全 文 ：第 1 5卷增刊 2 云南大学学报 (自然科学版 ) V 。 } 1 5 S u P p l
J o u rn a l o f Y u n n a n U n i v e rits
紫茎泽兰水提液对玉米根系的他感作用
— 电镜及电子探针初步研究 ` 、
张希麟 王剑文 郑丽屏
(云 南大学实验中心 ) (中科院昆明庄态研究所夕 (云南省生物技术研究所 )
摘要 紫茎泽兰在植物群落中具较强的竞争 、 排斥能力 . 本文通过溶液培养研究 犷紫取口
兰水提液对 一E米幼苗的他感影响 、 结果表明泽兰植株水提液对玉米幼苗根系具强烈的抑制作月1 .
扫描电镜观察显示译兰水提液抑制玉米根冠至根毛区的正常发育 , 破坏 r 表皮至皮层细胞 . X
射线能谱分析说明根系内 K 的主动吸及 C a 的被动吸收被紫茎泽兰内含的 异克物质严重 卜扰 ,
异致根系发育受阻 .
关键词 紫蕊泽兰 , 他感作用 , 电镜及电子探针 X 射线微量分析 , 玉米根系
紫茎泽兰 ( 百 u脚 ot ir u m a de n o hP or u m s rP . ) 是菊科泽兰属的多年生恶性杂草 . 以其
生态适应性广 、 生长速度快 、 繁殖力强 、 群 居性 高等特点 〔’ 〕 , 给 云南省 34 个 县的农
林 、 牧 业带来巨大危害 , 其危害主要在于紫茎泽兰单优群落生长方式对其他植物的排斥 .
但 一种恶性害草对农作物的生化相克作用不应被忽视 , 植物之 间的生化相互作用我们称为
他感作用 ( A le lo p at h y ) , 此现象广泛存在 于农林生态系统中 〔2〕 . 我们以液培玉米幼苗为
.fyt 试植物 . 应 用电镜及电 价探针能谱分析 , 研究了紫茎泽兰 水提液对玉米幼苗根系生 长的
抑制影响 , 对紫茎汗 一狡的化学他感作用进行初步探讨 .
l 材料和方法
1
.
1 紫茎泽兰水提液制备
卜 19 9 1年 5 月在昆明市郊黑龙潭采集紫茎泽兰叶片及嫩稍若干 , 捣碎后按重量比例
加人蒸馏水 , 浸泡 24 h , 用 4 层细纱布过滤 , 配制得 10 % 浓度的水提液 . 水提液透明呈
深 黄色 , 有刺激性气味 , p H 值为 6 . 2 , 沸点为 97 ℃ . 紫茎泽兰内含 正三十几烷 、 方一谷 幽
醇 、 获幽醇 、 蒲公英醇棕搁酸醋 、 蒲公英醇乙酸醋等化学成分 〔 3〕 . 水提液经 高压蒸气灭
菌 , 置冰箱待用 .
1
.
2 玉米幼苗溶液培养
玉米 ( 品种 为中单 1 2 0 ) 种子经 2 . 5% 次氯酸钠消毒 , 于 25 ℃ 发芽箱内黑暗培养 d7
后 , 将幼苗移栽 至 H o ag la n d 完全营养液 中生长 , 同时将紫茎泽兰浸液加入营养液 中 , 使
之稀释成 5% 浓度的紫茎泽兰水提液 , 为处理组 . 对照和处理组分别培养 20 株 , 睡天辅
以 2 00 O lx , 10 h 的光照 , 且通气培养 . 培养温度 25 ℃ . 坐长 3 周后 , 测量植株株高 、 根
长、 l飞谊 . 同时取材做电镜及电子探针分析用 .
1
.
3 长米根表 面形态的扫描电镜观察
l ,)9 1 0 7 18收稿
一 1! 2一
增刊 2 张希麟等 : 紫茎泽兰水提液对玉米根系的他感作用
离根尖 0一 3。 m取根段 , 乙醇梯度脱水 , 乙酸异戊醋浸提 , 临界点干燥 , S一 10 0 扫
描电镜观察照相记录 .
1
.
4 玉米根部营养元素微区分析
离根尖 3一 5 c m 取根段 , 液氮冷冻 30 5 . 置喷镀仪内真空干燥 . 样品表面喷镀碳层 .
在 S一 10 0 型扫描电镜下观察定位 , 在 iL n k 一 860 能谱 仪上 , 应用 X 射线 电子探针分析内
含元素种类及峰值 , 分析电压为 20 ke V . 采用 K 系列电子层分析 .
2 结果和讨论
2
.
1 紫茎泽兰水提液对玉米生长的影响
紫茎泽兰蔓延之地 , 不仅牧草缺乏 , 林木更新困难 , 而且牧畜忌畏 . 紫茎泽兰植株体
内具一定毒素 . 芒箕 、 斑唇马先篙等杂草都含有对其他植物的生化相克物质 闭 . 他感物
质一般都通过各种途径进人土壤 , 通过根系作用于其他植物 . 经紫茎泽兰水提液处理 , 玉
米的根长 、 根数只有对照的 78 . 3% , 5 6% (见图 1 ) , 并且株高干重都明显受到抑制 . 紫
茎泽兰对玉米生长具他感异克作用 .
对照
处理
口叼
2
.
2 紫 茎泽兰水提液对玉米根表面形
态的影响
从根冠到根尖毛区对照处理的根表
皮细胞发育正常 , 根毛竖直排列 (见 图
版 I 一 1 , 2 , 3) . 经紫茎泽兰水提液处
理 , 整个根表凹陷不平 , 表皮细胞不饱
满 (见 图版 I 一 4 , 5 , 6) . 根尖细胞
无定形 , 有缺裂 . 根中部伸长区表皮细
胞被破坏 , 凹陷直至皮层内部 . 根毛排
列紊乱 , 稀少 , 说明紫茎泽兰水提液明
显抑制 了玉 米幼苗根尖细胞的 正常 发
育 , 这种破坏性抑制发生在根冠至根毛
区 , 从表皮至皮层的细胞原生质部分 .
2
.
3 紫茎泽 兰水提液对玉 米根内营养
元素微区分布的影响
根组织内共检测出 9 种元素 , 根据
可 见 峰 的 顺序 , 依 次 为 N a , M g,
A I
,
5 1
,
P
,
S
,
C I
,
K
,
C a ( 见 图版
洲
象
姿势 {崖
1
. 株高 / e m ; 2 . 干重 / 10 0 9 ;
3
. 根长 / c m ; 4 . 根数
图 1 策茎泽兰水提液对玉米幼苗生长的影响
注 : 数据为 20 株测量平均值 .图上短线为标准差 .
F i g l
`
E fe
e t s o f th e m a e e r a t io n e x t r a e t o n
t h e g r o w t h o f m a i z e s e e d i n g s
n 一 1 )
. 根组织内 , K 峰最为突出 , 沿表皮层到中柱浓度径向增加 . C a 呈相反趋势 , 主
要聚集在表皮和内皮层 . N a 峰仅在皮层可见 . 51 由外向内渐少 , P 在 内皮层 内富集 (见
图版 1 一 a , b , c , d) . 经紫茎泽兰水提液处理 , K , C a 的运输 明显被抑制 , 其它各元素
含量亦有不 同程度减少 . 在各微区内 , K , C a 峰高明显降低 , 尤其是在皮层细胞内 (见
图版 flI 一 a , b , c , d) . K 从表皮层到 中柱径 向逆浓度梯 度现象说明 K 是通过其质体运
输并主动吸收 , 而 c a 则为被动吸收 . D er w 等 〔’ 〕在玉米根的电子探针元素分析中指出 ,
C a 可以 自由通过皮层气生组织的细胞壁 , 并存在 于细胞间隙 中 , 而 K 则必须经过完整的
细胞 . 紫茎泽兰水提液对根表皮细胞及皮层细胞的破坏 , 严重地影响了根部对 K 的主动
一 1 1 3一



增 刊 2 张希麟等 : 紫琪泽 兰水提液对玉米根系的他感作用
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s i o n a g a i n s t o t h e r P l a n t s i n n a t u r a l e o m m u n i t i e s
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T h e a l le l o P a t h i e e fe
c t s o f m a e e r a t i o n e x
-
t r a e t o f E u P a t o r i u m a d e n o P o r u m o n t h e s e e d l in g s o f Z e a m a y s g r o w n i n n u t r i e n t s o l u t i o n
w e r e s t u d i e d i n t h i s p a p e r
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g r o w t h o f m a i z e s e e d li n g s
.
T h e o b s e r v a t i o n o f SE M i n d i e a t e d t h e m a e e r a t i o n e x t r a e t r e
-
s t r a i n e d t h e n o r m a l d e v e lo P i n g o f m a i z e r o o t s fr o m t h e c a P t o r o o t h a i r z o n e a n d d e s t r o y e d
c el l s b e t w e e n t h e e p id e r m i s a n d e o r t e x o f r o o t s
.
T h e a n a l y s i s o f E P M A sh o w e d t h a t t h e a e
-
t i v e t r a n s P o r t a t i o n o f K a n d t h e P a s s i v e t r a n s P o r t a t i o n o f C a i n m a i z e r o o t s w e r e o b
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s t r u c t e d
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w h i e h r e t a r d e d t h e g r o w t h o f m a i z e r o o t s b y a ll e l o P a t h i e m a t e r i a l s e o n t a i n e d i n
P l a n t s o f E u P a t o r i u m a d e n o P h o r u m
.
K e y w o r d s E u脚 z o r i u m a de n o hP o r u m , a l le l o P a t h y , e le e t r o n m i e r o s e o P y a n d e l e e t r o n
P r o b e X 一 r a y m i c r o a n a l z e r , m a i z e r o o t s
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