全 文 ：文章编号:1001-4829(2008)02-0332-03
　　收稿日期:2007-00-13
　　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:陈丽萍(1967-),女 ,四川成都人 , 实验师 ,主要从事
植物生理学的研究 ,电话:13709058198。
入侵植物辣子草对油菜幼苗抗氧化系统的化感效应
陈丽萍 ,范雪涛 ,马丹炜
(四川师范大学生命科学学院 ,四川 成都　610066)
摘　要:采用培养皿滤纸法研究了辣子草(GalinsogaparvifloraCav.)根 、茎 、叶的水浸提液对油菜幼苗抗氧化系统的化感潜力。结
果表明 ,在辣子草水浸提液作用下 ,油菜幼苗体内超氧歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性有显著改变 ,膜脂过氧化加强 ,丙二
醛(MDA)含量升高 ,随着水浸提液的作用时间延长 ,油菜叶片内的 SOD活性和 MDA含量表现为先升高后降低的趋势 , POD活性
的变化则是先下降后略有升高。不同器官的辣子草水浸提液对油菜幼苗的抗氧化系统的化感作用效应不同 , 其中叶的化感效应
最强 ,分别为根和茎的 1.15和 1.20倍。
关键词:辣子草;化感作用;油菜;抗氧化系统
中图分类号:Q946.8　　　文献标识码:A
AlelopathiceffectsofGalinsogaparviflora
Cav.onantioxidantenzymesystemsinrapeseedlings
CHENLi-ping, FANXue-tao, MADan-wei
(ColageofLifeScience, SichuanNormalUniversity, SichuanChengdu610066, China)
Abstract:GalinsogaparvifloraCav.(galant-soldier), nativetoSouthAmerica, wasaninvasiveplantinChina.Theaqueousroot, stemand
leafextractsofgallant-soldierwereusedtotesttheirpotentialalelopathicefectsonantioxidantenzymesystemsinrape(BrassicanapusL.)
seedlingbyusingbioassaymethods.Rapeseedlingswereincubatedingallant-soldierextractsat0.100g· mL-1.Theresultsshowedperoxi-
daseandsuperoxidedismutaseactivitieschangedsignificantlyafterexposuretoalelopathicagents.Membraneperoxidationandmalondialde-
hydecontentwerealsoenhancedbygalant-soldierextracts.Ingeneraly, withincreaseoftreatmenttime, SODactiveandMDAcontentin
rapeseedlingsincreasedatthebeginninganddecreasedlater, butPODactivehadanoppositetendency.Ingalant-soldier, thealelopathic
potentialofleafwas1.15timesofrootand1.20timesofstem, respectively.
Keywords:GalinsogaparvifloraCav.;alelopathy;BrassicanapusL.;antioxidantenzymesystems
　　辣子草(GalinsogaparvifloraCav.)又名牛膝菊 、
向阳花 、铜锤草 ,为菊科(Compositae)牛膝菊属(Ga-
linsoga)的一年生草本植物 ,原产南美洲 ,是一种世
界分布的恶性杂草 ,能持续开拓新的分布区 ,成为许
多农作物的有力竞争者[ 1] 。 1915年在我国云南和
四川等地采集到辣子草的标本 ,现广泛分布于我国
吉林 、辽宁 、内蒙古 、河北 、山西 、陕西 、河南 、山东 、安
徽 、江苏 、浙江 、江西 、湖北 、湖南 、福建 、贵州 、四川 、
云南 、西藏等地 [ 2] 。化感作用被认为是植物成功入
侵的机制之一[ 3] 。范雪涛等 [ 4]的研究表明 ,辣子草
对农作物的种子萌发 、幼苗生长具有较强的化感作
用。在此基础上 ,本文进一步分析了辣子草水浸提
液对油菜幼苗体内丙二醛含量 、超氧歧化酶(SOD)
和过氧化物酶(POD)活性的影响 ,进一步分析了辣
子草的化感机制 ,为辣子草的防治和综合利用提供
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;受体植物油菜 (Brassicanapus
L.,川油 16号)购于农贸市场。
1.2　实验方法
1.2.1　水浸提液的制备　采集生长良好的当年生
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西　南　农　业　学　报
SouthwestChinaJournalofAgriculturalSciences　　　　　　　　　　　　　　
2008年 21卷 2期
Vol.21　　No.2
图 1　辣子草水浸提液作用下对油菜幼苗 MDA含量
的变化
Fig.1　ThechangeofMDAinrapeseedlingsbyaqueousextracts
ofGalinsogaparviflora
辣子草植株 ,将其分为根 、茎 、叶 3部分 ,洗净晾干后
剪碎 ,分别按 1∶10加入蒸馏水充分摇匀浸泡 48 h
(间歇振荡), 滤纸过滤后得到浓度为 0.100 g·
mL-1水浸提液 ,冷藏备用 。
1.2.2　测定方法　挑选饱满 、大小均匀的油菜种
子 ,先用 0.5 %KMnO4溶液消毒 30 min,蒸馏水冲
洗干净后 ,放入垫有 2层滤纸的培养皿 (直径为 9
cm),加入蒸馏水在人工气候箱中恒温 25 ℃下进行
培养 ,每天光照 12 h, 7 d后分别加入 0.100 g·
mL-1的辣子草根 、茎 、叶水浸提液和蒸馏水 ,每一处
理重复 3次 ,连续处理 3 d,每天定时测定酶活和
MDA含量 。超氧化物歧化酶(SOD)活性测定采用
NBT光还原法 [ 5] ,过氧化物酶(POD)活性测定采用
愈创木酚比色法[ 6] , MDA含量按硫代巴比妥酸
(TBA)法测定[ 5] 。 UV-2000紫外可见分光光度计测
定吸光值 ,测定重复 3次。
1.3　统计分析
按照 Wiliamson提出的化感作用敏感指数(Re-
sponseindex, RI)来衡量辣子草水提液对受体植物
影响:
RI= 1-C/T(T≥C)C/T-1(T≤C),
　　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 [ 7] ;其化感综合
效应 (SynthesisefectSE)为 RI的算术平均值 [ 7] 。
用 SPSS12.0进行统计分析 。
2　结果与分析
2.1　辣子草水浸提液对油菜 MDA含量的影响
在 3种辣子草水浸提液作用下 , 24 h处理组和
48 h处理组油菜体内的 MDA含量均高于对照组 ,
在水浸提液处理 72 h时 ,叶水浸提液处理组的油菜
MDA含量仍然高于对照组 ,但是根水浸提液和茎水
浸提液处理组中油菜 MDA含量比对照组含量低
(图 1)。分析化感综合效应(表 1)表明 , 3种水浸提
液对油菜体内 MDA含量的化感效应强度为:叶最
大 ,根次之 ,茎最小 。
2.2　辣子草水浸提液对油菜抗氧化酶的影响
本研究分析了在辣子草水浸提液作用下 ,油菜
体内 2种抗氧化酶的变化 ,结果表明 ,在辣子草水浸
取液作用下 ,油菜幼苗 SOD活性呈现出呈先上升后
下降最后又上升的趋势(图 2, a),其中 48 h根水浸
提液处理组和茎水浸提液处理组中 ,油菜幼苗 SOD
活性与对照相比呈极显著下降(P﹤ 0.001), 24 h
叶水浸提液处理组油菜幼苗的 SOD活性与对照相
比呈极显著升高 ,而 48h处理组与对照相比呈极显
著下降;而 POD活性与对照相比 ,均成极显著下降 ,
在 0 ～ 24h下降 , 24h后缓慢上升 ,处理 72h时仍低
于对照组((图 2, b)。综合分析辣子草水浸提液对
油菜幼苗 2种抗氧化酶的影响表明(表 1),叶水浸
提液对化感效应油菜幼苗 SOD活性和 POD活性影
响最大 ,其化感效应分别为根水浸提液和茎水浸提
液的 1.15倍和 1.20倍。
3　讨　论
　　植物体内 ,有氧代谢不断在叶绿体 、线粒体 、过
氧化物酶体中产生活性氧 ,活性氧导致蛋白质 、脂类
和核酸氧化破坏[ 8] 。入侵植物在入侵过程中 ,向环
境释放化感物质 ,化感物质通过抑制植物体内对自
由基有重要猝灭作用的超氧化物歧化酶(SOD)和
表 1　辣子草水浸提液对油菜幼苗抗氧化系统的化感效应
Table1　Alelopathicefectsoftheaqueousextractsofgalant-soldieronantioxidantenzymesystemsinrapeseedlings
处理时间(h)
化感作用敏感指数(RI)
根 茎 叶
SOD POD MDA SOD POD MDA SOD POD MDA
24 0.055 0.561 0.453 0.036 0.412 0.016 0.148 0.459 0.407
48 0.321 0.277 0.464 0.400 0.338 0.460 0.513 0.395 0.433
72 0.030 0.173 0.076 0.033 0.132 0.052 0.000 0.115 0.512
3332期 　　　　　　陈丽萍等:入侵植物辣子草对油菜幼苗抗氧化系统的化感效应
图 2　辣子草水浸提液对受体植物 SOD活性和 POD活性的影响
Fig.2　Theefectoftheaqueousextractsofgalant-soldieronSODandPODactivesinrapeseedlings
过氧化物酶(POD)等的活性[ 9 ～ 10] ,使细胞内自由基
的产生和消除之间的平衡遭到破坏 ,膜脂中不饱和
脂肪酸的双键受到自由基的攻击而被过氧化分解 ,
最终引起膜的过氧化作用 ,膜脂过氧化产物 MDA
的含量增加 ,而 MDA本身也是一种有害物质 ,它能
强烈地与细胞内各种成分发生反应 ,引起酶和膜的
严重损伤 ,膜电阻及膜的流动性降低 ,最终导致膜结
构及生理完整性的破坏 ,从而影响本地物种生长达
到入侵目的 。本研究结果表明 ,在辣子草水浸提液
的作用下 , SOD酶活性呈先增加后降低现象 ,说明
油菜幼苗通过提升酶活力来抵御辣子草化感物质对
其产生的胁迫 ,但是随着时间延长 , 酶活性开始下
降 ,可能是由于辣子草水浸提液的胁迫程度超过了
其耐受范围;油菜幼苗 POD酶活性在辣子草水浸提
液的影响下先下降 ,随后稍有上升 ,但是仍然不足以
清除活性氧带来的氧化损伤 ,而导致幼苗中 MDA
含量升高 ,破坏了膜的结构和功能。推测辣子草在
入侵过程中 ,释放化感物质到环境中 ,使周围植物体
内的产生高反应性活性氧(ROS),活性氧在细胞内
引起生物膜过氧化损伤 ,破坏膜结构和功能 ,并使受
体植物植物体内的抗氧化系统受到抑制 ,最终导致
受体植物生长被抑制或死亡;因此 ,辣子草释放化感
物质破坏周围植物生物膜的结构和功能可能是其化
感机制之一 , 而且可能是多种化感效应的起始
点 [ 11] 。
参考文献:
[ 1] Espinosa-GarcíaFJ, RVázquez-bravo, Martínez-ramosM.Survival,
germinabilityandfungalcolonizationofdimorphicachenesofthean-
nualweedGalinsogaparvifloraburiedinthesoil[ J] .WeedRe-
search, 2003, 43:269-275.
[ 2]徐海根 ,强　胜.中国外来入侵物种编目 [ M] .北京:中国环境科
学出版社 , 2004.
[ 3] José L.Hierro＆RaganM.Calaway.Alelopathyandexoticplantin-
vasion[ J] .PlantandSoil, 2003, 256:29-39.
[ 4]范雪涛 , 马丹炜 ,于树华 ,等 , 辣子草对 3种农作物的化感作用
[ J] .环境科学与技术, 2007, 30(10):7-9.
[ 5]王学奎.植物生理生化实验原理和技术 [ M] .北京:高等教育出
版社 , 2006.
[ 6]郝再彬 ,苍　晶 ,徐　仲.植物生理学实验 [ M].哈尔滨:哈尔滨
工业大学出版社 , 2004.
[ 7] WiliamsonGB, RichardsonD.Biossaysforalelopathy:Mersuing
treatmentresponseswithindependentcontrols[ J] .J.Chem.Ecol,
1988, 14(1):181-187.
[ 8] DevarshiS, Selote, RenuKhanna-Chopra.Droughtacclimationconfers
oxidativestresstolerancebyinducingco-ordinatedantioxidantdefense
atcelularandsubcelularlevelinleavesofwheatseedlings[ J].
PhysiologiaPlantarum, 2006, 127:494-506.
[ 9]邓国富 ,李扬瑞.水稻的化感作用研究进展及展望 [ J] .西南农业
学报 , 2006, 19(5):962-965
[ 10] Oueslati.Alelopathyintwodurumwheat(TriticumdurumL.)varie-
ties[ J] .AgricultureEcosystemsandEnvironment, 2003, 96:161-
163.
[ 11]王　硕 ,慕小倩 ,杨　超.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 , 2006, 6(34):106-
108.
(责任编辑　李　洁)
334 西　南　农　业　学　报　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　21卷