研究課題開(kāi)題報(bào)告 呂琢

研究課題開(kāi)題報(bào)告北京師范大學(xué)高等教育與管理博士研究生班呂琢2015.2.24植物根中具有發(fā)芽抑制功能的他感化合物探索北京大學(xué)附屬中學(xué)高一·一班曲芳菲2004年11月30日選題背景及研究意義：發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)制和應(yīng)用天然除草劑對(duì)于維護(hù)生態(tài)平衡、保護(hù)環(huán)境等具有重大意義。近年來(lái)，由于化學(xué)除草劑的大量使用，導(dǎo)致生態(tài)平衡破壞和環(huán)境污染日益加劇。自然條件下，植物間的光、水、營(yíng)養(yǎng)等存在著激烈競(jìng)爭(zhēng)。某些植物通過(guò)向環(huán)境中釋放某些化合物影響周?chē)渌参锏纳L(zhǎng)和發(fā)育（他感作用）。具有他感作用的物質(zhì)稱為他感化合物。觀察發(fā)現(xiàn)在豚草和野艾群落中，很少混有其它雜草。預(yù)示著這兩種植物的根部可能含有并釋放出具有抑制其它雜草種子發(fā)芽作用的他感化合物。研究目的：1.尋找植物根中所含的具有抑制種子發(fā)芽功能的他感化合物。2.評(píng)價(jià)這些他感化合物對(duì)種子發(fā)芽和幼根生長(zhǎng)抑制作用的強(qiáng)弱。3.探索他感化合物的適宜使用濃度。研究的技術(shù)路線:1.提取植物根中具有抑制種子發(fā)芽功能的他感化合物。2.觀察蘿卜籽和燕麥種子在浸有上述他感化合物濾紙上的發(fā)芽狀況，測(cè)量根長(zhǎng)。3.考察植物根中所含他感化合物對(duì)種子發(fā)芽和幼根生長(zhǎng)抑制作用的有無(wú)及其作用強(qiáng)度。實(shí)驗(yàn)材料：以豚草和野艾根為試驗(yàn)材料，尋找他感化合物。豚草野艾以蘿卜籽和燕麥種子為受體材料，鑒定他感化合物對(duì)種子發(fā)芽和幼根生長(zhǎng)抑制作用的有無(wú)及作用強(qiáng)度。研究方法：3.將蒸發(fā)干燥后的根部提取物用蒸餾水溶解后(1g/ml)，加入等量的醋酸乙酯有機(jī)溶劑，用分液漏斗進(jìn)行萃取分離。經(jīng)無(wú)水Na2SO4脫水后，在真空干燥器中進(jìn)行減壓濃縮、干燥。樣品洗凈、磨碎后，在5℃黑暗條件下用甲醇浸泡2天，提取可能存在的他感化合物。2.將上述提取液過(guò)濾后，在真空干燥器中進(jìn)行減壓濃縮、干燥。他感化合物提取：根部提取物原液HCl(0.5M)，調(diào)至pH3.0乙酸乙酯水層乙酸乙酯層NaHCO3(0.5M)乙酸乙酯層NaHCO3

層NaOH(0.5M)乙醚乙醚層（酸性部分）乙酸乙酯層HCl(0.5M)，調(diào)至pH3.0乙醚乙醚層(酚溶部分)HCl洗凈乙酸乙酯層(中性部分)無(wú)水Na2SO4脫水真空干燥NaOH層真空干燥HCl(0.5M)，調(diào)至pH3.0真空干燥無(wú)水Na2SO4脫水無(wú)水Na2SO4脫水H2O洗凈發(fā)根實(shí)驗(yàn)：直接發(fā)根試驗(yàn)：將浸有蒸餾水的濾紙放到培養(yǎng)皿中，將切成1cm長(zhǎng)豚草和野艾根擺放在濾紙上，然后每皿分別播種50粒蘿卜籽或燕麥種子。20℃黑暗條件下發(fā)芽。設(shè)置空白對(duì)照。將根洗凈后，1g根加10ml純水磨碎制成水提取物原液。將原液分別稀釋成10倍和100倍。取5ml上述各種濃度的提取液浸濕濾紙，按上述方法和條件令蘿卜籽和燕麥種子發(fā)芽。水提取物發(fā)根試驗(yàn)：甲醇提取物原液發(fā)芽試驗(yàn)：將根部甲醇提取物用純水溶解成1g/ml和1g/10ml濃度。按上述方法和條件進(jìn)行蘿卜籽和燕麥種子發(fā)芽試驗(yàn)。有機(jī)溶劑分離后提取物發(fā)芽試驗(yàn)：將前述經(jīng)過(guò)各種分離方法所獲得的根部提取物用純水溶解成1g/ml和1g/10ml濃度。按上述方法和條件進(jìn)行蘿卜籽和燕麥種子發(fā)芽試驗(yàn)。他感化合物的發(fā)芽抑制作用調(diào)查：1.每天測(cè)量幼根長(zhǎng)度，計(jì)算50條根的平均長(zhǎng)度。2.通過(guò)與空白對(duì)照對(duì)比，確定各種根部提取物的發(fā)芽抑制作用的有無(wú)。3.對(duì)比不同濃度的根部提取物上的發(fā)芽種子數(shù)量和生長(zhǎng)狀況鑒定各種根部提取物的發(fā)芽抑制作用的強(qiáng)弱。預(yù)期成果：1.2.3.研究成果表達(dá)形式：以文字形式寫(xiě)出研究報(bào)告。致謝:感謝教育部、北京大學(xué)附屬中學(xué)、北師大及北師大附屬中學(xué)提供這種創(chuàng)新研究機(jī)會(huì)。期待著各位博導(dǎo)老師的指導(dǎo)和博士同學(xué)們的幫助，先致謝忱。參考文獻(xiàn):孔垂華徐效華（2003）有機(jī)物的分離與結(jié)構(gòu)鑒定，