从膜不稳定到代谢崩溃:地柏叶香薷(Santolina chamaecyparissus L.)精油对鬼针草(Bidens pilosa L.)的生物除草效应

《Biology》:From Membrane Destabilisation to Metabolic Collapse: Bioherbicidal Effects of Santolina chamaecyparissus L. Essential Oil on Bidens pilosa L.

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月12日 来源:Biology 3.5

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   简要摘要 能够存活于常规除草剂的杂草对农业构成了日益严峻的挑战。本研究检测了地中海芳香植物Santolina chamaecyparissus L.的精油是否能控制Bidens pilosa L.(鬼针草)——一种

  

简要摘要

能够存活于常规除草剂的杂草对农业构成了日益严峻的挑战。本研究检测了地中海芳香植物Santolina chamaecyparissus L.的精油是否能控制Bidens pilosa L.(鬼针草)——一种常见且难以防治的杂草。处理可迅速损伤叶片,导致水分流失和干枯,并降低植物利用光照进行生长的能力。它还会扰乱糖类、有机酸和氨基酸的正常平衡,表明损伤超越了叶片表面,影响了植物的基本代谢。这些结果表明,S. chamaecyparissus L.精油有可能被开发为快速起效的天然除草产品。但仍需进一步研究以确认其对作物和环境的安全性,并确定其在田间条件下是否依然有效。

摘要

抗药性杂草的日益增多以及对合成除草剂的担忧,正在推动人们寻找天然替代方案。本研究评估了Santolina chamaecyparissus L.精油对Bidens pilosa L.幼苗的苗后生物除草活性及其作用机制。气相色谱-质谱联用分析显示,该精油化学组成复杂,以含氧单萜为主,包括姜黄醇、顺-莰醇、顺-松莰醇、α-莰烯和柠檬烯。初步剂量-反应试验确定ED50为0.82%(v/v)。在此浓度下,72小时后可见损伤度达75.9%,而叶片相对含水量降至40.0%。24小时电解质泄漏率达77.6%,丙二醛含量增加三倍,表明膜损伤严重且发生脂质过氧化。叶绿素荧光成像显示光系统II功能受损、电子传递降低、能量耗散改变以及光合活力丧失。光合色素在24小时后下降,叶绿素a减少约32.5%。非靶向代谢组学分析揭示了可溶性糖、有机酸、抗坏血酸和莽草酸的随时间依赖性耗竭,同时伴随脯氨酸、γ-氨基丁酸、海藻糖和支链氨基酸的积累。网络分析表明代谢协调性丧失。总体而言,在本研究所采用的受控实验条件下,S. chamaecyparissus L.精油表现出快速接触型植物毒性作用,其特征为膜破坏、氧化损伤、脱水、光合功能受损以及广泛的代谢紊乱。
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