全 文 ：辣子草对3种农作物的化感作用
范雪涛 1, 马丹炜 1*, 于树华 1, 周晓奎 1, 罗群 1,2
(1.四川师范大学生命科学学院,成都 610066;2.四川省教育学院,成都 610030)
摘 要:采用生物测定法,研究了入侵植物辣子草(GalinsogaparvifloraCav.)不同器官、不同浓度水浸提液对水稻(OryzasativaL.)、
小麦(TriticumaestivumL.)、油菜(BrassicanapusL)种子萌发和幼苗生长的化感效应。结果表明辣子草存在一定的化感作用。各器官水浸
提液对3种作物的影响依种类有差异,辣子草水浸提液在高浓度下对水稻、小麦作物种子萌发、根长和苗高均有明显的抑制作用,对油
菜的种子萌发、根长和苗高则是在低浓度下促进高浓度下抑制。辣子草的化感效应为花序>叶>茎>根,表明辣子草的化感物质主要存
在于地上部分。
关键词:入侵植物; 辣子草; 化感作用; 种子萌发; 幼苗生长
中图分类号:X503.231 文献标识码:A 文章编号:1003-6504(2007)10-0007-03
辣子草(GalinsogaparvifloraCav.)又名牛膝草、
向阳花、铜锤草。为菊科牛膝菊属的一年生草本植物,
原产南美洲,通过无意引进、随人或动物活动等途径进
入我国[1]。辣子草在入侵地往往形成单优群落,习见于
废耕荒地、住宅四周和路边,同时也侵入果园、苗圃和
农田造成危害。辣子草花果期长,种子小且量大,并且
在花果期内边生长边结实,边传播种子,边萌发下一代
植株[2]。目前对辣子草的报道多集中在辣子草在生境的
分布情况,尚未见辣子草化感作用的报道。本文对辣子
草的化感作用进行初步研究,旨在阐明辣子草的入侵
机理,为控制其危害提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料来源
供体植物辣子草采集于四川师范大学、四川大学
校园及附近地区,采样为当年成片生长新生植株,受体
作物种子为川麦39小麦(TriticumaestivumL.),由四川
农科院提供;冈优615水稻(OryzasativaL.)和川油16
号油菜(BrassicanapusL.),均购于农贸市场。
1.2 实验方法
1.2.1 辣子草水浸提液的提取
2006年5月,采集新生的辣子草植株,分为根、
茎、叶、花序四部分,洗净晾干表面水分后剪碎。称取供
体植物100g,加入1000mL蒸馏水充分摇匀浸泡48h
(24℃恒温间歇振荡),2层纱布过滤后得到水浸提液原
液的浓度为 0.100g/mL(每毫升鲜重),冷藏待用。
1.2.2 生物测定
采用培养皿滤纸法[3],挑选发育良好,大小一致的
受体植物种子,先用0.5%KMnO4的溶液浸泡30min,
蒸馏水冲洗干净后,放入直径为 9cm、垫有2层滤纸的
培养皿,每个培养皿放置 100颗,分别加入 5mL
0.025g/mL,0.05g/mL,0.075g/mL,0.1g/mL的 水 浸 提
液,以蒸馏水为空白对照,每一处理3个重复。在25℃
下进行培养。每天记录种子发芽情况,直到种子不再萌
发为止,统计最终发芽数(水稻和小麦5d,油菜3d),水
稻和小麦5d后统计幼苗根长,苗高。油菜3d后统计幼
苗根长,苗高。按公式(1)计算种子的相对萌发率[3],按
照(2)式 Wiliamson提出的化感作用敏感指数 RI来
衡量辣子草 水提液对作物萌发、根长和苗高影响:
相对萌发率=(处理萌发率/对照萌发率)×100 (1)
RI=
1-C/T(T≥C)
T/C-1(T≤C
#
)
(2)
RI的绝对值代表化感作用强度的大小,C是对照
值,T是处理值,RI代表化感效应,当RI>0时表示促进
作用,当RI<0时为抑制作用[4]。
1.3 统计分析
按照(1)计算相对萌发率,利用(2)分析化感效应。
试验结果利用SPSS12.0软件进行多重比较[5]。
2 结果与分析
2.1 辣子草水浸提液对作物种子萌发率的影响
辣子草根、茎、叶、花序水浸提液对作物种子萌发
率有不同程度影响(表 1),其中根水浸提液对水稻种
子萌发的抑制作用大于其它各器官水浸提液,0.1g/mL
花序水浸提液明显抑制了小麦种子的萌发,相对萌发
率仅有0.413,RI值达到-0.587,而根水浸提液对小麦
的影响不明显;各器官水浸提液对油菜种子的萌发表
现为低浓度促进,高浓度抑制,其中影响最大的是叶水
浸提液,在0.1g/mL浓度的叶水浸提液影响下,只有少
数种子能萌发,RI达到-0.966。
基金项目:四川师范大学校级重点项目(061k008);成都市科技局攻关计
划项目(200638)
作者简介:范雪涛(1981-),男,硕士研究生,主要研究方向为细胞工程,
(电话)028-84765314(电子邮箱)fantao_xs@yahoo.com.cn。
辣子草对3种农作物的化感作用 范雪涛,等
7· ·
第30卷 第10期 2007年10月环境科学与技术
注:数字后相同字母表示同一水浸提液不同浓度下5%水平下差异性显
著,表2同。
2.2 辣子草水浸提液对作物幼苗根长和苗高的影响
在辣子草根、茎、叶、花水四种浸提液作用,作物生
长受不同程度影响(表2)。各部位水浸提液对水稻和
小麦根长和苗高都有抑制作用,综合比较3种受试作
物根长与苗高的化感效应,其根长生长平均 RI值为
-0.403,而苗高生长平均RI值为-0.298,说明作物幼苗
生长地下部分受抑制程度高于地上部分;综合比较
4种浸取液对3种受试作物的化感效应,其花部分水
浸取液达到-0.416,叶部分水浸取液的平均 RI值为
-0.390,,茎部分为-0.336,根部分最小只有-0.259,说
明辣子草化感物质主要由地上部分分泌。
3 讨论
通过不同浓度的辣子草根、茎、叶、花序水浸取液
对3种受体作物种子的萌发和幼苗生长的研究,表明
辣子草具有较强的化感作用。综合对比不同器官水浸
提液测试结果,辣子草的化感效应为花序>叶>茎>根,
说明辣子草化感物质主要积累于地上部位。通过统计
供试作物发现作物幼苗的根长对水浸提液的反应最敏
感,这可能因为根系直接接触了水浸提液的缘故;作物
种子萌发、幼苗地上部分与地下部分的生长对辣子草
水浸提液浓度的敏感程度不同,不同处理均对水稻和
小麦的种子萌发和幼苗生长具有不同程度的抑制作
用,这种效应随着水浸取液浓度的升高而增加;辣子草
水浸提液对油菜的种子萌发和幼苗生长则存在着低促
高抑的现象。本研究表明,不同器官和同一器官不同浓
度对作物种子萌发的化感效应不同,同一器官同一浓
度的水浸提液对不同作物种子萌发的影响也不同,推
测辣子草不同器官所含化感物质的种类、浓度、分泌方
式、释放途径等有差异,且不同作物种子萌发时,对化
感物的反应不同推测由于不同器官包含的不同化合物
和化感物质协同作用的结果,或许这与种子萌发过程
中,体内物质种类、浓度、转化途径不同有关系。
化感物质主要包括水溶性有机酸、酚类、萜类、醌
类、苯甲酸及其衍生物、肉桂酸及其衍生物、香豆素类、
黄酮类、单宁和生物碱等[6]。资料表明,植物产生的萜类
化合物,在高浓度下对植物发芽和生长起抑制,且随着
化感物质浓度增大抑制作用逐渐加强;低浓度下具有
促进生长的作用,本研究表明辣子草对油菜存在低促
高抑现象,与飞机草[7]、五爪金龙[8]、蟛蜞菊[9]等杂草的
化感效应一致。推测辣子草中的化感物质中含有是萜
类及其衍生物。
化感物质不仅改变受体植物体内膜的透性[5],而且
对酶活力有增加或降低的作用,同时能改变激素水
平[10]。辣子草的化感物质是如何影响化感物质是如何
传送到作物种子细胞内?如何影响作物种子萌发、细胞
分裂、光合作用、呼吸作用等过程,引起生长抑制或促
进作用的?有待进一步研究。
[参考文献]
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(下转第22页)
水浸提液浓度
(g/mL)
水稻 小麦 油菜
相对萌
发率
RI
相对萌
发率
RI
相对萌
发率
RI
0.025 0.930a -0.073 1.000c 0.000 1.201d 0.172
0.05 0.800a -0.202 0.952b -0.048 1.169c 0.145
0.075 0.800a -0.202 0.960b -0.040 1.090b 0.083
0.100 0.680a -0.320 0.913a -0.087 0.640a -0.360
0.025 0.940c -0.056 1.010b 0.008 1.557c 0.358
0.050 0.910bc-0.0910.930ab-0.070 1.461b 0.316
0.075 0.890b -0.106 0.890a -0.109 1.299b 0.230
0.100 0.830a -0.169 0.830a -0.171 0.731a -0.269
0.025 0.938b -0.063 0.766b -0.234 1.188c 0.153
0.050 0.903ab-0.097 0.734b -0.2660.792bc-0.213
0.075 0.896ab-0.104 0.547a -0.453 0.348b -0.707
0.100 0.840a -0.160 0.539a -0.461 0.027a -0.966
0.025 0.947b -0.053 0.574b -0.426 1.053b 0.050
0.050 0.940ab-0.060 0.540b -0.460 1.044b 0.042
0.075 0.930ab-0.0700.447ab-0.553 0.836a -0.164
0.100 0.919a -0.081 0.413a -0.587 0.358a -0.642
根
茎
叶
花序
表1 辣子草水浸提液对作物种子萌发的影响
水浸提液
浓度(g/mL)
水稻 小麦 油菜
根长RI苗高RI 根长RI 苗高RI 根长RI 苗高RI
0.025-0.010b -0.160b -0.220c-0.150c 0.048bc 0.015b
0.05 -0.150b -0.240b-0.470b -0.280b 0.237b 0.305c
0.075-0.350a-0.410a -0.530a-0.430a-0.168ac-0.155b
0.100-0.420a-0.460a -0.551a-0.496a -0.408a -0.761a
0.025-0.420c-0.010b -0.080c-0.080b 0.138c 0.286c
0.050-0.719b -0.380b-0.400b -0.400a 0.208c 0.392c
0.075-0.746b -0.437b-0.410b -0.448a -0.423b -0.230b
0.100-0.860a-0.549a -0.690a-0.520a -0.690a -0.601a
0.025-0.590c-0.130c-0.410d -0.360c 0.038c 0.236c
0.050-0.610c-0.120b -0.530c-0.490b 0.093c 0.163c
0.075-0.714b-0.260ab-0.640b-0.540ab -0.489b -0.049b
0.100-0.790a-0.560a -0.810a-0.710a -0.840a -0.556a
0.025-0.402b -0.372b-0.546b -0.318c 0.030b 0.028b
0.050-0.451b -0.420b-0.559b -0.410b-0.113ab-0.143ab
0.075-0.569a-0.610a -0.744a-0.720a-0.157ab-0.154ab
0.100-0.588a-0.630a -0.761a-0.780a -0.301a -0.305a
根
茎
叶
花序
表2 辣子草浸取液对植物幼苗生长的影响
8· ·
第30卷 第10期 2007年10月环境科学与技术
(上接第8页)
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*致谢:实验中受到曹慕岚、包书科的帮助;写作中受以葛继
稳、程丹丹老师的指导。在此表示感谢!
(收稿 2006-11-22;修回 2007-01-25)
质有关。中性红是吩嗪染料,属于碱性染料,台盼蓝是
酸性染料。碱性染料具有溶解在拟脂质的特性,尤其对
于卵磷脂和胆固醇,更易于溶解,酸性染料恰好很少溶
解在这些拟脂质内,而细胞表面的质膜就是浸润着卵
磷脂和胆固醇。所以在染色中,碱性染料较为适用,酸
性染料有时表现较差[16]。正常细胞具有摄取中性红的能
力,并且中性红可以滞留溶酶体内而不被细胞洗涤液
洗脱[17]。在活性染色中,中性红可以将液泡染成红色,
当细胞死亡后,中性红会充满整个细胞。中性红不仅
可以运用在动物体活性的研究上[18],也可以运用在植
物细胞活性的鉴定上[19]。研究显示中性红的毒性较小,
500ppm以下浓度的中性红对细胞活性影响不大[20]。
在细胞活性检测中,台盼蓝也是常用的染色剂。
作为酸性染料,它们只是沉淀在细胞质内,和细胞的
构造可以不发生任何联系,染料在细胞内的堆集只是
一种物理现象[16]。台盼蓝染色在铜绿微囊藻活性检测
中,没有表现出在动物细胞活性鉴定中的灵敏性和可
靠性,较低的染色率和不同条件下染色率的不规律变
化,可能是由于藻细胞壁的破损、染液的扩散等情况
不同而造成。由于将中性红和台盼蓝运用在藻细胞活
性检测方面的报道甚少,至于两者为什么会造成这么
大的差异,还需要进一步研究。
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(收稿 2006-11-13;修回 2005-03-02)
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
22· ·
Abstract
EnvironmentalScienceandTechnology
Vol.30,No.10,October2007
ImpactFactorsonSaltReleasefromBeitangReservoir
Sediment
JIANGCui-ling,PEIHai-feng
(StateKeyLaboratoryofHydrology-WaterResourceandHydraulic
Engineering,HohaiUniversity,Nanjing 210098)
AbstractID:1003-6504(2007)10-0001-04-EA
Abstract:TodeterminethesecurityofwaterqualityofBeitang
Reservoir,TianjinCityasaregulatingandaccidentstandbyreservoirfor
watertransferproject,samplesof0~20cmmixedsedimentand0~60cm
originalstatesedimentweretakenfromJulyof2005toJanuaryof2006
tosimulateCl- releaseprocessandintensityintheconditionof
temperaturevariation,winddisturbance,waterexchangeandseepage.
TheefectofCl-releaseonwaterqualitywasanalyzed.Resultsshowed
thatwithriseoftemperature,releaserateofCl-increased,whilethe
releaseamountandreleasediferenceinvarioustemperaturesbecame
smalerwithtime.Whenwaterwasdisturbedcontinualy,Cl-almost
releasedtotalyfrom0~20cmmixedsedimentafter10days.Thewater
renewalexperimentindicatedthatthecontentofreleasedCl-decreased
obviouslyafterwaterwasexchanged.ThereleaseandseepageofCl-
resultedindecreaseofsalinitycontentinsedimentcontinuously.Water
qualityofBeitangReservoirwilbecomebeterinconditionofwater
supplyandwaterrenewalperiodicaly.
Keywords:BeitangReservoir;watersalinization;sedimentsalinity
release;Cl-
ExperimentalStudiesonMicrobialBio-flocculantfor
WastewaterTreatment
LONGWen-fang1,HUANGKai2
(1.DepartmentofEnvironmentalHygiene,HainanMedicalColege,
Haikou571101;2.ColegeofEnvironment,BeijingUniversity,Beijing
100871)
AbstractID:1003-6504(2007)10-0005-03-EA
Abstract:Amicrobialbio-flocculantispreparedinthelabwitha
strainofCorynebacterium SpnamedasMBF10.Itscapabilityof
flocculationintreatingdiferentkindofwastewateristestedandthe
main mechanism involved i.e.,sweep flocculation and bridging
flocculation,isanalyzed.Resultsshow itsgoodefectinpurifying
wastewatersamplessuchasdomesticsewage,wastewaterefluentsfrom
pigfarmandbeerbrewery.
Key words: microbial bio-flocculant; bridging flocculation;
mechanism
AlelopathicEffectsofGalinsogaparvifloraonCrops
FANXue-tao1,MADan-wei1,YUShu-hua1,
ZHOUXiao-kui1,LUOQun1,2
(1.ColegeofLifeScience,SichuanNormalUniversity,Chengdu
610060;2.SichuanColegeofEducation,Chengdu610030)
AbstractID:1003-6504(2007)10-0007-03-EA
Abstract:ThispaperreportsonastudyofGalinsogaparviflorawhich
hasbeendefinedasanexoticinvasiveplantwithrespecttoits
alelopathicefectsonthreemaincropsinSichuan:rice(OryzastivaL.),
wheat(TriticumaestivumL.)andrape(BrassicanapusL.).Thisstudy
involvestakingaqueousextractsfromdiferentorgansoftheplantand
testing the inhibiting efectsofthese extractson cropsseeds
germinationandseedlingsgrowth.
Keyword:exoticinvasiveplant;Galinsogaparviflora;alelopathy;
seedlinggrowth
InfluenceofChangeinMicrobialSpecieson
MembraneFoulingofMBR
TANDe-jun,LVWei-ya,WANGYa-qin
(ColegeofUrbanConstructionandSafety&Envir.Engineering,
NanjingUniversityofTechnology,Nanjing210009)
AbstractID:1003-6504(2007)10-0009-03-EA
Abstract:Thispaperreferstoanexperimentonabench-scaleMBR,
investigatingtheevolutionofthemicrobialspeciesinactivatedsludge
and thechangeoffluxofthemembrane.Thediferentdominating
speciesobservedcanilustratethecharacterofthesludgewhichafects
themembranesconditionregardingfouling.
Keywords: membranebio-reactor (MBR);membranefouling;
microbe
ModelingStudyonPyrolysisofMedicalWastes
JIAOYong-gang1,ZHOUXin2,HAOChang-sheng1
(DepartmentofEnergyandEnvironmentalEngineering,Shijiazhuang
RailwayInstitute,Shijiazhuang050041;2.NorthChinaMunicipal
EngineeringDesignandResearchInstitute,Tianjin300074)
AbstractID:1003-6504(2007)10-0012-02-EA
Abstract: Coupledwiththeheat-transfermodelandbasedon
pyrolysisdynamicstheory,themathematicmodelofsolid waste
pyrolysiswasbuiltup.Simulatingthechangesoftemperatureofsolid
wastes,themodelingshowedtheresultssimilartotherealexperimental
ones.
Keywords:solidwaste;pyrolysis;mathematicsimulation
HeavyMetalsMobilityandMigrationbetweenSoiland
WaterinDraw-downZoneofThreeGorgesReservoir
FUYang-wu1,2
(1.ChongqingThreeGorgesUniversity,Chongqing404000;
2.SichuanUniversity,Chengdu610064)
· ·Ⅰ