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外来入侵植物假臭草的化感作用研究



全 文 :中国农学通报 2010,26(16):277-280
Chinese Agricultural Science Bulletin
0 引言
假臭草又名猫腥菊,拉丁名为 Eupatorium
catarium Veldkamp,属双子叶植物纲 (Dicotyledoneae)
菊 目 (Asterales) 菊 科 (Compositae) 泽 兰 属 (Eupa
toriumL.)植物[1-2]。假臭草原产南美洲,主要分布于阿
根廷、巴西以及南美其他一些国家,现散布于东半球热
带地区,目前在中国海南该植物已经成为一种恶性杂
草,所到之处,其他低矮草本植物逐渐被排斥,许多荒
地、农田、橡胶林和果园分布异常密集,严重影响了当
地农民的生产和生活。李光义报道,假臭草有较强的
化感作用,总体上表现出“低促高抑”的作用[3]。
文章以绿豆(Mung bean)、萝卜(Radish)、春菜
(Brassica juncea var. foliosa)、牛筋草(Eleusin indica)
种子做受体,以假臭草鲜样水提液做供试液,研究假臭
草提取物对这四种种子的萌发和幼苗生长的影响,为
寻找一种新的植物生长促进剂或抑制剂提供理论基
础。
1 材料与方法
1.1 试验仪器与材料
KQ2200DE型数控超声器,日本SHIMADZU生产
的BL-220H型电子分析天平,南京艾赛特生产的 752
型紫外可见分光光度计。
基金项目:国家自然科学基金“外来入侵植物假臭草的资源化利用研究”(3060068);海南省自然科学基金“外来入侵植物假臭草的化学成分及化感作
用研究”(808115)。
第一作者简介:邓世明,男,1969年出生,汉族,博士,副教授,主要从事天然产物的研究与开发。通信地址:570228海南省海口市海南大学海洋学院
制药工程系,E-mail:yxh966@126.com。
收稿日期:2010-03-25,修回日期:2010-04-10。
外来入侵植物假臭草的化感作用研究
邓世明 1,2,王 宁 1,汤丽昌 1,杨先会 2
(1海南大学海洋学院,海口 570228;2海南大学热带作物种植资源保护与开发教育部重点实验室,海口 570228)
摘 要:为深入研究假臭草对入侵作物的危害及其入侵机制,用蒸馏水超声提取假臭草的有效成分,以
绿豆、萝卜、春菜和牛筋草为受体,利用培养皿滤纸法研究假臭草超声提取物对种子萌发和幼苗生长的
影响。结果表明,高浓度的假臭草超声提取液能显著的抑制颗粒小的种子的萌发,抑制植物幼根的生
长;0.2%~0.4%的假臭草超声提取液能显著的促进绿豆、萝卜和春菜幼芽的生长,提高其幼叶叶绿素a的
含量。
关键词:假臭草;化感作用;种子萌发
中图分类号:S-3 文献标志码:A 论文编号:2010-0909
Study on Allelopathic Effects about Alien Invasive Plant Eupatorium catarium
Deng Shiming1, 2, Wang Ning1, Tang Lichang1, Yang Xianhui2
(1Ocean College of Hainan University; Haikou 570228; 2Key Laboratory of Chinese Educational Ministry for Tropical Crops
Resource Protection and Development; Hainan University, Haikou 570228)
Abstract: For study on the harm of Eupatorium catarium to native species and its invasive mechanism, it were
conducted the allelopathy of ultrasonic extraction from alien invasive plant Eupatorium catarium on seed
germination and seedling growth in Mung bean, Radish, Brassica juncea var. foliosa, Eleusin indica. The
results showed the high concentrations of ultrasonic extraction from Eupatorium catarium could significantly
inhibits germination ratio in small seeds and the growth of plants root;0.2% ~0.4% ultrasonic extraction of
Eupatorium catarium can significantly promotes the growth of the germ of Mung bean, Radish and Brassica
juncea var. foliosa , improve the content of chlorophyll a in young leaves.
Key words: Eupatorium catarium; allelopathy; seed germination
中国农学通报 http://www.casb.org.cn
假臭草 2008年 9月采自海南大学校园内,经海南
大学海洋学院邓世明老师鉴定为假臭草 Eupatorium
catarium,凭证标本存放于海南大学海洋学院 403室。
绿豆、萝卜、春菜种子购于由海口市种子公司。牛筋草
种子采自海南大学校园内。
1.2 试验方法
1.2.1 供试液的制备 将假臭草鲜样地上部分约1000 g
剪成0.5cm左右的细段,以蒸馏水为溶媒,配料比为样
品与蒸馏水质量比为 1︰2.5,超声频率为 40 kHz,
60℃,超声60 min,然后抽滤。残渣配料质量比1:1.5,
相同条件超声60 min,抽滤,将所有滤液合并。滤液置
于冰箱中保存。
1.2.2 供试液中固形物的浓度测定 分别取三份30 mL
供试液于三个蒸发皿中,60℃水浴挥干,然后置于
50℃真空干燥箱中干燥 24 h,再在干燥器中冷却,称
重。计算固形物浓度约为 0.8%。将提取液分别配制
成1、3、5、9倍稀释液,以此作为供试液。
1.2.3 供试液对种子萌发率的影响 在直径为15 cm的
经高温(120℃)烘干的培养皿中铺两层滤纸作为培养
床,每皿均匀地植入50粒经0.5%次氯酸钠消毒过的成
熟饱满、经蒸馏水浸泡、使其充分吸水的绿豆、萝卜、春
菜、牛筋草种子,再分别加入不同浓度的供试液10 mL,
在自然条件下培养,每个浓度3次重复,以蒸馏水作对
照,5 d后进行检测,按公式(1)计算种子的萌发率[4]。
P =
F1
FCK
× 100% ……………………………… (1)
P:萌发率;F1:处理种子发芽数;FCK:对照种子发
芽数。
1.2.4 供试液对幼苗的影响 在直径为15 cm的经高温
(120℃)烘干的培养皿中铺两层滤纸作为培养床,每皿
均匀地植入30粒已经露白的绿豆、萝卜、春菜、牛筋草
种子,分别加入石英砂50 g均匀覆盖,再分别加入不同
浓度的水提液 10 mL,在自然条件下培养,3天后补加
适当蒸馏水保持湿润。每个浓度 3次重复,以蒸馏水
作对照,7天后分别测量其幼根长度、鲜重,幼芽的高
度和鲜重以及幼叶叶绿素a、b含量。
2 结果与分析
2.1 不同浓度的供试液对种子萌发率的影响
从表 1看出,假臭草超声提取液对绿豆、萝卜、春
菜和牛筋草种子的萌发有不同的影响。提取液原液及
各倍稀释液不影响绿豆种子的萌发率,但不同浓度提
取液对萝卜、春菜和牛筋草种子的萌发影响有显著差
异。经提取液原液处理的萝卜种子的发芽率只有
44%,春菜和牛筋草种子均不萌发;经稀释液处理的萝
卜种子的萌发率差异不明显,而 1倍、3倍稀释液处理
的春菜萌发率只有 76%;1倍稀释液处理的牛筋草种
子的萌发完全被抑制;经 3倍稀释液处理的牛筋草种
子发芽率只有 49%。5倍、9倍稀释液处理的萝卜、春
菜和牛筋草的萌发率分别为93%、94%和89%。
2.2 不同浓度的供试液对幼根的影响
取1.2.4试验项下的所有幼苗,分别测量其幼根的
长度、鲜重,试验结果取每株的平均值。
从表 2看出,假臭草超声提取物对绿豆、萝卜、春
菜和牛筋草幼苗根的生长影响有显著差异。假臭草提
取液原液处理的绿豆和萝卜幼根的长度分别降低约
29%和60%,鲜重分别降低约16%和23%,而春菜和牛
筋草大部分烂根死亡;各稀释液处理的绿豆幼根根长
增加约12%,鲜重增加约37%~103%,其中9倍稀释液
处理的绿豆鲜重增加显著;各稀释液处理的萝卜幼根
长度降低约 27%~43%,鲜重降低约 17%,春菜幼根长
度降低约25%,鲜种降低约27%,牛筋草根系鲜重无显
提取液稀释倍数
提取液原液(0.80%)
1倍稀释液(0.40%)
3倍稀释液(0.27%)
5倍稀释液(0.16%)
9倍稀释液(0.09)
绿豆/%
100
100
100
100
100
萝卜/%
44
91
91
93
93
春菜/%
0
76
76
94
94
牛筋草/%
0
0
49
89
89
提取液稀释倍数
对照
提取液原液(0.80%)
1倍稀释液(0.40%)
3倍稀释液(0.27%)
5倍稀释液(0.16%)
9倍稀释液(0.09)
绿豆根
均长/cm
7.67
5.48
8.41
8.54
8.67
8.80
鲜重/mg
60.00
50.01
82.12
96.25
110.41
122.03
萝卜根
均长/cm
10.73
4.28
6.10
6.53
7.80
7.50
鲜重/mg
4.39
3.37
3.57
3.59
3.70
3.51
春菜根
均长/cm
4.03
27粒死亡
3.08
3.07
2.99
3.02
鲜重/mg
7.01
5.15
5.34
5.70
5.71
牛筋草根系
均长/cm
25粒死亡
26粒死亡
鲜重/mg
0.65
0.61
0.61
0.70
表2 假臭草超声提取液对幼根的影响
表1 假臭草超声提取液对种子萌发率的影响
·· 278
邓世明等:外来入侵植物假臭草的化感作用研究
著差异。
2.3 不同浓度的样品液对幼芽的影响
取1.2.4试验项下的所有幼苗,分别测量其幼苗的
高度、鲜重,试验结果取每株的平均值。
从表 3看出,经假臭草超声提取液原液处理的绿
豆和萝卜幼芽无论是芽长还是鲜重均与对照组无明显
差异,但1、3、5倍稀释液处理的绿豆、萝卜和春菜幼芽
高度分别增加约 14%、21%和 14%,鲜种分别增加约
13%、25%和 25%;9倍稀释液处理的绿豆、萝卜、春菜
无论长度还是鲜重与对照组无显著差异,牛筋草幼芽
在提取物浓度高时死亡,提取物浓度低时其生长与对
照组差异不明显。
2.4 不同浓度的样品液对幼株幼叶叶绿素含量的影响
取试验1.2.4试验项下幼苗,分别剪下各试验组幼
苗的所有幼叶,混匀后各取0.2 g置于25 mL的具塞刻
度试管中,加入15 mL95%乙醇,密封暗处96 h后参照
文献[5]测量叶绿素a和b含量。
由表 4看出,假臭草超声提取液原液处理的绿豆
幼叶叶绿素 a含量降低约 22%,萝卜幼叶叶绿素 a含
量降低 21%;1、2倍稀释液处理的绿豆、萝卜和春菜
幼叶叶绿素 a含量约分别增加 27%、27%和 115%,三
者叶绿素 b含量无明显变化;5倍稀释液处理的绿豆、
萝卜和春菜幼叶叶绿素 a分别约增加 45%、45%和
90%,绿豆、萝卜幼叶叶绿素 b含量降低,春菜和牛筋
草幼叶叶绿素 b均无显著变化;9倍稀释液对绿豆、萝
卜、春菜幼叶叶绿素 a和 b含量影响不明显;1、3倍稀
释液使牛筋草幼叶叶绿素 a降低约 10%,叶绿素 b含
量差异不显著。
提取液稀释倍数
对照
提取液原液
1倍稀释液
3倍稀释液
5倍稀释液
9倍稀释液
绿豆
芽高/cm
8.59
8.14
9.33
10.10
9.99
8.10
芽鲜重/mg
263.12
255.03
281.49
303.42
303.25
264.00
萝卜
芽高/cm
3.92
3.8
4.41
4.86
4.95
4.10
芽鲜重/mg
86.61
90.72
97.45
98.91
103.66
88.22
春菜
芽高/cm
1.32
1.51
1.55
1.44
1.30
芽鲜重/mg
18.12
22.74
23.52
21.41
17.47
牛筋草
芽高/cm
1.41
1.39
1.44
1.48
芽鲜重/mg
0.90
0.93
1.10
1.10
表3 假臭草超声提取液对幼芽的影响
表4 假臭草超声提取液对幼叶叶绿素含量的影响
提取液稀释倍数
对照
提取液原液
1倍稀释液
3倍稀释液
5倍稀释液
9倍稀释液
绿豆幼叶叶绿素含量
叶a
0.64
0.50
0.80
0.83
0.93
0.58
叶b
0.37
0.36
0.33
0.33
0.24
0.45
萝卜幼叶叶绿素含量
叶a
0.96
0.76
1.21
1.22
1.39
0.88
叶b
0.55
0.54
0.49
0.49
0.37
0.69
春菜幼叶叶绿素含量
叶a
0.20
0.42
0.45
0.38
0.25
叶b
0.82
0.85
0.80
0.79
0.82
牛筋草幼叶叶绿素含量
叶a
1.21
1.05
1.13
1.22
1.21
叶b
0.40
0.45
0.40
0.39
3 讨论
3.1 假臭草超声提取物对植物种子萌发的影响
从表 1看出,假臭草不同浓度超声提取液,对绿
豆、萝卜、春菜和牛筋草种子的萌发有不同的影响。当
提取物浓度≤0.8%时,对绿豆种子的萌发无影响;当提
取物浓度高于 0.8%时,萝卜种子萌发率显著降低,表
明种子萌发受到抑制;当提取物浓度高于0.27%时,春
菜和牛筋草种子萌发率显著降低,甚至死亡,表明高浓
度的假臭草超声提取物对春菜和牛筋草种子萌发有显
著的抑制作用和致死效应。据李光义[3]报道,植物化
感作用对植物种子萌发的影响与种子颗粒大小有关,
颗粒大的种子抗化感作用强。该试验结果表明绿豆抗
化感作用最强,其次是萝卜和春菜,牛筋草种子最敏
感。
3.2 假臭草超声提取物对植物幼苗生长的影响
表 2、表 3和表 4显示:假臭草超声提取物浓度在
0.2%~0.4%左右时,绿豆幼根和幼芽无论长度还是鲜
重都显著增加,其幼叶叶绿素 a含量也增加,表明一定
浓度范围的假臭草超声提取物能促进绿豆幼根和幼芽
的生长;当假臭草超声提取物浓度高于 0.1%左右时,
mg/g
·· 279
中国农学通报 http://www.casb.org.cn
萝卜幼根无论长度还是鲜重都显著降低,表明生长受
到抑制,当浓度在0.2%~0.4%时,其幼芽芽长和鲜重增
加,幼叶叶绿素 a含量也增加,表明在一定浓度范围
内,假臭草超声提取物对萝卜幼根和幼芽生长影响存
在差异显著;当假臭草超声提取物浓度 0.2%~0.4%左
右时,春菜幼根无论长度和鲜重与对照组比较均显著
降低,而幼芽长度、鲜重增高,幼叶叶绿素 a含量增高,
表明其根生长受到抑制,而芽生长受到促进;高浓度假
臭草超声提取物对牛筋草幼苗生长有显著的致死作
用。但低浓度的假臭草超声提取物对牛筋草幼根和幼
芽生长无显著的影响。
综上所述,高浓度的假臭草超声提取物能显著抑
制颗径小的种子萌发,抑制植物幼根的生长。低浓度
的假臭草超声提取物对绿豆、萝卜和春菜幼芽生长起
促进作用。
4 结论
从上述试验结果看出,绿豆种子抗假臭草化感作
用最强,牛筋草种子最敏感;在高浓度范围内,假臭草
超声提取物能抑制绿豆、萝卜和春菜幼根和幼芽的生
长,对牛筋草幼苗具有很强的致死作用;0.2%~0.4%的
假臭草超声提取物能促进绿豆幼根、幼芽的生长,促进
萝卜、春菜幼芽生长,但对萝卜和春菜幼根有显著的抑
制作用。上述试验结果提示:在种植豆科作物时,灌溉
适当浓度的假臭草提取物可能有助于作物的生长,同
时还可能除去类似牛筋草的一些禾本科杂草;在种植
春菜等食叶类蔬菜时,灌溉一定浓度的假臭草提取物
可能抑制其幼根生长,促进其幼苗的生长,提高幼叶的
生长速度和重量。
参考文献
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