全 文 ：华南农业大学学报 1 5 ( 4) 19 9 4: 6 2一 30
J
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S o utC i h hn a Agr
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U n iv
.
蜂蟆菊水抽提物的生化他感作用研究
曾任森 林象联 ’ 骆世 明
(热 带亚热带生态研究所农业生态研究室 , 广州 , 51 以抖2 )
摘要 蜂蟆菊群落中很少有其它杂草 。 本研究证实了蜂蟆菊水抽提物对萝 卜、 绿豆 、 黄瓜 、 水
稻 4 种植物幼苗生长和水稻种子萌发的生化他感作用 , 与对照的 7种植物水抽提物比较 , 膨蟆菊
的生化他感作用最强 。 另外 , 膨蟆菊水抽提物对大画眉草 、 空心莲子草 2 种杂草茎节萌发和幼苗
生长有生化他感作用 , 在高浓度下对蜂琪菊本身茎节萌发和幼苗生长有 自毒作用 。 在根 、 茎 、
叶 、 花 、 总植株 5种水抽提物中 , 生化他感作用 由强到弱的顺序是 : 叶 > 茎 > 花 > 总植株 > 根
关键词 生化他感作用 ; 螃蟆菊 ; 水抽提物
中图分类号 Q 948 . 12 . l
蜂琪菊 似翻 el ia ch in en is (Os .b ) M er . )在华南地区广泛分布 , 常常以纯种成片生长 。 膨
蟆菊的竞争能力是否有生化他感作用 , 还是仅仅由于它对养分 、 光 、 温和水等生态因子的强
烈竞争 ? 目前还未见有关报 一导。 本文通过水抽提的方法检验该植物有无生化他感作用及起
作用的部位 。
1 材料与方法
L l 试验材料
用作水抽提 的供体植物 除膨蟆菊外 , 还 有 马唐 (D i ig t ar ia s a o g iu n al i、 ) 、 空 心莲 子草
(A let r n a n t h e r a p h i l o x e r o id e s )
、 三叶鬼针草伍边e n s p i lo s a ) 、胜红蓟 (通 g e r a r u m e o n y z o id e s ) 、
白茅 (mI P e r a r a e y l i n d r i c a ) 、 铺地木 兰 (nI d i g o户r a e n d e e a夕h y l l a ) 、 加拿大 飞蓬 ( E r ig e r o n
ca n a d en s is )等 7 种杂草 . 这 8 种植物均采 自华南农业大学校园内 .
用于测定水抽提物活性的受体主要是萝 卜( R aP h an us as 如 “ s) 、 绿豆 (hP ~ lu
:
au eur
: )
、
黄瓜 (uC cu m i s s a t i v u s )和水稻 ( o r夕z a s a r i 。 a ) 4 种 。 另外 , 用作受体的还有空心莲子草
和大 画眉草 ( E ar g r os it cs ic il a n 。 51 5) 2 种杂草及蜂蟆菊本身的含一个芽的茎节 。
过滤及生物测定所用的滤纸均为中速新华定性滤纸 。 水抽提及生物测定所用的水都是
蒸馏水 .
L Z 试验方法
1
.
2
.
1 植物水抽提的一般方法 将健康干净的新鲜植株剪成 Z cm 左右的小段 , 加人约相当
于植株鲜重 8 倍的水在恒温 28 ℃ 黑暗的条件下抽提 48 h , 过滤 , 滤液在水温为 55 土 2 ℃ 的
水浴上减压浓缩 , 用 Z mo l压 的 aN 0 H或 H N 0 3将水抽提液的 p H 值调 至 .5 5 一 .6 5 , 用水定
容到需要的浓度供生物测定用 。
19 9连一 0 1 一 14 收稿
* 国家 自然科学基金项 目
* * 此作者现在广东省农垦总局燕塘企业总公司工作
第 4 期 曾任森等 : 蜂琪菊水抽提物的生化他感作用研究 72
水抽提物的渗透压用露点法在美国 W E SC O R 公司生产的 1王R 一 3 3T 型露点微伏计上测
定 。
1
.
. 2 2 生物测定的一般方法 以 05 11止 三角瓶底部垫 2张直径为 3. s rm 的滤 纸为培养 床 ,
加 .2 s l n L 处理液或水于滤纸上 , 每瓶放人 5粒饱满的受体种子 。 三角瓶放入恒温 28 ℃ 黑
暗的培养箱中培养 ,每天记录种子发芽率 , 第 5 天记录幼苗的芽长和根长 。 试验 3 次重复 。
所得数据用新复极差测验 (S S R 测验 )进行统计分析 。 各处理间进行综合 比较时 , 用所有受
体在各处理下每 1重复中芽长和根长的平均值 , 按两向分组组合 内有重复的完全 随机试验
设计进行统计分析 。
1
.
.2 3 8 种植物水抽提物的生化他感作用 比较 采集每种植物的新鲜植株 (含根 、 茎 、 叶 、 花
或种子 )各 1 50 9 , 加人1 o o ln L 的水 , 按水抽提 的一般方法获得浓度为 .0 879 鲜重 · 血 L 一 ’ 的
水抽提液各 17 2 m L 。 用萝 卜、 绿豆 、 黄瓜 、 水稻作受体进行生物测定 。
1
.
.2 4 澎琪菊不同 器官水抽提物的活性比较 采集螃蟆菊总植株 (含根 、 茎 、 叶 、 花 ) , 以及
根 、 茎 、 叶 、 花的新鲜材料各 20 9 , 分别加人 1 60 n 1L 水按水抽提一般方法获得浓度为 .0 87 9
鲜重 · in L 一 ’ 的水抽提液 。 用萝 卜、 绿豆 、 黄瓜 、 水稻为受体进行生物测定 .
1
.
.2 5 膨琪菊水抽提物对杂草茎节萌发和 幼苗生长的生化他感作用 浓度为 lg 鲜重 . m L 一 ’
的蜂蟆菊水抽提液用水配成 0 . 1 , .0 4 , .0 7 , 1 . 0 9 鲜重 · m L 一 ’4 个浓度 , 以水为对照 , 用有萌发能
力的大画眉草 、 空心莲子草和膨蟆菊本身的茎节小段 (每段含 1个节 )作受休 , 按生物测定的
一般方法进行生测 。
2 结果与分析
.2 1 8 种植物水抽提物的生化他感作用比较
膨蟆菊等 8 种植物水抽提物对受体种子萌发的影响及水抽提物 的渗透压 见表 l r 从中
可见 , 只有膨琪菊水抽提物对水稻种子 发芽有显著抑制作用 , 其 它 7 种植物的水抽提 物对
受体种子发芽均无显著抑制作用 。
表 1 8种植物水抽提物的渗透压和对受体种子萌发的影响川 %
供 体 萝 卜平 均发芽百分率
绿 豆 平 均
发芽百分率
黄 瓜 平 均
发芽百分率
水稻 平 均
发芽百分率
渗 透 压
x 10 5 P a
膨琪菊 60 . o a b l X() 加 80 . a0 6 6 . 7 b 1 . 53
三叶鬼针草 4 6 . 6b l o aD l o .oa 80 .0 a b 1 . 62
胜红蓟 6 6 . 6 a b 9 3 . 3 a l X() .oa 8 6 . 7 a b 1 . 6 7
白茅 80 . oa b l X() aD 9 3 . 3 a lX() .o a 1 . 7 5
铺地木兰 10 . oa l o .oa 80 . a0 l o . oa 1 . 54
空心莲子草 86 . a6 b l X() 加 9 3 . 3 a 86 . a7 b 1 . 53
加拿大飞蓬 73 . a4 b l 0() aD 86 . a7 86 . 7 a b 1 . 4 2
马唐 “ . a6 b 93 . a3 l o . oa l o . oa 1 . 65
C K 86
.
a6 b l o D a l o
.
oa 9 3
.
3 a 一
F值 1 . 7 4 0 . 8 2 1. 450 2 . 87 * 一
(l )表 中同一列 数字后 的英文 小写 字母表示 s R 测验的差异显著性 (P = 0 .0 5)
28 华 南 农 业 大 学 学 报 第 巧 卷
8 种植物水抽提物对受体幼苗生长的影响见表 2。 结果表明 ,膨蟆菊水抽提物对所有 4
种受体幼苗的根和芽生长均有显著抑制作用 . 其它植物的水抽提物只对 1种或 2 种受体幼
苗生长有显著抑制 , 最多 3 种 . 从综合 比较来看 , 蜂蟆菊水抽提物的抑制作用最强 。
表 2 8 种植物水抽提物对受体幼苗生长的影响 ` , , c m
萝 卜 绿 豆 黄 瓜 水 稻 综 合 比 较
供 体 平均 平均 平均 平均 平均 平均 平均 平均 平均 平均
芽长 根长 芽长 根长 芽长 根长 芽长 根长 芽长 根 长
蜂蟆菊 2 . 0 5 b l . 5 3b 4石 Z b 3 . 2 2 e 4 . 64 b 3 . 4 9b 0 . 88 e l . 52 e 3 . 0 5 e 2 . 4 4C
三叶鬼针草 l . 6 4 b 0 . 7 7b 7 . 3 1b 8月 6 a 8 . 99 a b 3 . 38b 2 . 87 b e l . 9 9b e 5 . 20 b 3 . 7 8 e
胜红蓟 2 . 0 9 b l . 2 3b 5刀 s b 3 . 3c0 12 . 8 7 a 5 . 26 a b 2 . 56 b e 2 . 9 9b e 5 . 82 b 3 . 2 k(
白茅 7 . 10 a 4 . 74 a b 9 . 6 l a b 6 . 4 9b 10刀 s a b 5 . 54 a b 4 . 0 9 a 6 . 2 9 a 7 . 73 a 5 . 7 7 a b
铺地木兰 9 . 6 7 a 6 5 4 a 1 l . 4 7 a b 6 . 4 2b 10 . 14 a b 4 . 89 a b 4 . 79 a 3 . 7 5b 9 0 a2 5 . 4() b
空心莲子草 7 . 20 a 2 . 39b 4 . o l b 0 . 5a6 9 . 24 a b 4 . 9 a2 b 2 . 17 b e 2 . 9 3b c 5 . 65 b 2 . 7k(
加拿大飞蓬 5 . 0 8 a b 2 . 39b 7 . 92 b 5 . 0 7be 7 . 6 9b 3 . 87b 2 . 0 c9 2 . OOb e 5 . 76b 3 . 3 3 c
马唐 1 . 56 b 0 . 7 l b 6 . 32 b 3 . 8 3 e 1 1 . 22 a b 4 . 7 l b 3 . 2 l b 3刀 s b 5 . 58b 3 . 2 6 c
C K 6
.
8a4 7
.
8 l a l 2
.
59 a 6
.
69 b l 2
.
8 3 a 7
.
8 9 a 3
.
9 a9 b 4
.
9 5 a b 9
.
0 6 a 6
.
8 4 a
F值 4 . 65 * * 4 . 55 * * 4 . 2 5* * 15 . 14 3 . 15 * * 2 . 12 12 . 74 * * 7 . 19 * * 9 . 24* * 12 . 25 * *
( l) 表中 同一列数字后的英文小 写字母表示 s R 测脸的差异显著性 (P = .0 05 )
从表 l 可 以看到 白茅水抽提物的渗透压最大 , 为 l . 75 x 10 5 aP , 而 白茅水抽提物的抑 制
作用最弱 . 蜂蟆菊水抽提物的渗透压为 1 . 53 x 10 5 aP , 抑制作用最强 。 铺地木 兰水抽 提物
的渗透压 为 1 . 54 x lo ’ aP , 与膨琪菊水抽提物的渗透压相近 , 但抑制作 用很弱 。 这 表 明 ,
膨蟆菊水抽提物的抑制作用不是 由于渗透压过大引起的 。 由于水抽提液的 pH 值在生物测
定时都调至 .5 5 一 .6 5 范围内 , 排除了水抽提物 酸碱度 的影响 . 膨 蟆菊水 抽提物 的抑 制作
用是 由其中的化学物质引起的 , 这种抑制作用对胚根胚芽伸长影响较大 , 对种子发芽 的影
响较小 。
1 2 蜂蟆菊不同器官水抽提物的活性比较
膨蟆菊各器官和总植株水抽提物对受体幼 苗生长 的影 响见表 3 。 结果表 明 , 叶和茎 的
表 3 蜂蟆菊不同器官水抽提物对受体幼苗生长的影响 ( ” c m
萝 卜 绿 豆 黄 瓜 水 稻 综合比较
器 官 平均 平均 平均 平均 平均 平均 平均 平均 平均 平均
芽长 根长 芽长 根长 芽长 根长 芽长 根长 芽长 根长
总植株 2 . 0 5b l . 5 3b 4 . 6 2a 3 . 2 2b 4 . 64 b 3 . 4 9b 0 . 8 8 e l . 52 b c 3 . 0 5b 2 . 4 4c
根 3 . 6 l a b 2 . 6 l b 8 . 5 7a 7 . 4 7 a 3 . 4 7be l . 87be 2 . 15 e 2 . 83 b 4 . 4 5b 3 . 7 0b
茎 1 . 24 b 0 . 4 3b l . 82 b l . 4 5 a l . 60C l . 4 l e 0 . g l e 0 . 40C l . 39 e 0 . 9 2d
叶 0 . 10 b 0 . 0 3b l . 3 5b l . 33 b l . 8 2be l . 19 e o . 6 l e 0 . 19 e 0 . 97 e 0 . 69d
花 2 . 6 5a b l . 82 b 3 . 5 a l . 9 7b l .3 l e l . 2 6c l . 50 be 0 . 5加 2 . 2 4c l . 39ed
C K
.
5
.
7 8 a 12
.
59 a 9
.
2 l a 6
.
69 a 7
.《弘 7 . 8 9 a 4 . 95 a 7 . 62 e 6 . 8 5 a 8 7侃
F 值 4 . 18 * 2 9 . 89 * * 3 . 29 6 . 9 8 * . 6 . 9 7 * . 17 . 2 2二 17 . 26 . * 2 5 . 4 3* * 15 . 13* * 6 1. 35 * *
(l) 表中同一列数字后的英文小写字母表示 s R 浏脸的 差异显著性 (P = .0 05 )
第 4 期 曾任森等 : 蜂蟆菊水抽提物的生化他感作用研究 9 2
水抽提物能显著抑制所有 4 种受体幼苗芽和根的生长 ; 花的水抽提物能显著抑制黄瓜 、 水稻
芽和根的生长 , 以及抑制萝 卜、 绿豆幼苗根 的生长 ; 根水抽提物能显著抑制黄瓜 、 水稻幼 苗
芽和根的生长 , 以及抑制萝 卜幼苗根的生长 。 综合比较可以看出 , 各器官水抽提物生化他感
作 用由强到弱的顺序是 : 叶 > 茎 > 花 > 总植株 > 根 。
.2 3 蜂蟆菊水抽提物对杂草茎节萌发和幼苗生长的生化他感作用
4 个不同浓度膨琪菊水抽提物对杂草及膨蟆本身茎节萌发和幼苗生长的影响见表 4o
表 4 娜蟆菊水抽提物对杂草和娜蟆菊本身茎节萌发和幼苗生长的影响 ` ”
浓 度
g鲜重 · m L
大画眉草 空心莲子草 膨蟆菊
C】1 1
综合 比较
_ 1 平均发芽
百分率
平均
芽长
平均
根长
平均发芽
百 分率
平均
芽长
平 均 平均发芽
根 长 百分率
平均
芽长
平均
根长
平均
芽长
平均
根长
9 3
.
3 a
10 0
.
0 a
1
.
7 l b 0
.
X() b 0
.
0 0 b 3 3
.
3 b 0
.
9 5 b 0
.
9 6 b l
.
o l e 0
.
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2
.
4 8 a b 0
.
3 9 b 0
.
0 0 b
1 0 0
.
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2
.
0 9 b
2
.
56 b
2 4 9 b
3
,
5 a0 b
5
.
2 7a
3
.
2 9
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.
1s a
.0 加
53
.
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.
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.
3a
5 3
.
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0
.
6 9b 0
.
0 7 b
4 6
.
7 b
9 3
.
3b
1 7 b l
.
1 9b l
.
3 8e l
.
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.
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.
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.
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1 0 0
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0 a 2
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.
6无 7 3 . 3a 2 . 2 6 a l . 9 5 b 3 . 2 3a l . 6 4 b
5 6 8
*
4
.
1 9 . 1 3
.
4 3二 7 . 0 9* . 14 . 5 5 . * 10 . 9 2* . 5 . 9 9* .
l( )表中同一列数字后的英文小写字母表示 S SR 测脸的差异显著性 (P = .0 05 )
从表 4 可以看出 , 在 0 . 19 鲜重 . m L 一 ’ 的低浓度下 , 蜂蟆菊水抽提物只对空心莲子草幼苗芽生
长有抑制作用 , 对大画眉草无显著抑制作用 , 而对膨蟆菊本身幼苗根生长还有促进作用 . 随
着浓度的提高 , 蜂蟆菊水抽提物的抑制作用增强 . 浓度为 0 .4 9 鲜重 . m L 一 ’ 时 , 已显著抑制
大画眉草幼苗芽的生长 , 对空心莲子草茎节萌发和幼苗生长都有显著抑制 , 且幼苗根几乎停
止生长 , 长度只有 .0 7 n n n ; 但此浓度对膨蟆菊本身仍无抑制作用 , 对幼苗根生长还有促进作
用 。 当浓度为 .0 7 9 鲜重 . m L 一 ’ 时 , 完全抑制空心莲子草幼苗的根生长 ; 对膨蟆本身的茎节
萌发和幼苗生长也出现抑制作用 。 浓度增大到 1 . 0 9 鲜重 . n止 一 ’ 时 , 空心莲子草的茎节完全
不能萌发 。 由此可见 , 蜂琪菊对杂草茎节萌发和幼苗生长有生化他感作用 , 但蜂蟆菊对 自身
水抽提物生化他感作用的耐性较强 , 反应较迟钝 。 这可能是蜂琪菊高密度成 片生 长的原 因
之一 。
3 讨论
本研究证实了膨琪菊水抽提物对萝 卜、 绿豆 、 黄瓜 、 水稻 、 空心莲子草 、 大画眉草 的生化
他感作用 。 与其它 7 种供体植物相比较 , 发现膨蟆菊水抽提物的生化他感作用 比已 报导具
有生化他感作用的三叶鬼针草 、 马唐还强 (曾任森等 , 19 9 3: hT o帅 s o n , 19 8 5; W a t , e t a l ,
19 79 )
。 研究还 表明 , 生化 他感 作用是 蜂蟆 菊干 扰邻近植物 生长 的一种 重 要 的 生态机
制 , 也是蜂蟆菊群落以纯种成片生长的重要原因 。 本文发现蜂蟆菊对 自身产生的生化他感
化学物质的耐性较强 , 只有达到较高浓度后才会产生 自毒作用 , 这种 自毒作用不但可 以控制
其群落保持适当的植株密度 , 防止因过高 的密度而使群落发生衰退 , 并促使群落向周 围扩
散 , 而不是集中在某一区城 . 在 自然界中 , 被水抽提出的生化他感化学物主要通过雨水和雾
华 南 农 业 大 学 学 报 第 巧 卷
滴的淋溶而进人土壤发生生化他感作用 ( Tu k y e, 19 6 6) 。 研究也发现 , 在根 、 茎 、 叶和花 4 种
器官中 。 叶和茎水抽提物的生化他感作用最强 。 说明 ,通过淋溶起生化他感作用的主要部位
是叶和茎 。
膨蟆菊水抽提物对杂草茎节萌发和幼苗生长有生化他感作用 . 今后可在果园 中 、 林
下 、 路旁种植膨琪菊 , 利用它控制杂草生长 , 或用其植株的水浸提液 喷洒 以控制杂草 。 膨蟆
菊水抽提物的作用机制有待进一步研究 。
参 考 文 献
曾任森 , 骆世明 . 1卯 3 .香茅 、 胜红蓟和三叶鬼针草植物他感作用研究 .华南农业大学学报 , 1《 4 ) :8 一 14
T h o m P s o n A C
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T h e C h e m i s t r y o f A l l e I o P a t h y
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W a s h i n g t o n
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D
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C
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A m e r i e a n C h e m i e a l
S o e i e t y
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2 1 一 3 2
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J r
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19 6 6
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L e a e h i n g o f m e t a b o l i t e s fr o m a b o v e g r o u n d P l a n t P a r t s a n d i t s
im P l i e a t i o n s
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B u l l T o r r e y B o t C l u b
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B i s w a s R K
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G r a P m E A
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19 79
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U l t r a v i o l e t 一 m e d ia t e d e y t o t o x i c a e t i v i t y o f
P h e n y l h e P t a t r i y n e fr o m B i d e ” 5 P i lo s a L
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J N a t P r o d
.
4 2 : 10 3 一 1 1 1
S T U D I E S O N T H E A L L E L O P A T H I C E F F E C T S O F 环尹触d e l ia
c h i n e n s i s A Q U E O U S E X T R A C T I O N
Z e n g R e n s e n L i n X i a n g l i a n L u o S h i m i n g
(A g r o e c o l o g y l a b 二 E e o l o g y I n s t i t u t e o f T r o P i e s a n d S u b t r o P i e s , S o u t h
C h i n a A g r
.
U n i v 二 G u a n g z h o u , 5 10 6 4 2 )
A b s t r a e t
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r d e n h e r b i n S o u t h C h i n a
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T h e r e
15 l i t t le w e e d w i th i n i t s c o r D」n u n i t y T h e a l l e l o P a t h i e e fe ct s o f W e d e l i a e h i n e n s is a q u e o u s
e x t r a e t i o n s o n s e e d l i n g g r o wt h
o fr a d i s h
,
mu
n g b e a n
,
cu e u m b e r
, r i e a n d s e e d g e r而 n a t i o n
o f r ie w e r e t es t e d
.
C o m P a r i e d w i t h t h e e h e ck s o f a q u
e o u s e x t r a c t s fr o m o t h e r 7 P l a n t s
,
a l l e l o P a t h i e e fe
e t s o f W e d e l i a c h i n e n s i s we re t h
e s t r o n g es t
.
I n a d d i t i o n
,
a q u e o u s e x
-
t r a ct s o f t h e P l a n t a ls o s h o w e d i t s a l l e l o P a t h i e e fe
e t s o n t h e g e r而 n a t i o n a n d s e e d -
li n g g r o wt h
o f A l t e r n a n rh e r a P h i l o x e r o id e s a n d E r a g r o s r i e s e `l i a n e s zs H ig h
co n e n t r a t i o n a q u e o u s e x t r a e t s h a d a u t o t o x i e e fe
e t s o n t h e g e~
n a t i o n a n d s e e d li n g
g r o wt h
o f W
e d e l i a c h i n e n s i s
.
T h e co m P a sr i o
n o f a l l e l o P a t h i e e fe ct
s o f t h e fo
u r o r g a n s
a n d w h o l e P l a n t o f W e d e li a e h i n e陀 5 15
,
t h e d e e il n i n g o r d e r w a s : l e a f > s t e m > fl o w e r >
w h o l e P l a n t > r o o t
.
K e y w o r d s a l l e l o P a t h y ; W e d e l i a c h i n e n s i s ; a q u e o u s e x t ar c t s