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薇甘菊化感作用的初步研究



全 文 :第 29卷第 1期 江 西 植 保 Vol. 29, No. 1
2006年 3月 JIANGXI PLANT PROTECTION Mar. ,2006

收稿日期:2005-10-01
基金项目:湖南省科技厅基金项目(04FJ3019)
作者简介:梁斌(1978- ),男,山西太原人,硕士,主要从事生物有机化学研究工作。* 通讯作者

薇甘菊化感作用的初步研究
梁斌 1,袁亚莉 1*,谷文祥 2,李拥军 2
(1. 南华大学生命科学院,湖南 衡阳 421001;2. 华南农业大学理学院,广东 广州 510642)

摘要:对薇甘菊(Mikania micrantha)提取物乙醇部分的化感作用进行了初步研究。结果表明,薇甘菊提取物乙醇部
分对水稻、萝卜、黄瓜、菜心具有不同程度的化感作用,总体上呈现出低促高抑的现象,且随着溶液浓度增大而
抑制作用增强。其中干物质为 0.1g/ml的乙醇部分溶液对菜心的种子萌发,幼苗生长,根长生长抑制作用最为明显;
干物质为 0.01g/ml溶液对水稻的根长生长有明显的促进作用;干物质为 0.002g/ml溶液对水稻,菜心的种子萌发,
幼苗生长,根长生长也有一定的促进作用。
关键词:薇甘菊;化感作用;植物源农药

中图分类号:Q949.783.5 文献标识码:A 文章编号:1006-4249(2006)01-0020-04

在自然环境中,植物通过次生化合物的释放而
产生相互作用,以保护自己有利的生态环境即化感
作用(又称他感作用)[1]。广义的化感作用既包括对植
物的化感作用,也包括其他生物的化感作用。植物
化感作用对于研究植物的进化及其开发应用具有重
要的意义。
薇甘菊(Mikania micrantha)是菊科、假泽兰属的
多年生藤本植物,原产于中南美洲,后传入东南亚
和香港,严重危害经济作物和森林植被[2]。薇甘菊
生命力极强,可以微小的种子繁殖并进行远距离传
播,也可以由茎节落地生根繁殖,尤其在温暖多湿
润地段,薇甘菊生长速度极快,短期内即能缠绕和
覆盖在其他植物上导致植物枯亡,俗称“植物杀
手”[3]。在我国大陆,薇甘菊广泛分布在珠江三角洲
地区,并对自然植被、人工林、园林景观、果园、
农场绿地生态环境造成了极大危害[4]。2004年冯惠
玲等研究了薇甘菊对昆虫的生物活性,结果表明薇
甘菊乙醇、丙酮提取物对菜青虫、小菜蛾幼虫均有
一定的拒食作用,是一种潜在的植物保护剂,在植
物源农药中可能具有广阔的发展前景[5]。2004年岑
伊静等报道:用甲醇、乙酸乙酯、乙醚提取的薇甘
菊非挥发性次生物质对桔全爪螨具有显著的产卵驱
避和拒食作用[6]。笔者对薇甘菊的化感作用进行了
初步研究 ,旨在了解薇甘菊中的次生化合物对植物
生长的影响及寻找作为除草剂先导化合物的可能
性,为其作为植物保护剂在无公害蔬菜生产上的应
用寻找理论和实践依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供体植物薇甘菊采自深圳市龙岗华南农业大学
生态村,采样时为盛花期,成片生长,受试植物购
于广州市种子公司门市部。
1.2 试验方法
1.2.1 薇甘菊提取物的提取及溶液配置方法 取薇
甘菊鲜茎叶 5㎏,切碎,然后在 50℃以下烘干,用
植物试样粉碎机粉碎,在自制的索氏提取器中用
φ=95%的乙醇回流提取 14天,浓缩后所得浸膏依次
用石油醚、乙酸乙酯、乙醇进行萃取,分别得到薇
甘菊提取物的石油醚部分、乙酸乙酯部分、乙醇部
分和水部分。乙醇部分浓缩后用清水定容至
0.1g/ml(即 100ml 水中含有 10g 植物干物质),冷藏
待用。
1.2.2 薇甘菊提取物乙醇部分对植物种子萌发的影
响试验 分别取底部直径为 4.5 ㎝的塑料杯,垫上
滤纸,加入 2ml不同浓度的薇甘菊提取物乙醇部分
的稀释液,待乙醇挥发后,选取浸泡过的饱满受试
植物种子 10粒,均匀地放在塑料杯中,26℃~31℃
2006年第 1期 江 西 植 保 ·21·
下暗培养。每个处理设 3 个重复,对照用清水。种
子萌发过程中,适当补加清水,使滤纸保持湿润 2
天后调查种子的萌发(露白)情况,将相应处理与
对照进行比较,按(1)式计算种子的相对萌发率[7~9]。
( ) 100% ×=对照萌发率
处理萌发率相对萌发率 (1)
1.2.3 薇甘菊提取物乙醇部分对植物苗长和根长的
影响试验 取底部直径为 4.5 ㎝的一次性塑料杯,
垫上滤纸,加入 2ml不同浓度的薇甘菊提取物乙醇
部分的稀释液,待乙醇挥发后,选取刚发芽(露白)
的受试植物种子 10 粒,均匀地放在塑料杯中,在
26℃~31℃、光线良好的室内进行培养。每个处理设
3个重复,对照用清水.试验过程中,适当补加清水,
使滤纸保持湿润 4天后测定幼苗的苗长和根长,按
(2)式计算幼苗的相对苗长和根长[7~9]。
( ) ( )( ) 100×= 或根长对照苗长或根长处理苗长或根长相对苗长 (2)
1.2.4 数据分析方法把对照种子萌发率或对照苗长
(或根长)定义为 100,处理萌发率或处理苗长(根长)
按照式(1)和式(2)计算相对萌发率、相对苗长和相对
根长,试验结果用 SAS软件进行邓肯氏分析[7~9]。
2 结果与分析
2.1 薇甘菊提取物乙醇部分对植物种子萌发的影响
薇甘菊提取物乙醇部分对植物种子萌发具有不
同程度的影响(表 1),其中 ρ(干物质)为 0.1g/ml的薇
甘菊提取物乙醇部分溶液对水稻、萝卜、黄瓜、菜
心种子具有明显的抑制萌发的作用,ρ(干物质)为
0.01g/ml、0.002g/ml 的薇甘菊提取物乙醇部分溶液
对水稻、萝卜种子的萌发具有一定的促进作用。
表 1 薇甘菊提取物乙醇部分对植物种子相对萌发率的影响
Tab.1 Effect of alcohol extracts of Mikania micrantha on seed’s relative germination rate
ρ(干物质 dry matter)/ (g·ml-1) 受试植物
plant 0.1 0.01 0.002
对照 control
(水 water)
水稻
萝卜
黄瓜
菜心
63.0b
37.9b
53.8c
75.9c
74.1b
89.7a
92.3ab
82.8bc
103.7a
93.1a
69.2bc
93.1ab
100a
100a
100a
100a
注:表中数据为 3个重复的平均数,同行数字后面字母相同者,经邓肯氏检验(P=0.05)差异不显著
2.2 薇甘菊提取物乙醇部分对植物种子相对苗长的影响
薇甘菊提取物乙醇部分对植物种子相对苗长具
有不同程度的影响(表 2),其中 ρ(干物质)0.1g/ml的
薇甘菊提取物乙醇部分溶液对水稻、萝卜、菜心种
子具有明显的抑制萌发的作用,ρ(干物质 )为
0.01g/ml、0.002g/ml 的薇甘菊提取物乙醇部分溶液
对水稻和菜心苗长具有一定的促进作用,随着溶液
浓度增大抑制作用增强。
表 2 薇甘菊提取物乙醇部分对植物相对苗长的影响
Tab.2 Effect of alcohol extracts of Mikania micrantha on seedlings relative growth
ρ(干物质 dry matter)/(g·ml-1) 受试植物
plant 0.1 0.01 0.002
对照 control
(水 water)
水稻
萝卜
黄瓜
菜心
49.0b
62.8b
49.5a
17.9b
92.7a
73.8ab
46.3a
91.1a
95.1a
78.5ab
56.9a
108.9a
100a
100a
100a
100a
注:表中数据为 3个重复的平均数,同行数字后面字母相同者,经邓肯氏检验(P=0.05)差异不显著
2.3 薇甘菊提取物乙醇部分对植物种子相对根长的影响
薇甘菊提取物乙醇部分对植物种子相对根长具
有不同程度的影响(表 3),其中 ρ(干物质)0.1g/ml的
薇甘菊提取物乙醇部分溶液对植物根长生长具有明
显的抑制作用,ρ(干物质)为 0.01g/ml、0.002g/ml
的薇甘菊提取物乙醇部分溶液对水稻根长生长具有
·22· 江 西 植 保 2006年第 1期
一定的促进作用,随着溶液浓度增大抑制作用增强, 具有明显化感物质的典型特征,即低促高抑现象。
表 3 薇甘菊提取物乙醇部分对植物相对根长的影响
Tab.3 Effect of alcohol extracts of Mikania micrantha on root’s relative growth
ρ(干物质 dry matter)/ (g·ml-1) 受试植物
plant 0.1 0.01 0.002
对照 control
(水 water)
水稻
萝卜
黄瓜
菜心
15.1c
19.1b
26.8b
2.9c
114.5a
61.1a
29.8b
59.3b
92.8b
63.9a
65.4ab
91.3ab
100b
100a
100a
100a
注:表中数据为 3个重复的平均数,同行数字后面字母相同者,经邓肯氏检验(P=0.05)差异不显著
3 讨论
在自然条件下,薇甘菊对许多植物萌发和生长
的抑制作用已有报道[10],最近,薇甘菊残株降解物
和水提物对一些作物的化感抑制效应被证实[11]。事
实上,化感作用被环境因素所影响,通常来自于不
同资源的化感物质成分是相当复杂的,化感作用决
定于所有化感成分之间的作用。根据实验结果可知:
ρ(干物质)为 0.002g/ml~0.01g/ml 范围内的薇甘菊提
取物乙醇部分,对受试植物水稻具有一定的促进作
用,在大田生产中如果用薇甘菊提取物乙醇部分作
为保护剂,在该浓度范围内对水稻是安全的,并可
能使其增产。在较高浓度时,有可能抑制其生长。
因此薇甘菊提取物乙醇部分作为植物保护剂使用
时,应控制浓度范围,把防治病虫害与生长抑制—
促进作用综合考虑。另外,根据植物源农药持效期
短的特点,如果在作物移栽前 1 周左右用 ρ(干物
质)≥0.1g/mL 的薇甘菊提取物乙醇部分进行土壤处
理,可能达到抑制某些种类杂草生长的目的。
从植物中提取的有效化感物质直接应用于生产
实际是不太现实的,因为化感物质含量少,提取困
难,获得的量也非常少,直接施用成本也太高。因
此,研究薇甘菊的化感作用,在提取、分离和鉴定
化感物质的基础上,人工模拟合成化感作用较强物
质或对一些化感物质进行结构修饰,将有可能开发
出新型植物保护剂。深入系统地研究薇甘菊次生物
质的结构与功能,对薇甘菊的综合防治和开发利用
具有重要的理论意义和应用前景。

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·23· 江 西 植 保 2006年第 1期


Studies on the Allelopathic Effects of Mikania micrantha

LIANG Bin1,YUAN Ya-li1*,GU Wen-xiang2,LI Yong-jun2

(1. The Department Of Life Sciences, NanHua University, Hengyang Hunan 421001
2. College Of Sciences, South China Agric Univ, Guangzhou 510642, China)

Abstract: To evaluate of the perspective of application of Mikania micrantha in plant protection, we
examined the allelopathic effects of alcohol section of extracts of Mikania micrantha. The results idicated the
0.1g/ml alcohol section of extracts from Mikania micrantha inhibitory effects on the germination, seedling growth
and roots growth of Brassicae parachinensis, but 0.01and 0.002g/ml alcohol section of extracts showed someway
stimulating effects on several seedling growths.
Key words: Mikania micrantha;allelopathic effects;pestcidable plant


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(上接第 26页)

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