全 文 :0 前言
裂叶牵牛 [Pharbitis nil(L.) Choisy]为一年生缠绕型藤本植物,原产热带美洲,现已广泛分布于热
带、亚热带地区 [1].尽管裂叶牵牛现已成为华南地区的主要有害入侵植物之一 [2],但在几年前它的危害还
没有被人们所重视,当时该物种并未发生大面积蔓延的现象 .近年来,随着生态环境的变化,野外观测
发现裂叶牵牛对植被危害有加重的趋势,产生这种变化的生物学机制有待于进一步研究 .随着我国经
济的快速发展,排入大气的SO2和NO2等有害气体日益增多,酸雨区域不断扩大,酸雨强度呈不断增强
的趋势 [3-4].酸雨对大豆等植物均可产生不同程度的危害,不同pH值水平与其生长发育受到抑制的水平
密切相关 [5-6].有研究表明浓硫酸处理能打破五爪金龙种子休眠,提高萌发率 [7].这表明酸性条件可能有
助于提高入侵植物的入侵能力 .本文中,笔者通过研究不同pH值水溶液对裂叶牵牛的种子萌发及幼苗
生长的影响,为探究裂叶牵牛的入侵机制及其防治方法提供参考资料 .
1 材料与方法
1.1 植物材料
供试裂叶牵牛种子于2008年1月采自广州中山大学校园内 .将种子先用自来水进行冲洗,之后以双
氧水表面消毒5 min,再用蒸馏水洗净备用 .
1.2 培养条件
用浓硫酸将蒸馏水的pH值调节为1,2,3,4,5,6.在铺有2层滤纸的干净培养皿中放置10粒种子,分
别加入不同pH值的蒸馏水5 mL.每个处理设6个重复,置于恒温箱内培养(温度为25 ℃;时间为7:00—
19:00时,光强在500~550 μmol/(m2·s)之间).
1.3 测定方法
每24 h记录种子萌发数量(胚根长度≥1 mm记录),5 d后结束实验 .统计4个测定项目:1)测定每个
培养皿内种子的萌发率、幼苗的根长和苗高(苗高测定采用胚轴的平均高度);2)测定幼苗植株的根、茎
第 30卷 第 2 期 肇 庆 学 院 学 报 Vol.30, No.2
2009年 3 月 JOURNAL OF ZHAOQING UNIVERSITY Mar. 2009
收稿日期:2008-10-20
基金项目:肇庆市科学技术创新计划项目(2008G23)
作者简介:赵则海(1968-),男,黑龙江嫩江人,肇庆学院生命科学学院副教授 ,博士 .
不同pH值对裂叶牵牛种子萌发和幼苗生长的影响
赵则海, 李佳倩, 梁盛年, 梁 廉, 王治辉, 余曼玲, 韦昌挺
(肇庆学院 生命科学学院 , 广东 肇庆 526061)
摘 要 :研究了pH值对裂叶牵牛种子萌发和幼苗生长的影响 ,结果表明 :pH值为3~4的酸性水溶液可缩短
裂叶牵牛的种子萌发时间,并促进种子萌发 .随着pH值的降低,裂叶牵牛幼苗的根长、苗高及鲜质量受到的抑制
作用增大;pH值对裂叶牵牛叶绿素b的影响高于叶绿素a;随着pH值的降低 ,叶绿素a/b增大 .pH值对裂叶牵牛幼
苗根 、茎 、叶的可溶性糖和MDA(丙二醛 )含量的影响存在差异 .pH值降低使裂叶牵牛的茎及根中的可溶性糖和
MDA含量增加 .当pH值为4时,裂叶牵牛叶中的可溶性糖和MDA含量均最高;当pH值高于或低于4时 ,裂叶牵牛
叶的可溶性糖和MDA含量均下降 .
关键词:pH值; 萌发; 幼苗生长; 生理生化指标; 裂叶牵牛; 藤本植物
中图分类号:S459 文献标志码:A 文章编号:1009-8445(2009)02-0044-04
和叶的鲜质量;3)测定幼苗鲜叶中叶绿素的含量 [8]67-69;4)
测定幼苗根、茎 、叶的可溶性糖含量和丙二醛 (MDA)含
量 [8]274-276(本文的根、茎、叶分别指胚根、胚轴和子叶).
2 结果与分析
2.1 不同pH值对裂叶牵牛种子萌发率的影响
随pH值的减小 ,裂叶牵牛种子的萌发率降低 .pH值
为4时的萌发率最大 ,达63.33% (见图 1);当pH值为 3~4
时,裂叶牵牛种子的萌发速度最快,第2天时达到最大萌
发率;当pH值为1~2时,第3天的萌发率达到最大值,随时
间的增加萌发率不再增加;当pH值为5~6时,第4天才达到萌发率的最大值 .pH值为3~4的酸性水溶液使
裂叶牵牛的种子萌发时间提前,有促进种子萌发的作用 .即使是pH值为1的水溶液,对裂叶牵牛的种子
仍保持35.45%的发芽率,这表明弱酸性溶液(pH值=4)处理提高了种子的萌发率 .当pH值为4~6时,萌发
率波动较大,这可能与裂叶牵牛种子的萌发特性有关 .
2.2 pH值对裂叶牵牛幼苗根长、苗高及鲜质量的影响
裂叶牵牛的根长和苗高均随pH值的降低而减小(见图2),这表明低pH值对裂叶牵牛幼苗的根长、
苗高具有明显的抑制作用,根长对pH值减小的敏感性高于苗高 .当pH值为1~2时,裂叶牵牛的胚根褐化
畸形(实验结束时多死亡),甚至部分种子不萌发 .裂叶牵牛的根、茎、叶的鲜质量随pH值的降低均存在
减小的趋势(见图3),表明低pH值对裂叶牵牛的幼苗根长、苗高及鲜质量具有明显的抑制作用 .当pH值
在4以下时,对幼苗根长、苗高及鲜质量的抑制更加明显 .
图2 pH值对裂叶牵牛幼苗根长、苗高的影响 图3 pH值对裂叶牵牛幼苗鲜质量的影响
2.3 pH值对裂叶牵牛幼苗叶绿素含量的影响
当pH值为6时,裂叶牵牛总叶绿素、叶绿素
a以及叶绿素b的含量均最高 ;随着pH值的下
降,叶绿素含量均减小(见图4),这与前人的研
究结果相吻合 [9]186.裂叶牵牛叶绿素 a的含量均
高于叶绿素b,叶绿素 a/b随 pH值的降低而增
加 .这表明经酸性溶液处理后,叶绿素b含量的
下降幅度大于叶绿素a,低pH值对裂叶牵牛叶
绿素b的影响高于叶绿素a.
图1 不同pH值对裂叶牵牛种子萌发率的影响
图4 不同pH值条件下裂叶牵牛幼苗叶绿素含量的变化
萌
发
率
/%
6
第 2 期 赵则海等:不同pH值对裂叶牵牛种子萌发和幼苗生长的影响 45
肇庆学院学报 第 30卷
2.4 pH值对裂叶牵牛幼苗的可溶性糖和MDA含量的影响
可溶性糖是植物细胞内一种重要的渗透调节物质,植物受逆境胁迫后其含量会增加 [10-11].同时,MDA
通常将其作为脂质过氧化指标,用于表示细胞过氧化程度和植物对逆境条件反应的强弱,在逆境条件
下MDA的含量往往较高 [12].当pH值为4时,裂叶牵牛叶中的可溶性糖和MDA含量均最高;当pH值为3或
5~6时,可溶性糖和MDA含量下降(图5a和b).当pH值高于4时,裂叶牵牛受酸胁迫的影响较小;当pH值
低于4时,裂叶牵牛受酸胁迫的影响较大 .裂叶牵牛茎和根中的可溶性糖和MDA含量均随pH值降低而
增加,其中,茎的可溶性糖和MDA含量高于根.
图5 不同pH值条件下裂叶牵牛幼苗的可溶性糖和MDA含量变化
3 讨论
有学者通过研究酸雨对5种阔叶树种子的萌发及幼苗生长的影响,发现pH值为2.0可能是抑制种子
萌发与幼苗生长的阈值 [13].pH值为1.0的水溶液对裂叶牵牛种子萌发的抑制明显,而pH值为2.0的发芽率
与pH值为6.0的差别不明显 .这表明裂叶牵牛种子对弱酸性溶液的耐受性强,pH值为3~4的酸性水溶液
甚至对种子萌发还存在促进作用 .低pH值对裂叶牵牛幼苗的根长、苗高及鲜质量均具有明显的抑制作
用;当pH值在4以下时,对幼苗根长、苗高及鲜质量的抑制更明显 .
低pH值能降低裂叶牵牛叶中叶绿素的含量,变化趋势与前人的研究结果一致 [9]187.随着pH值的下
降,叶绿素a和叶绿素b的含量均减小,而叶绿素a/b的值增大 .这表明低pH值对裂叶牵牛叶绿素b的破坏
大于叶绿素a.随着pH值的降低,叶绿素a/b有增加的趋势,这表明裂叶牵牛叶绿素的吸收光谱偏向长波
方向(即偏向于利用红光部分).
pH值对裂叶牵牛幼苗根、茎、叶的可溶性糖和MDA含量的影响存在差异 .pH值降低使裂叶牵牛茎
和根中的可溶性糖和MDA的含量增加 .可溶性糖的含量使细胞内溶质浓度增大,可减少逆境胁迫对细
胞的伤害,而MDA含量的增加导致植物膜脂受害程度加剧,表明低pH值对茎和根的酸胁迫均增大 .在pH
值为4时,裂叶牵牛叶中的可溶性糖和MDA含量均最高;当pH值高于或低于4时,裂叶牵牛叶的可溶性
糖和MDA含量均下降 .当pH值为6时,油菜叶可溶性糖的含量最高,低pH值和高pH值对其叶片可溶性糖
的含量都有显著的降低作用 [14].由此表明裂叶牵牛对酸胁迫的耐受性高于油菜,裂叶牵牛幼苗的生长对
酸胁迫具有更强的耐受性 .
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Influences of Different pH Values on Seed Germination
and Seedling Growth of Pharbitis nil
ZHAO Zehai, LI Jiaqian, LINAG Shengnian, LIANG Lian, WANG Zhihui,
YU Manling, WEI Changting
(Faculty of Life Sciences,Zhaoqing University,Zhaoqing Guangdong 526061,China)
Abstracts: We investigated influences of different pH values on the germination,seedling growth and
physiological-biochemical indexes of Pharbitis nil. The results showed that pH values of 3 and 4 cut down
germination days and promoted germination ratio. Alone reduced pH values,the inhibitory effects on root
length,seedling height and fresh weight increased. And degradation effects of pH values on chlorophyll b were
higher than on chlorophyll a. The values of chlorophyll a/b increased gradually alone decreasing pH values.
There were differences between contents of soluble sugar and MDA (malondialdehydrate) in roots,stems and
leaves of P. nil under different pH values. Alone reduced pH values,contents of soluble sugar and MDA in
stems and leaves of P. nil increased. The contents of soluble sugar and MDA in leaves of P. nil were high.
When pH value was higher or lower than 4, the contents of soluble sugar and MDA in leaves of P. nil all de-
creased.
Key words: pH value; germination; seedling growth; physiological-biochemical indexes; Pharbitis nil;
vine
(责任编辑:李 湘)
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