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蜀葵水浸液对两种杂草种子萌发的化感效应



全 文 :收稿日期:2011 - 07 - 25
作者简介:丁 昊(1988 -) ,男,在读本科生。
通讯作者:汪之波,E-mail:wangzb_2001@ 126. com。
蜀葵水浸液对两种杂草种子萌发的化感效应
丁 昊, 汪之波, 汪蓉芳
(天水师范学院生化学院, 甘肃 天水 741000 )
Allelopathic Effect of Althaea Rosea Leach Liquor on Seed Germination of
Two Kinds of Weeds
DING Hao,WANG Zhi-bo,WANG Rong-fang
摘要:应用室内培养皿生物测定方法,研究了蜀葵浸提液对藜
和反枝苋种子萌发和根生长的影响。结果表明:蜀葵浸提液能
抑制种子萌发,随着浸提液浓度的升高,其抑制效果越明显,且
化感效应的强度在不同部位存在差异。蜀葵叶的水浸液在
0. 25、0. 062 5 g /ml 时,对反枝苋根生长的抑制率分别为
- 50. 13%、- 1. 32%,表现为促进作用。蜀葵茎的水浸液对根
的生长既有抑制作用,也有促进作用,在蜀葵茎水浸液的浓度
为0. 025、0. 062 5、0. 125 g /ml 时,对反枝苋根生长的抑制率分
别为 - 29%、- 2. 11%、- 35. 6%;对藜根生长的抑制率分别为
- 34. 11%、- 23. 13%、- 26. 27%,均表现为促进作用;在浓度
为 0. 4、0. 5 g /ml时,反枝苋根生长呈化感作用浓度效应,而藜
在浓度为 0. 4 g /ml时根生长没有受到影响。
关键词: 蜀葵;化感效应;水浸提液
中图分类号: S 341. 6 文献标志码: A
文章编号: 1001 - 4705(2012)01-0104-04
反 枝 苋 (Amaranthus retroflexus L.)和 藜
(Cheno-podium album L.)是田间的两种顽固性杂草,
严重影响着农作物的生长,若长期使用除草剂不仅污
染环境,而且杂草易产生抗药性。近年来,农业系统中
化感作用的研究日益深入广泛,然而大多数研究是针
对田间杂草与作物的相互化感作用的,而有关蜀葵对
化感作用的研究较少。通过室内种子萌发试验初步探
讨不同浓度蜀葵叶和茎根水浸化感作用强弱及其对不
同作物的生长产生的影响,旨在蜀葵中寻找作为除草
剂的先导化合物提供理论依据。
1 实验材料与方法
1. 1 材 料
新鲜蜀葵植物采于天水市南山,种子采于天水师
范学院校园,化感作用受体的种子有藜、反枝苋。
1. 2 方 法
1. 2. 1 水浸液的制备
选取并采集发育良好的蜀葵植株,只采集茎叶部
分,用清水洗净后自然风干,用剪刀剪碎,分别取 200
g,放入 400 ml 蒸馏水中常温下浸泡 48 h,3 层纱布过
滤后得到浸提液原液的浓度为 0. 5 g /ml,浸提液设 7
个处理浓度分别为:0. 025、0. 062 5、0. 125、0. 25、0. 3、
0. 4、0. 5 g /ml。设蒸馏水为对照组(ck) ,存于冰箱中
待用。
1. 2. 2 化感活性生物鉴定
采用培养皿滤纸法在洗净、烘干的培养皿中铺 2
层经过灭菌的滤纸,加入 10 ml 不同处理浓度的蜀葵
水浸提液,分别将不同受试种子摆放于培养皿中,藜
50 粒、反枝苋 100 粒,3 次重复。反枝苋种子和藜种子
均在 25 ℃恒温箱中进行培养。在种子萌发过程中适
当补加清水,使滤纸保持湿润,每天调查种子的萌发情
况,5 d后测定根长,统计种子的发芽率。
1. 2. 3 数据统计
幼苗根长:测每条根的长度;
种子萌发率(%)=第 5 天记录的种子萌发数 /供
试种子数 × 100%;
对照抑制百分率(%)= (1 - 处理 /对照)×
100%。
数据采用方差分析进行蜀葵水浸液对受体植物种
子萌发和幼苗生长影响的差异显著性检验[1]。
2 结果与分析
2. 1 蜀葵水浸液对两种杂草种子萌发率的影响
2. 1. 1 蜀葵叶水浸液对反枝苋及藜种子萌发率的
影响
由图 1 可以看出: (1)相同浓度的蜀葵叶水浸液
对不同种子的萌发率影响不同,在浓度为 0. 025 ~
0. 125 g /ml之间时,藜种子的萌发率均高于反枝苋种
子的萌发率,而在叶水浸液浓度为 0. 25 g /ml 时,反枝
·401·
第 31 卷 第 1 期 2012 年 1 月 种 子 (Seed) Vol. 31 No. 1 Jan. 2012
DOI:10.16590/j.cnki.1001-4705.2012.01.042
苋种子的萌发率高于藜种子的萌发率。(2)不同浓度
的蜀葵水浸液对同一种子萌发率的影响也不同。尽管
随蜀葵叶水浸液浓度的增加而对种子萌发的抑制作用
加强,但是对反枝苋种子萌发率的影响波动不大。在
浓度为 0. 025 ~0. 125 g /ml时蜀葵叶水浸液对藜种子萌
发率的抑制作用波动也不明显;但在浓度为 0. 25 g /ml
时,藜种子的萌发率明显降低。(3)蜀葵叶水浸液对
反枝苋和藜种子的萌发均有抑制作用,并随蜀葵叶水
浸液浓度的增加抑制作用加强,呈化感作用的浓度
效应。
图 1 蜀葵叶水浸液对反枝苋及藜种子萌发率的影响
2. 1. 2 蜀葵茎提取液对反枝苋及藜种子萌发率的
影响
由图 2 可知: (1)蜀葵茎水浸液对反枝苋种子萌
发有抑制作用,随浓度的增加抑制作用呈“强—弱—
强”变化,当蜀葵茎水浸液浓度为 0. 062 5 g /ml时种子
萌发率最小。蜀葵茎水浸液对藜种子萌发影响表现出
随蜀葵茎水浸液浓度的增加抑制作用加强,呈化感作
用的浓度效应。(2)相同浓度的蜀葵茎水浸液对不同
种子萌发率的影响不同,在浓度为 0. 025 g /ml 时,茎
水浸液对藜种子的萌发没有影响,而反枝苋种子的相
对萌发率为 34. 29%;在浓度为 0. 062 5 g /ml 时,反枝
苋种子的萌发率最低,但藜的萌发率依然较高。(3)
不同浓度的蜀葵茎水浸液对相同种子萌发率的影响也
不同。
图 2 蜀葵茎提取液对反枝苋及藜种子萌发率的影响
由图 1、2 相同蜀葵茎、叶水浸液对反枝苋和藜的
种子萌发率的影响可以看出:蜀葵茎、叶水浸提液均含
有化感物质,对藜和反枝苋种子的萌发均有抑制作用,
叶浸提液对藜和反枝苋种子萌发的抑制效应随处理浓
度的增加而增强,呈现化感作用的浓度效应。茎浸提
液对反枝苋种子的萌发抑制作用随浓度的增加而先增
加后减弱。可见不同组织部位水浸提液的化感作用强
度存在差异,整体上叶的水浸提液对藜种子萌发的抑
制作用最强,这可能是由于不同部位含有化感物质的
量、种类或其化感物质之间的配比不同造成的。
2. 2 蜀葵水浸提液对两种杂草种子根的对照抑制
由表 3 可以看出,蜀葵茎和叶的水浸液对藜和反
枝苋根的生长有抑制作用,也有促进作用。蜀葵叶的
水浸液对藜的根长均有抑制作用,并且抑制效应随处
理浓度的增加而增强,呈现化感作用的浓度效应。蜀
葵叶的水浸液在 0. 25、0. 625 g /ml 时,其抑制率分别
为 - 50. 13%、- 1. 32%,对反枝苋根的生长表现为促
进作用。蜀葵茎的水浸液对根的生长既有抑制作用,
也有促进作用,在蜀葵茎水浸液的浓度为 0. 025、
0. 062 5、0. 125 g /ml 时,反枝苋的抑制率分别为
- 29%、- 2. 11%、- 35. 6%,藜的抑制率分别为
- 34. 11%、- 23. 13%、- 26. 27%,均表现为促进作
用;在浓度为0. 4、0. 5 g /ml时,反枝苋根呈化感作用浓
度效应,而藜在浓度为 0. 4 g /ml时没有影响。
表 1 蜀葵水浸液对两种杂草种子根的
对照抑制百分率
部位
浓度
(g /ml)
反枝苋种子 藜种子
长度
(cm)
抑制率
(%)
长度
(cm)
抑制率
(%)
0 3. 79 — 2. 55 —
0. 025 5. 27 - 50. 13 2. 04 20
叶 0. 062 5 3. 84 - 1. 32 2. 1 17. 65
0. 125 2. 94 22. 43 1. 37 46. 27
0. 25 2. 26 40. 37 0. 81 68. 24
0 3. 79 — 2. 55 —
0. 025 4. 89 - 29 3. 42 - 34. 11
茎 0. 062 5 3. 87 - 2. 11 3. 14 - 23. 13
0. 125 4. 72 - 35. 6 4. 22 - 26. 27
0. 25 4. 16 - 9. 76 2. 09 18. 3
0. 3 3. 84 - 3. 31 2. 53 7. 8
0. 4 3. 44 9. 23 2. 55
0. 5 2. 36 37. 99 0. 5 80. 3
2. 3 蜀葵水浸液对两种杂草种子化感作用的方差
分析
从方差分析(表 2、3)可以看到,由于 P-value =
0. 015 035、P-value = 0. 319 91 都小于显著水平0. 05,
·501·
问题探讨 丁 昊 等:蜀葵水浸液对两面三刀种杂草种子萌发的化感效应
表 2 相同浓度的蜀葵叶提取液对反枝苋及藜种子萌发率的影响
组 观测数 求和 平均 方差
3. 79 4 14. 31 3. 577 5 1. 691 891 666 7
2. 55 4 6. 32 1. 58 0. 373
差异源 SS df MS F P-value F crit
组间 7. 980 012 5 1 7. 980 012 5 7. 729 231 154 2 0. 031 990 692 237 5. 987 377 584 2
组内 6. 194 675 6 1. 032 445 833 3
总计 14. 174 687 5 7
表 3 相同浓度的蜀葵茎提取液对反枝苋及藜种子萌发率的影响
组 观测数 求和 平均 方差
3. 79 7 27. 27 3. 895 714 285 7 0. 723 095 238 1
2. 55 7 17. 45 2. 492 857 142 9 0. 990 923 809 52
方差分析
差异源 SS df MS F P-value F crit
组间 6. 888 028 571 4 1 6. 888 028 571 4 8. 037 283 577 4 0. 015 035 294 984 4. 747 225 335 8
组内 10. 284 114 286 12 0. 857 009 523 81
总计 17. 172 142 857 13
所以蜀葵水提取液的各处理浓度对反枝苋及藜种子萌
发率的影响均存在显著差异,可见相同浓度不同部位
蜀葵水提取液对反枝苋及藜种子的萌发率和根的生长
影响不同,相同部位不同浓度的蜀葵水提取液对反枝
苋及藜种子的萌发率和根的生长影响也不同,浓度越
大抑制效应越强。
3 讨 论
化感作用在自然界普遍存在,其强度、作用对象和
作用时间均存在明显的种间差异[2],这种差异为不同
类型除草剂的筛选奠定了基础。本实验的目的是在蜀
葵中寻找作为除草剂的先导化合物提供理论依据。研
究结果表明,蜀葵茎、叶水浸提液含有化感物质,在一
定的浓度条件下对藜和反枝苋种子的萌发均有抑制作
用,叶浸提液对藜和反枝苋种子的萌发抑制效应随处
理浓度的增加而增强,呈现化感作用的浓度效应。茎
浸提液对反枝苋种子的萌发抑制作用先随浓度的增加
而加强,当浓度为 0. 062 5 g /ml时萌发率最小,然后突
然变高,也呈现化感作用的浓度效应。蜀葵茎、叶水浸
提液含有化感物质,对藜和反枝苋根的生长表现为低
浓度促进生长,高浓度抑制生长,浓度越高抑制效应越
明显,尤其是当叶的水浸提液浓度在 3 g /ml 以上时,
根不生长且开始腐烂。表明化感物质的作用与浓度密
切相关,说明植物的化感作用具有低促高抑现象[3,6]。
孔垂华等[7]指出,这种不同浓度表现出的差异说明了
化感物质在生态功能上普遍存在着一物多用的现象,
各功能之间很可能通过化感物质不同的作用浓度来协
调。同时本试验结果也表明,不同组织部位水浸提液
化感作用强度存在差异,各组织部位对受体根长的影
响不一致,作用方式在多数实验中表现为抑制作用。
整体上蜀葵叶水浸提液对藜的抑制作用最好,这可能
是由于叶中含有化感物质的量、种类或其化感物质之
间的配比不同造成的。然而本试验所用的浸提液仅是
蜀葵茎叶的粗提物,究竟哪一种化学成分在起作用还
需要进一步研究。
4 前 景
实验结果表明,蜀葵水浸提液对藜和反枝苋种子
的萌发和根的生长具有明显的化感作用潜能,将化感
作用有效成分进行分离、提纯并模拟其结构,开发出拟
天然选择性杀虫剂、除草剂、天然农药和植物生长调节
剂,是下一步需要努力完成的工作。
参考文献:
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第 31 卷 第 1 期 2012 年 1 月 种 子 (Seed) Vol. 31 No. 1 Jan. 2012
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收稿日期:2011 - 08 - 27
基金项目:重大新药创制国家科技重大专项“中药材种子种苗和种植
(养殖)标准平台”(2009 ZX 09308-002)。
作者简介:曹 琦(1987 -) ,女,宁夏银川人;在读硕士研究生,主要从
事植物资源学研究。
通讯作者:孙卫邦,E-mail:Wbsun@ mail. kib. ac. cn。
灯盏花种子质量分级标准研究
曹 琦1,2, 王慷林1, 孙卫邦2
(1.西南林业大学, 昆明 650224; 2.中国科学院昆明植物研究所昆明植物园, 昆明 650204)
Study on Seed Quality Grading Standards of Erigeron breviscapus(Vant. )
Hand. -Mazz.
CAO Qi1,2,WANG Kang-lin1,SUN Wei-bang2
摘要:通过对来自云南省 3 个产区共 37 份灯盏花种子的发芽
率、千粒重、净度、纯度和含水量等指标的测定,应用 SPSS 17. 0
分析软件,将数据进行标准化变换后,进行 K类中心聚类分析,
制定了灯盏花种子质量的“三级分级标准”:(1)一级种子:种
子的发芽率≥63. 96%,千粒重≥0. 206 2 g,净度≥88. 87%,生
活力≥62. 38%,纯度≥100. 00%,水分≤7. 97%; (2)二级种
子:种子的发芽率≥49. 21%,千粒重≥0. 182 8 g,净度≥
75. 71%,生活力≥62. 38%,纯度≥100. 00%,水分≤8. 10%;
(3)三级种子:种子的发芽率≥48. 15%,千粒重≥0. 179 8 g,净
度≥ 75. 24%,生活力≥ 62. 38%,纯度≥ 99. 90%,水分≤
8. 51%。通过灯盏花种子质量聚类分析表明,云南个旧市的灯
盏花种子质量优于云南弥勒县和泸西县的种子。
关键字: 灯盏花;种子质量分级标准;种子检验
中图分类号: S 567 文献标志码: A
文章编号: 1001 - 4705(2012)01-0107-03
灯盏花 Erigeron breviscapus (Vant.)Hand. -Mazz.
又名灯盏细辛、短葶飞蓬,为菊科飞蓬属多年生草本植
物[1]。灯盏花性寒、微苦、甘温辛,具有微寒解毒、祛
风除湿、活血化瘀、通经活络、消炎止痛的功效,是与
“云南白药”、“三七”齐名的特色植物药。先后被《云
南省药品标准》及《中国药典》所收录,被我国制药工
业广泛用作制药原料,产品包括针剂、片剂、胶囊、口服
液等不同剂型[2]。灯盏花是云南省民族、民间常用中
草药,云南是我国灯盏花种植和分布最多的省份,产量
占全国总产量的 95%,而云南南部又是灯盏花的主要
分布区。
种子繁殖是灯盏花药材生产上主要的繁殖方式,
其种子不耐贮藏[3]。近几年,灯盏花的种植面积不断
扩大,但种子质量却得不到有效保证。因此,中药材市
场迫切需要制定种子质量标准以维护市场贸易秩序,
保证药材用种安全。灯盏花种子还没有相应的种子检
验规程和质量标准,无法对其质量进行有效控制,造成
了市场上的种子质量稂莠不齐[4,5]。种子质量划分缺
乏依据,在一定程度上限制了种子贸易的发展。开展
种子质量检验研究,制定种子检验规程和质量标准,是
国家推进中药材规范化生产的一项重要任务[6]。通
过对云南省 3 个不同地区的 37 份灯盏花种子的发芽
率、千粒重、净度、生活力、纯度和含水量 6 个指标进行
检验,以期获得可以指导灯盏花产业发展需求的种子
质量分级标准。
1 材料与方法
1. 1 材 料
2010 年 7 月收集于云南弥勒、泸西、个旧 3 个产
区不同农户的灯盏花种子共 37 份,见表 1。
1. 2 方 法
根据研究所得的灯盏花种子检验规程,对供试种
子进行净度分析、纯度鉴定、含水量测定、千粒重测定、
生活力测定和发芽实验 6 个指标的测定,考察种子质
量的普遍状况。
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问题探讨 曹 琦 等:灯盏花种子质量分级标准研究