全 文 ：第 32 卷 第 4 期
2011 年 10 月
内 蒙 古 农 业 大 学 学 报
Journal of Inner Mongolia Agricultural University
Vol． 32 No． 4
Oct． 2011
黄顶菊叶中类黄酮对白菜种子萌发的影响
*
郭亚姣， 郑书馨， 李 洁， 江 莎*
(南开大学生命科学学院，天津 300071)
摘要: 为了研究外来植物黄顶菊的化感作用，利用乙醇回流法萃取了黄顶菊叶片中的类黄酮，将得到的类黄酮按
照 0． 5%、1%、2%和 3%的浓度配成溶液，对白菜种子进行萌发实验并测定了一些生理指标。结果表明随类黄酮浓
度的增加，白菜种子萌发率、发芽指数、下胚轴长、苗高、叶绿素 a、总叶绿素以及保护酶活性显著降低，根长及活力指
数为先升高后下降，POD活性和丙二醛的含量明显增加。该研究结果表明，黄顶菊叶中存在的类黄酮物质可能是抑
制植物生长的重要化感物质之一。
关键词: 黄顶菊; 类黄酮; 化感作用
中图分类号: S634． 101 文献标识码: A 文章编号:1009 － 3575(2011)04 － 0105 － 05
THE EFFECTS OF FLAVONOIDS EXRTACTED FROM
Flaveria bidentis LEAVES ON SEED GERMINATION OF Brassica pekinensi
GUO Ya － jiao， ZHENG Shu － xin， LI Jie， JING Sha*
(Nankai University，College of Life Sciences，Tianjin 300071，China)
Abstract: In order to understand the allelopathic effects of flavonoids in Flaveria bidentis leaves，alcohol reflux method was used to
extract flavonoids． Extracted flavonoids were used to make to 0． 5，1，2 and 3% solutiones and they then were used for seed germina-
tion test of Brassica pekinensis． The results showed that the germination rate，germination index，hypocotyls length，seedling height and
protective enzymes activity were significantly reduced，root length and vigor index were firstly increased and then decreased when fla-
vonoids of F． bidentis leaf were applied;The chlorophyll contents in B． pekinensis seedlings were significantly decreased as the conctent
of the flavonoids became higher;POD activity and the content of MDA in the seedlings were significantly increased． The results sugges-
ted that the flavonoids of F． bi dentis might be the allelopathy that inhibit plant growth．
Key words: Allelopathy; Flaveria bidentis; flavonoids
植物的化感物质主要为次生代谢产物，其中有
机酸、酚类和萜类物质较为常见［1，2］。有研究认为菊
科植物中至少有 39 个属存在化感作用，这些植物中
鉴定出的化感物质多为萜类、酚类、有机酸类等，对
多种受试植物表现出不同程度的抑制或促进效
应［3］。很多研究表明，黄顶菊能够分泌化感物质以
抑制其它植物生长［4 － 12］，且叶的化感作用大于根和
茎［11］。黄顶菊能合成酚类化合物中的硫酸盐类黄
酮物质，而类黄酮物质是 1 种重要的化感物质［13］。
陈艳［8］等对黄顶菊潜在的活性化感物质进行分离，
得到能抑制小麦幼苗生长的活性化感物质，并初步
确定为黄酮类物质。有研究认为黄酮类、生物碱、萜
烯类、精油类等为植物源农药。为此，我们对黄顶菊
叶片中含有的类黄酮进行了萃取，并利用萃取得到
的类黄酮进行了化感作用试验，为探讨黄顶菊化感
作用以及进一步开发和利用提供理论依据。
* 收稿日期: 2011 － 06 － 20
基金项目: 国家自然科学基金项目(31070433) ，天津市自然科学基金项目(07JCYBJC12500)
作者简介: 郭亚姣(1986 －) ，女，硕士研究生，主要从事生态学解剖学研究．
1 材料与方法
1． 1 化感作用试验
2008 年 9 月中旬，在天津西青区采集成熟的黄
顶菊(Flaveria bidentis (L．)Kuntze)叶片，阴干，室
温保存备用。
天津西青区土壤 pH值为 8． 6，为碱性土壤。含
盐量为 0． 22%，属于中度盐化土。土壤有机质在
10g． k － 1，为低肥力或薄砂地。
1． 1． 1 浸提液的制备 将叶片用粉碎机粉碎。称
取粉碎后的叶干物质 200g，浸入 70%乙醇溶液中，
70℃恒温水浴锅水浴加热回流 3h，提取 2 次，合并滤
液，减压浓缩得类黄酮［14］。取浓缩得到的类黄酮，
配成 3%的母液，4℃冰箱保存备用。试验时，将 3%
母液用蒸馏水稀释为 0． 5%、1%和 2%等浓度。
1． 1． 2 供试植物 采用白菜种子(Brassica pekinen-
sis Rupr．)津青 60(由天津市津北蔬菜研究所提供)
作为受试植物，进行种子萌发和化感试验。
1． 1． 3 种子萌发试验 采用培养皿滤纸法进行种
子萌发试验。试验前将白菜种子经 5‰高锰酸钾溶
液消毒，45℃温水浸种至自然冷却，24h 后，分别将
5mL浓度为 0(对照)、0． 5%、1%，2%，3%的类黄酮
溶液置于培养皿中，播种后，置于 LRH21502G 型光
照培养箱(珠江)中培养。每皿播种 100 粒种子。以
蒸馏水为对照，每处理 4 次重复。
培养条件为:25℃、光暗周期为 L /D = 12h /
12h。
试验期间，每天统计发芽数，并及时定量补充双
蒸水。培养至第 8d时计发芽率，称幼苗的鲜重以计
算简化活力指数 Vi =发芽率 × S(S为幼苗鲜重)。
1． 1． 4 白菜幼苗中叶绿素含量的测定 培养至第
4d时，称取白菜幼苗 0． 25g，80% 丙酮提取，测 A
值［15，16］。每处理 3 次重复。
1． 1． 5 白菜幼苗中 POD、SOD 和 CAT 活性以及
MDA含量的测定 培养至第 8d 时，准确称取白菜
幼苗 0． 5g，加入预冷的 0． 05mol /L pH 7． 0 磷酸缓冲
液 3ml，冰浴研磨至匀浆。4℃离心，6000rmp，离心
20min，取上清液置于低温冰箱备用。POD活性测定
采用愈创木酚比色法［17］，SOD 活性测定方法采用
NBT光化还原法［18］，CAT 活性测定采用紫外吸收
法［19］。MDA 含量测定采用硫代巴比妥酸比色
法［16，20，21］。
1． 1． 6 类黄酮物质的定性分析 利用 FINNINGAN
LCQ － Adventage液质联用仪(LC － MS) ，将 1． 1 得到
的类黄酮物质进行定性分析。
1． 2 数据处理
采用 Excel 2003 和 SPSS 13． 0 对数据进行处理，
分析结果以平均值(Mean)±标准误差(SE)表示，并
对数据进行显著性检验。
2 结果
2． 1 类黄酮对白菜种子萌发的影响
黄顶菊叶中的类黄酮对白菜种子发芽率、发芽
指数和活力指数均有显著影响。随类黄酮浓度的增
加，发芽率在 3%时显著降低;发芽指数在 1% － 3%
明显下降;活力指数呈先升高后下降的趋势，0． 5%
时明显上升，随后逐步明显下降(图 1)。
图 1 类黄酮对白菜种子发芽率、发芽指数和
活力指数的影响
类黄酮对白菜种子根长、苗高和下胚轴长均有
显著影响。浓度为 3%时下胚轴长和苗高均明显降
低;根长随浓度的升高呈现先上升后下降的变化趋
势，0． 5%时明显升高，达到最大，之后随浓度升高明
显下降(图 2)。
图 2 类黄酮对白菜幼苗根长、苗高和下胚轴长的影响
2． 2 类黄酮对白菜幼苗各项生理指标的影响
2． 2． 1 叶绿素含量 类黄酮对叶绿素 a 含量没有
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明显的影响;随类黄酮浓度的增加，叶绿素 b 含量逐
渐降低，浓度在 3%时明显低于对照;叶绿素总含量
的变化取决于叶绿素 b 含量的变化，并与叶绿素 b
含量呈现同样的变化规律(图 3)。
图 3 类黄酮对白菜幼苗叶绿素含量的影响
2． 2． 2 POD、SOD、CAT 活性和 MDA 含量的变化
类黄酮对保护酶活性有明显影响。3 种保护酶活性
随类黄酮浓度的增加而逐渐变化，其中浓度为 1% －
3%时明显促进了 POD活性(图 4) ，2 － 3%明显降低
了 SOD活性(图 5) ，0． 5% － 3%与对照相比均明显
降低了 CAT 活性(图 6)。类黄酮也明显增加了
MDA的含量，浓度为 1% － 3%时 MDA 含量显著上
升(图 7)。
图 4 类黄酮对白菜幼苗 POD活性的影响
图 5 类黄酮对白菜幼苗 SOD活性的影响
图 6 类黄酮对白菜幼苗 CAT活性的影响
图 7 类黄酮对白菜幼苗 MDA含量的影响
3 讨论
SOD、CAT、POD 是清除活性氧过程中最重要的
3 种保护酶。植物体内的 SOD，POD 和 CAT 3 者只
有相互协调，处于动态平衡状态才能有效清除代谢
过程中产生的活性氧，防止活性氧引起的膜质过氧
化及其他伤害过程，单一的抗氧化酶或抗氧化物均
不足以防御氧胁迫［21］。活性氧自由基的清除系统
是植物抗逆机制的重要组成部分，提高植物的抗氧
化能力是提高植物抗逆性的 1 个重要方面。SOD 是
植物活性氧代谢中的关键酶，催化超氧自由基歧化
反应生成 H2O2，产生的 H2O2 再由 POD 和 CAT 清
除。从图 3 －图 5 可以看出，随类黄酮浓度的增加，
白菜幼苗中 SOD、CAT、活性降低，POD 活性增加。
说明 3 种保护酶协同作用，防御细胞膜系统受到活
性氧和其它过氧化物自由基对其伤害，从而起到保
护植物的作用。
生长在逆境条件下的植物，由于氧自由基的毒
害会发生膜脂过氧化作用，其产物丙二醛会严重损
伤细胞膜系统。因此，丙二醛(MDA)含量反映了膜
脂过氧化的程度［21］。从图 6 可以看出，未经类黄酮
处理的白菜幼苗中 MDA含量最低，而经类黄酮处理
的幼苗 MDA含量随类黄酮浓度的增加逐渐增加，说
701第 4 期 郭亚姣等: 黄顶菊叶中类黄酮对白菜种子萌发的影响
明类黄酮能增强脂质过氧化作用。
本研究中，随着类黄酮浓度的增加，SOD 和 CAT
酶活性开始下降，这可能是由于类黄酮的胁迫程度
超过了 SOD 和 CAT 的调节能力;随着类黄酮浓度的
增加，POD活性一直升高。但是，活性氧的消除是多
种保护酶相互协调、共同起作用的，因此白菜体内膜
脂过氧化程度还是继续在加深。本研究结果与王硕
等［21］对黄花蒿化感作用的研究结果类似。本研究
认为类黄酮对植物细胞内抗氧化酶具有调节作用，
增强逆境胁迫下植物的抗逆能力，保护植物抵制逆
境胁迫损伤。
黄酮是一类重要的生物活性物质。黄酮衍生物
对木麻黄幼苗的生长有抑制作用，特别是对根的抑
制比对苗的抑制强。同时，提取物(混合物)和分离
得到的纯化感物对木麻黄幼苗的毒害作用是有差异
的，虽然两者都表现为抑制作用，但纯化感物则能
在不同程度上促进侧根的生长，而混合物则没有此
作用。这说明黄酮各衍生物之间可能存在协同抑制
作用［22］。本研究中的化感作用试验，利用的是没有
经过纯化的混合物，在对根的抑制方面要强于对苗
高和下胚轴的抑制程度。
生物类黄酮是广泛分布于植物中的一大类衍生
化合物，目前已知的类黄酮化合物已有一千多种。
它们包括黄酮类、异黄酮类、查尔酮类、黄烷酮类、花
色素类［23］。许多研究表明，干旱胁迫过程中植物体
内黄酮类成分含量显著增加［24，25］。也有研究表明，
类黄酮缺乏植物容易受到环境胁迫的伤害［26］。黄
酮类化合物具有重要的抵御外界不良环境影响的能
力［27］，可以增强植物抗逆性的能力［28］，是重要的植
物抗胁迫、抗氧化物质［29］，是优良的活性氧清除剂
和脂质氧化剂。当外界环境改变时，黄酮类化合物
可以作为植物抵抗外界不利环境的重要保护机制，
如黄酮类化合物具有保护植物缓解紫外辐射胁迫的
作用，不同的紫外辐射波长，不同的黄酮类具有不同
的防御机制;盐胁迫可以提高黄酮类物质的合成效
率，植物体内高的黄酮类物质的含量对提高植物抵
御盐胁迫伤害具有重要的作用;黄酮类成分抗干旱
活性很大程度上与其清除自由基的能力相关。许多
研究表明，植物当遭遇冻害、干旱、重金属胁迫时，黄
酮类化合物和一些酚类物质可以起到保护细胞膜的
作用［27］。
因此，结合前人对黄顶菊的研究结果，我们认
为，黄顶菊作为一种外来入侵植物，耐盐碱和干旱，
生态幅极为广泛，对生境的耐受性很高［11，13，30 － 33］，这
些特征可能与其体内含有的类黄酮物质有关。此
外，类黄酮作为一种化感物质能够影响白菜幼苗体
内保护酶的活性，造成了膜脂过氧化程度的加剧，
破坏了细胞膜的结构和功能。而破坏膜结构和功能
是类黄酮化感作用的机制之一，而且可能是多种化
感效应的起始点。但是，植物的化感作用机制是一
个十分复杂的生理生化过程，必须多方面、深层次、
多学科的进行研究。同样，黄顶菊叶中类黄酮对白
菜幼苗的化感作用机理也不可能是单一的生理机制
影响，有待于对其进行深入研究，为其开发和利用提
供科学的理论依据。
参 考 文 献:
［1］ 余叔文．植物间的相互作用———相生相克现象〔M〕．植
物生理与分子生物学． 北京:科学出版社，1992，376
－ 394．
［2］ 孙文浩．相生相克作用及其应用〔J〕．植物生理学通讯，
1992，28(2):81 － 87．
［3］ 周凯，郭维明，徐迎春． 菊科植物化感作用研究进展
〔J〕．生态学报，2004，24(8):1776 － 1784．
［4］ 李香菊，张米茹，李永军，等． 黄顶菊水浸提液对植物
种子发芽及胚根伸长的化感作用的研究〔J〕． 杂草科
学，2007，4，15 － 19．
［5］ 李素静． 黄顶菊化感作用的研究〔J〕． 山西农业科学，
2007，6:80 － 81，113．
［6］ 许文超，徐娇，陶哺，等．外来入侵植物黄顶菊的化感
作用初步研究〔J〕．河北农业大学学报，2007，30(6):
63 － 67．
［7］ 周文杰，李明建，芦站根． 外来植物黄顶菊水浸提液对
绿豆种子萌发及生长的影响〔J〕．江苏农业科学，2007，
4:72 － 74．
［8］ 陈艳． 外来入侵杂草黄顶菊对小麦的化感作用分析
〔D〕．重庆:西南大学，2008，1 － 43．
［9］ 周文杰．黄顶菊对小麦种子化感作用的初步研究〔J〕．
衡水学院学报，2008，10(1):59 － 62．
［10］ 芦站根，周文杰． 黄顶菊水浸提液对玉米种子的化感
作用〔J〕．江苏农业科学，2008，4，111 － 112．
［11］ 任艳萍，江莎，古松，等． 黄顶菊的根、茎、叶化感作用
初探〔J〕．植物保护，2009，35(3):36 － 40．
［12］ 江莎，郑书馨，刘龙会，等．黄顶菊大孢子的发生．雌配
子体和胚胎发育的研究〔J〕． 热带亚热带植物学报，
2011，19(1):26 － 32．
［13］ Powell A M． Systematics of Flavaria． Ann Missou Bot
Gard，1978，65(2):590 － 636．
［14］ 尉艳霞，何宣霖，王若菡，等． 3 种方法提取洋葱中的
类黄酮物质对肝癌细胞株 HepG2 的作用〔J〕．华西药
801 内 蒙 古 农 业 大 学 学 报 2011 年
学杂志，2008，23(3):315 － 317．
［15］ 郝再彬，苍晶，徐仲． 植物生理实验〔M〕． 哈尔滨:哈
尔滨工业大学出版社，2004，46 － 49．
［16］ 张志良，瞿伟箐． 植物生理学实验指导〔M〕．北京:高
等教育出版社，2003，67 － 70，274 － 276．
［17］ 袁朝兴，丁静． 水分胁迫对棉花叶片中 IAA含量、IAA
氧化酶和过氧化物酶活性的影响〔J〕．植物生理学报，
1990，16(2):179 － 180．
［18］ 刘祖琪，张石城． 植物抗性生理学〔M〕．北京:中国农
业出版社． 1994．
［19］ 高俊凤． 植物生理学实验指导〔M〕． 北京:高等教育
出版社，2006，214 － 215．
［20］ 王以柔，刘鸿先，李平． 在光和黑暗条件下低温对水
稻幼苗光合器官膜脂氧化作用的影响〔J〕． 植物生理
学报，1986，12(3):244 － 251．
［21］ 郑丽，冯玉龙． 紫茎泽兰叶片化感作用对 10 种草本
植物种子萌发和幼苗生长的影响〔J〕． 生态学报，
2005，25(10):27 － 82．
［22］ 王硕，慕小倩，杨超，等． 黄花蒿浸提液对小麦幼苗
的化感作用及其机理研究〔J〕． 西北农林科技大学学
报(自然科学版)，2006，34(6):106 － 110．
［23］ 邓兰桂，孔垂华，骆世明． 木麻黄小枝提取物的分离
鉴定及其对幼苗的化感作用〔J〕． 应用生态学报，
1996，7(2):145 － 149．
［24］ 延玺，刘会青，邹永青，等． 黄酮类化合物生理活性及
合成研究进展〔J〕． 有机化学，2008，28(9):1534 －
1544．
［25］ Yamasaki H，Sakihama Y，Ikehara M． Flvaonoid － per-
oxidese reaction as a detoxification mechanism of plant
cells against H2O2 ． Plant Physiology，1997，115:1405 －
1412．
［26］ Hernandez I，Alegre L，Munne Bosch S． Dronght － in-
duced changes in flavonoids and other low molecular
weights antioxidants in Cistus clussi grown under Medi-
terranean field conditions，Tree Physiology，2004，24
(11):1303 － 1311．
［27］ Myung － Min Oh，Harold N． Trick，C． B． Rajashekar．
Secondary metabolism and antioxidants are involved in
environmental adaptation and stress tolerance in lettuce，
Journal of Plant Physiology，2009，166:180 － 191．
［28］ 张榕． 干旱胁迫对黄芩黄酮类含量的影响、机制及其
应用〔M〕．上海:复旦大学出版社，2010，1 － 146．
［29］ 董芳． 酸枣叶中黄酮类物质的抗旱生理功能的研究
〔D〕．陕西杨凌:西北农林科技大学，2009，1 － 68．
［30］ 郭豫梅，郭豫杰，刘贵，等． 石参中黄酮类化合物含量
的测定及抗氧化活性的研究〔J〕． 安徽农业科学，
2010，38(1):168 － 169．
［31］ 芦站根，周文杰． 外来植物黄顶菊潜在危险性评估及
防除对策〔J〕．杂草科学，2006，(4):4 － 6．
［32］ 芦站根，崔兴国，蒋文静． 衡水湖黄顶菊的入侵情况
的初步调查研究〔J〕． 衡水学院学报，2006，8(1):69
－ 71．
［33］ 李香菊，王贵启，张朝贤，等． 外来植物黄顶菊的分
布、特征特性及化学防除〔J〕．杂草科学，2006，(4):
58 － 61．
［34］ 任艳萍，江莎，古松，等．外来植物黄顶菊(Flaveria bi-
dentis (L．)Kuntze)的研究进展〔J〕．热带亚热带植物
学报，2008，16(4):390 － 396．
901第 4 期 郭亚姣等: 黄顶菊叶中类黄酮对白菜种子萌发的影响