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三叶鬼针草水提液对蒲公英种子萌发和幼苗生长的化感作用



全 文 :北方园艺2015(10):87~90 植物·园林花卉·
第一作者简介:陶宏征(1983-),女,硕士,讲师,研究方向为植物生
理生化。E-mail:thz_biology2@126.com.
收稿日期:2015-01-22
DOI:10.11937/bfyy.201510021
三叶鬼针草水提液对蒲公英种子萌发和
幼苗生长的化感作用
陶 宏 征1,2,田 学 军1,夏   芳1,沈 云 玫1,2
(1.红河学院 生命科学与技术学院,云南 蒙自661100;2.云南省高校农作物优质高效栽培与安全控制重点实验室,
云南 蒙自661100)
  摘 要:以蒲公英试材,采用培养皿法和水培法,研究了入侵植物三叶鬼针草(Bidens pilosa)
水提液对蒲公英(Taraxacum mongolicum)种子萌发和幼苗生长的化感作用。结果表明:不同浓
度的三叶鬼针草水提液处理均降低了蒲公英种子的发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数,抑制
了蒲公英幼苗的根长、苗高和叶宽生长,增加了丙二醛含量及相对电导率。说明入侵植物三叶鬼
针草水提液对蒲公英有较强化感作用,使蒲公英种子萌发及幼苗生长受到抑制。
关键词:三叶鬼针草;蒲公英;生物入侵;化感作用
中图分类号:S 732 文献标识码:A 文章编号:1001-0009(2015)10-0087-04
  三叶鬼针草(Bidens pilosa)属菊科鬼针草属植物,
常见于农田和路边,原产于热带美洲,因其果实具倒刺,
可能通过附着于人、畜和货物传入我国,目前在我国广
泛分布,是具有较强入侵性、危害严重的植物[1]。入侵
植物具有强适应性,其传播性强,可适应较广的生态范
围[2-3],许多研究认为化感作用在植物入侵中起着重要
作用[4]。化感作用是指植物中含有一些挥发性化学物
质,这些物质会对周边植物产生促进作用或是抑制作
用[5],三叶鬼针草的化感作用在一些研究中已被报
道[6-8],但对蒲公英(Taraxacum mongolicum)的化感作用
尚鲜见研究。蒲公英的生境与三叶鬼针草相近,所以研
究三叶鬼针草对蒲公英的化感作用可为进一步揭示三
叶鬼针草的化感作用机制提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试三叶鬼针草采自云南红河学院里仁校区,蒲公
英种子购于葆元种业公司。
1.2 试验方法
将三叶鬼针草叶片在室温条件阴干后研磨成粉状,
按照每100mL蒸馏水2.5g干物质的比例浸泡48h,双
层纱布过滤得质量分数2.5%的母液,4℃条件下保存备
用。选择颗粒饱满、大小一致的蒲公英种子用70%的酒
精消毒30s后,用蒸馏水冲洗3~5次,然后于4℃放置
24h以保证种子萌发整齐度。培养皿中加入6mL三叶
鬼针草叶水提液充分润湿滤纸,并把种子点于滤纸上,
每个浓度5次重复,每皿50粒种子,然后在温度26℃、
光照时间12h/d、光照强度1 500lx条件下进行培养。
三叶鬼针草水提液处理浓度为0.5%、1.0%、1.5%、
2.0%,以蒸馏水为对照(CK)。以胚根伸出种子1mm
为萌发标准,每天记录种子的萌发数,并于第14天测量
萌发种子的根长。
采用水培法进行蒲公英幼苗培养。蒲公英播种于
营养土中,待叶片长至4片时,挑选长势一致的幼苗,将
根上的泥土用蒸馏水充分洗净,移苗至水培盒中,移苗5d
待幼苗生长状况恢复良好,然后加入三叶鬼针草叶水提
液进行处理,处理浓度为0.6%、1.2%、1.8%和2.0%,
以不添加三叶鬼针草叶水提液的植株作为对照(CK),每
个处理5盒,每个水培盒12株苗。水培的营养液采用
1/4Hogland营养液。处理7d后,每处理随机挑选10
株幼苗测量根长、苗高及叶宽。同时取样进行丙二醛含
量测定及相对电导率测定,每个处理5次重复。幼苗各
生长指标及生理指标化感效应敏感指数的计算方法
同上。
1.3 项目测定
根据以下公式计算种子发芽指标[9]:发芽势GE=
n/N(n为第7天的种子发芽数,N为供试种子总数),发
芽率GP=n/N(n为第14天时的种子发芽数,N为供试
种子总数),发芽指数GI=∑(Gt/Dt)(Gt为第t天的种
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·园林花卉·植物 北方园艺2015(10):87~90
子发芽数,Dt为对应Gt的发芽天数),活力指数VI=GI×
SH(SH为根长)。并用化感效应敏感指数RI表征化感
效应的大小,RI=1-C/T(T≥C)、RI=T/C-1(T<C)
(C为对照值;T为处理值;正值为促进效应,负值为抑制
效应,绝对值大小表征化感作用的强弱)[10]。
丙二醛含量及相对电导率的测定参照李合生等[11]
的方法。
1.4 数据分析
试验数据用Excel 2010进行整理计算并用SPSS
16.0进行方差分析,所有数据均为平均值±标准差。
2 结果与分析
2.1 三叶鬼针草水提液对蒲公英种子萌发的影响
不同浓度三叶鬼针草水提液对蒲公英种子的发芽
势、发芽率、发芽指数及活力指数均有抑制作用。由表1
可知,三叶鬼针草水提液在0.5%的低浓度时,抑制作用
较轻微,发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数的RI仅
为-0.22、-0.29、-0.20和-0.41,而在2.0%的高浓度
处理下,发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数的RI分
别高达-0.74、-0.58、-0.74和-0.87,说明随着三叶
鬼针草水提液浓度的增加,抑制作用增强。
  表1 三叶鬼针草水提液对蒲公英种子萌发的影响
  Table 1 Efect of the aqueous extracts of Bidens pilosa on the germination of Taraxacum mongolicumseed
浓度
Concentration
/%
发芽势
Germination potential
/%
发芽势RI
RI of germination
potential
发芽率
Germination rate
/%
发芽率RI
RI of germination
rate
发芽指数
Germination
index
发芽指数RI
RI of germination
index
活力指数
Vigor
index
活力指数RI
RI of vigor
index
0(CK) 34.40±5.18  0.00  72.00±3.16  0.00  9.97±1.97  0.00  27.40±4.84  0.00
0.5  26.80±3.03** -0.22  51.20±2.28** -0.29  7.94±1.30 -0.20  16.17±1.35** -0.41
1.0  20.80±2.28** -0.40  41.20±2.28** -0.43  6.55±0.69 -0.34  12.86±1.66** -0.53
1.5  12.40±2.61** -0.64  31.20±2.28** -0.57  4.70±0.59* -0.53  8.36±2.39** -0.70
2.0  8.80±2.28** -0.74  30.40±4.56** -0.58  2.58±0.46** -0.74  3.50±0.91** -0.87
  注:*表示与对照差异显著(0.01<P<0.05),**与对照差异极显著(P<0.01);下同。
Note:*indicates the diference with control is significant(0.01<P<0.05),**indicates the diference with control is extremely significant(P<0.01);the same below.
2.2 三叶鬼针草水提液对蒲公英幼苗根长、苗高和叶
宽的影响
蒲公英幼苗在三叶鬼针草水提液的处理下生长明
显受到抑制。由图1和表2可以看出,当幼苗受到三叶
鬼针草的化感作用后,生长受到抑制,与对照相比幼苗
生长缓慢,根长、苗高与叶宽都小于对照。0.6%~2.0%
浓度处理下,当对照的根长生长至7.57cm时,处理的幼
苗根长仍在4.43~5.98cm,当对照的苗高生长至8.51cm
时,处理的幼苗苗高仍在6.44~6.81cm,当对照的叶宽
生长至2.01cm时,处理的幼苗叶宽仍在1.26~1.75cm,
均与对照差异极显著(P<0.01)。其中,处理浓度为
1.8%时,化感效应最强,根长、苗高和叶宽的RI分别为
-0.41、-0.24和-0.37。
图1 三叶鬼针草水提液对蒲公英生长指标的影响
Fig.1 Efect of the aqueous extracts of Bidens pilosa on
the growth indexes of Taraxacum mongolicumseedling
表2 三叶鬼针草水提液对
蒲公英生长指标化感效应敏感指数的影响
  Table 2 Efect of the aqueous extracts of Bidens pilosa on
the index of alelopathic efect of the growth indexes of
Taraxacum mongolicumseedlings
浓度
Concentration/%
根长RI
RI of root length
苗高RI
RI of plant height
叶宽RI
RI of blade width
0(CK) 0.00 0.00 0.00
0.6 -0.28 -0.22 -0.13
1.2 -0.29 -0.23 -0.29
1.8 -0.41 -0.24 -0.37
2.0 -0.21 -0.20 -0.30
图2 三叶鬼针草水提液对蒲公英丙二醛含量的影响
Fig.2 Efect of the aqueous extracts of Bidens pilosa on
the MDA content of Taraxacum mongolicumseedling
2.3 三叶鬼针草水提液对蒲公英幼苗丙二醛含量的
影响
蒲公英幼苗的丙二醛含量随三叶鬼针草水提液处
理浓度的升高而升高。由图2、表3可以看出,在2.0%
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北方园艺2015(10):87~90 植物·园林花卉·
高浓度处理液的作用下,丙二醛含量最高,与对照差异
极显著(P<0.01),是对照的3.29倍,RI为0.70。
2.4 不同浓度三叶鬼针草水提液对蒲公英幼苗相对电
导率的影响
由图3、表3可知,蒲公英幼苗的相对电导率随三叶
鬼针草水提液处理浓度的升高而升高。在2.0%高浓度
处理液作用下,蒲公英幼苗相对电导率最高,是对照的
2.7倍,与对照差异极显著(P<0.01),RI为0.63。
图3 三叶鬼针草水提液对蒲公英相对电导率的影响
Fig.3 Efect of the aqueous extracts of Bidens pilosa on
the relative electrical conductivity of
Taraxacum mongolicumseedling
表3 三叶鬼针草水提液对蒲公英丙二醛含量及
相对电导率的化感效应敏感指数影响
  Table 3  Efect of the aqueous extracts of Bidens pilosa on
the MDA content and the relative electrical conductivity of
Taraxacum mongolicumseedlings
浓度
Concentration/%
丙二醛含量RI
RI of MDA content
相对电导率RI
RI of relative electrical conductivity
0(CK) 0 0.00
0.6 -0.21  0.23
1.2  0.31  0.61
1.8  0.39  0.61
2.0  0.70  0.63
3 结论与讨论
衡量种子的活力可以通过发芽势、发芽率、发芽指
数和活力指数进行不同角度的反映。在不同浓度三叶
鬼针草水提液处理下,所有的发芽指标均受抑制,发芽
势、发芽率、发芽指数和活力指数在0.6%的低浓度处理
下,分别为对照的77.91%、71.11%、79.64%和59.01%,
其中活力指数受抑制程度较大,说明即便在低浓度下蒲
公英的根长生长也受到了显著的抑制,胚根虽然可以突
破种子,但是无法伸长生长。在2.0%的高浓度处理下,
发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数分别为对照的
25.58%、42.22%、25.88%和12.77%,受到极显著的抑
制,说明从发芽速率至生长量来看,三叶鬼针草对蒲公
英种子的化感作用显著。
在不同浓度三叶鬼针草水提液处理下,根长、株高
和叶宽均受到抑制,在0.6%的低浓度处理下,分别为对
照的72.26%、78.50%和87.06%,在2.0%的高浓度处
理下,根长、株高和叶宽分别为对照的79.00%、80.08%
和70.15%。说明三叶鬼针草水提液虽然抑制了蒲公英
植株的生长,但是在0.5%~2.0%,其化感作用并未随
着浓度的改变表现出增加和减小的趋势。
当受到伤害时,植物细胞膜会发生膜脂的过氧化作
用,膜脂过氧化作用最终产物即为丙二醛,所以其含量
可以反映植物遭受伤害的程度。1.2%、1.8%、2.0%处
理的三叶鬼针草水提液处理后,丙二醛含量分别为对照
的1.46、1.64、3.29倍,其中2.0%三叶鬼针草水提液处
理的蒲公英丙二醛含量最大,与对照差异极显著(P<
0.01)。说明三叶鬼针草对蒲公英的化感作用造成了蒲
公英细胞的膜脂过氧化作用加大。
相对电导率是反映植物膜系统状况的一个重要的
生理生化指标,植物在受到逆境或其它损伤的情况下细
胞膜容易破裂、膜蛋白受伤害因而使得胞质的细胞液外
渗使得相对电导率增大,其反映直接实际。在该研究
中,0.6%、1.2%、1.8%和2.0%处理的蒲公英电导率分
别是对照的1.30、2.55、2.54、2.69倍,其中2.0%处理的
蒲公英相对电导率最大,说明三叶鬼针草的化感作用对
蒲公英细胞造成了伤害,膜渗漏情况加剧,细胞生理状
况受到了较大的影响。
总之,三叶鬼针草对蒲公英的化感作用体现在:三
叶鬼针草水提液降低了蒲公英种子的发芽势、发芽率、
发芽指数和活力指数,使蒲公英的生长受到了抑制,根
长、株高、叶宽生长比对照缓慢,提高了丙二醛含量及相
对电导率,造成了膜系统的伤害。生物入侵是一个严重
的生态问题,化感作用在生物入侵种扮演着重要作用。
对化感作用进行研究时,应选择与入侵植物生境相似的
植物作为试验对象开展研究,更能直接地调查入侵植物
化感作用的影响。除此之外,对化感作用的研究不应停
留于结果,应该更深入地研究化感作用的作用机制,从
生理分子途径进一步了解化感作用,才能更进一步的避
免入侵植物的化感作用对本土植物生长发育的影响。
参考文献
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·园林花卉·植物 北方园艺2015(10):90~92
第一作者简介:赵兴华(1973-),男,吉林白城人,硕士,副研究
员,现主要从事花卉新品种选育及栽培技术推广等工作。E-mail:
zhaoxh1997@163.com.
基金项目:沈阳市科技攻关资助项目(F13-124-3-00)。
收稿日期:2015-01-23
DOI:10.11937/bfyy.201510022
60Co?γ射线辐照百合鳞茎诱变育种研究
赵 兴 华1,杨 佳 明1,吴 海 红1,白 宏 伟2,赵 梦 姝3
(1.辽宁省农业科学院 花卉研究所,辽宁 沈阳110161;2.沈阳市自来水公司 园林服务处,辽宁 沈阳110015;
3.沈阳世界园艺博览经营有限公司,辽宁 沈阳110161)
  摘 要:以切花“西伯利亚”种球为试材,采用60Co?γ射线辐照处理进行辐射诱变育种试验,研
究了不同的诱变剂量对百合种球成活及植株生长发育的影响。结果表明:用60Co?γ射线辐射剂量
为5Gy诱变“西伯利亚”种球比较合适。经4、5、6Gy 60Co?γ处理对百合植株的生长和发育出现
较明显的辐射损伤,随着辐照剂量的增加,植株成活率、株高、叶片数、花蕾数、开花株率、花径相应
减少,而出苗时间则增加,成活率分别为80%、52%、20%。
关键词:百合;辐照;60Co?γ射线;诱变育种
中图分类号:S 682.2+65 文献标识码:A 文章编号:1001-0009(2015)10-0090-03
  全世界百合属植物约100种,主要分布在北半球的
温带和寒带地区,少数种类分布在热带高海拔地区,南
半球没有野生种分布。中国是百合种类分布最多的国
家,也是世界百合起源的中心。据调查,中国约有47个
种18个变种,占世界百合总数的一半以上,其中有36个
    
种15个变种为中国特有种[1]。
20世纪初,国外以荷兰、日本和美国为中心,开展了
百合的育种工作,培育出数千个新品种,但优良的商品
切花品种仅有近百个。我国的百合育种自20世纪70年
代末以来已取得了一些成就,上海园林所黄济明等[2-3]
最开始选育了杂交新品种,20世纪90年代东北林业大
学的杨利平等[4]用东北地区野生的毛百合×细叶百合
进行种间杂交选育出了耐寒的百合新品种,解决了东北
地区的冬季百合生产不便的问题,其它研究单位也对王
百合与兰州百合、细叶百合及麝香百合组合间进行了杂
  
[8] 王瑞龙,韩萌,梁笑婷,等.三叶鬼针草生物量分配与化感作用对大
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Alelopathic Effect of Bidens pilosa Extracts on Germination and
Seedling Growth of Taraxacum mongolicum
TAO Hong-zheng1,2,TIAN Xue-jun1,XIA Fang1,SHEN Yun-mei 1,2
(1.Colege of Life Science and Technology,Honghe University,Mengzi,Yunnan 661100;2.Key Laboratory of Crop High Quality and Eficient
Cultivation and Security Control of Colege in Yunnan Province,Mengzi,Yunnan 661100)
Abstract:Taking Taraxacum mongolicumas material,lelopathic efect of aqueous extracts of Bidens pilosa on seed
germination and seedling growth of Taraxacum mongolicumwere studied.The results showed that after treatment with
aqueous extracts of diferent concentration of Bidens pilosa,germination energy,germination percentage,germination
index and vigor index of Taraxacum mongolicumseed were decreased,root length,height and width of seeding were
inhibited,the content of malondialdehyde and the relative electric conductivity was increased.So the aqueous extracts of
invasive plants Bidens pilosa had strong alelopathic efect on Taraxacum mongolicum.
Keywords:Bidens pilosa;Taraxacum mongolicum;biological invasion;alelopathy
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