率0.65 0.80 -0.188
发芽指数51.86 82.98 -0.375 根长 2.05 3.34 -0.385
苗高 3.77 3.01 0.254 综合化感指数/ / -0.1735
由表2可知，经五爪金龙提取液处理过的组别种子平均萌芽率明显比对照组的萌芽率要低，而RI=-0.188反映了其化感效应为抑制作用。
再者，在萌芽指数方面，萌芽指数是反映发芽速度快慢的，同样处理组的平均萌芽指数明显也比对照组的平均萌芽指数低，RI=-0.375，同样说明浸出液有降低发芽指数的趋势，而RI值绝对值的大小同时反映了化感作用的大小，显然五爪金龙提取液减缓大白菜种子发芽效应要比抑制其发芽效应强，也很有可能五爪金龙浸出液通过大大减缓大白菜种子发芽而影响其发芽率。
无论从萌发率还是从发芽指数上看，RI 值都为负值，即五爪金龙叶片浸出液对大白菜种子萌发有明显抑制效应（0.188+0.375=0.563）。
以上是浸出液对植物发芽的影响，但是一种植物对另一种植物的化感作用并不局限于抑制其发芽这一方面，接下来分析五爪金龙浸出液对幼小植株发育的影
响。
先来看根长方面，处理组平均根长要比对照组平均根长小，RI=-0.385也表明了处理液对大白菜根的生长，但是在株高方面，处理组平均株高要比对照组高，而且RI=0.254呈正数，表明浸出液对大白菜植株地上部分生长有促进作用（由表一可见，两个处理组的平均株高都要比对照组的平均株高高）。
本实验选用用五爪金龙这一外来入侵作为供体植物探究其叶片浸出液对大白菜种子发芽的影响，结果表明，浸出液明显抑制了大白菜种子的萌发，很有可能是延缓了种子的萌发而使其错过最佳萌发时期，而浸出液对大白菜幼苗的地下部分根的生长也有一定的抑制作用，对地上部分的生长却有明显的促进作用，推测可能五爪金龙叶片提取液中有促进地上部分生长的物质，该部分物质的促进作用要比其它某部分物质的抑制作用强导致表现为对大白菜幼苗地上部分生长有促进作用。
综合评估五爪金龙对大白菜的化感效应，各项RI值相加为-0.1735，表明五爪金龙总体上对白菜种子及幼苗的化感效应为抑制作用的。
实际上，植物对周围环境释放各种化感因子是有一定条件通过一定途径的，其主要有以下4种途径
根系分泌物：代谢产生的根系分泌物可为初生代谢和次生代谢产物，
1.次生代谢产物的根系分泌物中很大一部分是化感物质。
2.植物体内由茎叶等部位产生的挥发性化学物质；
3.植物地上部受雨、雾和露水淋洗的化学物质；
4.微生物分解植物残体并释放到土壤里的化学物质
本实验单单将叶片剪碎并用蒸馏水浸泡与其自然状态下释放各种化感因子还是有很大区别的，因此本实验并不可能完全模拟五爪金龙对大白菜种子与幼苗的化感作用。
6参考文献
[1] 周志红. 植物化感作用的研究方法及影响因素.生态科学. 1999（3）. 18(1)。