全 文 :浙江大学学报(农业与生命科学版) 38(3):279~287,2012
Journal of Zhejiang University(Agric.&Life Sci.)
文章编号:1008-9209(2012)03-0279-09 DOI:10.3785/j.issn.1008-9209.2012.03.007
收稿日期:2011-03-09
基金项目:浙江省重点科技创新团队“城市湿地生态修复与资源利用”资助项目(2010R50039).
作者简介:郑彬(1986—),男,四川乐山人,硕士研究生,主要从事生物入侵方面的研究。
通信作者:卢剑波,男,教授,硕士生导师,从事景观生态学和生物入侵方面的研究。Tel:0571-28861098;E-mail:jianbo.lu63@
gmail.com.
海州常山(Clerodendrum trichotomum)提取液对
凤眼莲(Eichhornia crassipes)生长的抑制作用
郑彬1,卢剑波2
(1.浙江大学 生命科学学院,浙江 杭州310058;2.杭州师范大学 生命与环境科学学院,浙江 杭州310036)
摘要 研究海州常山(Clerodendrum trichotomum)的2种提取液对入侵性水生杂草凤眼莲(Eichhornia
crassipes)叶片的抑制作用,并通过测定凤眼莲叶片的叶绿素含量、过氧化氢酶活性和丙二醛含量分析
其抑制机制。结果表明:与空白组和对照组相比,喷施海州常山提取液的凤眼莲健康叶片比例低于1%
(P<0.01),死亡叶片比例高于85% (P<0.01),凤眼莲叶片的叶绿素含量显著降低 (P<0.05),过氧
化氢酶活性显著升高 (P<0.05),丙二醛含量极显著增加 (P<0.01)。由于海州常山提取液作用于凤
眼莲叶片,造成叶片的叶绿素含量降低,活性氧积累,生物膜系统受到损伤,从而导致凤眼莲叶片干枯腐
烂甚至衰亡。说明海州常山提取液对凤眼莲的生长具有明显的抑制作用,为生物防治凤眼莲提供了一
种新途径。
关键词 凤眼莲;海州常山;化感作用;叶绿素;过氧化氢酶;丙二醛
中图分类号 Q 143;S 451.1 文献标志码 A
ZHENG Bin1,LU Jian-bo2(1.College of Life Sciences,Zhejiang University,Hangzhou 310058,
China;2.College of Life and Environmental Sciences,Hangzhou Normal University,Hangzhou
310036,China)
Inhibitory effects of harlequin glory-bower (Clerodendrum trichotomum)extract on growth of water
hyacinth(Eichhornia crassipes).Journal of Zhejiang University(Agric.&Life Sci.),2012,38(3):279-
287
Abstract The inhibitory effects of harlequin glory-bower(Clerodendrum trichotomum)water extract on
the growth of water hyacinth(Eichhornia crassipes),an invasive aquatic weed which had resulted in
enormous ecological and economic consequences in China,were explored and its inhibition mechanism
was analyzed by measuring chlorophyl content,catalase activity and malondialdehyde content of water
hyacinth leaves.The results showed that the healthy leaf proportion(less than 1%)of water hyacinth
which was sprayed the extract was significantly lower than that of the blank group and control group
(P<0.01),and the dead leaf proportion(more than 85%)of water hyacinth was significantly higher
than theirs(P<0.01),and the chlorophyl content of leaves from treated groups was decreased(P<
0.05),and the catalase activity was enhanced (P<0.05),and the malondialdehyde content was
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significantly increased (P<0.01).The extract of harlequin glory-bower acted on leaves of water
hyacinth,so that the chlorophyl content was decreased,and the reactive oxygen was accumulated to
damage biofilm system,resulting in leaves dry rot and decay.In conclusion,the extract of harlequin
glory-bower inhibits effectively the growth of water hyacinth,which provids a new biological approach to
control water hyacinth.
Key words Eichhornia crassipes; Clerodendrum trichotomum; alelopathy; chlorophyl;
catalase;malondialdehyde
凤眼莲(Eichhornia crassipes)又名水葫芦,
属雨久花科,凤眼莲属,为多年生水生植物,原产
南美洲[1]。目前,凤眼莲主要分布在40°N(葡萄
牙)到45°S(新西兰)之间[2],已经成为世界性的
水生恶性杂草之一[3]。2003年1月国家环境保
护局公布了16种我国第一批外来入侵物种名单
(国务院2003年第23号公报),凤眼莲名列其
中。凤眼莲于1901年引入中国,现已广泛分布
于华北、华东、华中和华南的19个省、自治区及
直辖市[4-5]。虽然凤眼莲可以作为饲料、吸附重
金属和稀土元素[5-7],但是在适宜条件下,凤眼莲
以无性繁殖扩散极快[8-9]。目前,凤眼莲在许多
地方疯狂繁殖,破坏水生生态系统,导致生物多样
性丧失,造成严重的生物入侵,同时还堵塞河道,
影响水运和水利发电[10]。据统计,每年凤眼莲灾
害使我国蒙受80~100亿元的经济损失[11]。
治理凤眼莲的主要方法有人工机械打捞、
化学防治和生物防治等。凤眼莲防治的传统方
法是人工打捞,但是在其快速生长的季节要消
耗大量的人力、物力和财力,我国在人工打捞凤
眼莲上每年要花费资金1亿元左右[12],据上海
市河道管理办公室统计,上海地区2002年用于
凤眼莲打捞的费用达1 900万元[5]。化学防治
是治理凤眼莲的主要方法之一,2,4-D、敌草快
和草甘膦对防治凤眼莲都有明显的效果[13-14],
但是化学除草剂容易对水体环境产生污染,影响
其他水生生物的正常生长,破坏水生生态环境。
世界各国对于如何治理和控制凤眼莲观点
不一,至今尚未研制出一种安全有效的凤眼莲
无公害防除剂[5]。2000年,在第2届国际“凤
眼莲生物控制和综合治理”会议上各国的学者
专家认为生物控制凤眼莲是可行的、安全的和
可持续的防治措施[8]。生物防治凤眼莲主要利
用昆虫[15-16]、病原菌[17]及植物代谢产物[3,18]
等。其中利用植物代谢产物抑制凤眼莲生长受
到了国内外学者的广泛关注,已有的研究证明,
马 缨 丹 (Lantana camara )、 银 胶 菊
(Parthenium hysterophorus)、野 薄 荷(Coleus
amboinicus)、菟丝子(Cuscuta reflexa)和黑藻
(Hydrilla verticillata)等植物的提取物或干粉
悬浮液对凤眼莲生长有显著的抑制作用[5,18-21]。
目前,国内学者关于利用植物代谢产物防
治凤眼莲生长的研究较少,已见报道的有马缨
丹[18-19],但是马缨丹为热带入侵物种,在我国
只分布在广东、海南、福建、台湾、广西和云南等
省区[8],利用本地物种抑制凤眼莲的研究未见
报道。海州常山(Clerodendrum trichotomum)
为本地物种,又名臭梧桐,属马鞭草科,大青属,
为落叶灌木或小乔木,广泛分布在中国华北、华
东、中南和西南各省区。该植物的根、茎、叶和
花均可入药,有降压、镇静、镇痛和杀菌作
用[22]。本试验研究了本地物种海州常山叶片
提取液对凤眼莲生长的抑制作用,试验中将海
州常山提取液均匀地喷施在凤眼莲叶片上,极
显著地抑制了凤眼莲的生长,同时通过测定叶
绿素含量、过氧化氢酶活性和丙二醛含量的变
化来分析其对凤眼莲生长的生理生化抑制机
制,为用生物抑制剂防治凤眼莲提供了新途径。
1 材料与方法
1.1 试验材料
本试验所用凤眼莲(Eichhornia crassipes)
和海州常山(Clerodendrum trichotomum)均取
自杭州西溪国家湿地公园。凤眼莲的挑选标准
为:叶片9~12片,株高约20cm,根长约25
cm,鲜质量150g左右。
提取液制备方法:提取液a:取新鲜海州常
082 第3 8卷
郑彬,卢剑波:海州常山(Clerodendrum trichotomum)提取液对凤眼莲(Eichhornia crassipes)生长的抑制作用
山叶片3g,加0.05mol·L-1 pH 5.8的磷酸
钠缓冲液100mL研磨,在4℃条件下过夜保
存备用;提取液b:将海州常山叶片于60℃下
烘干24h,粉碎,取4g,加0.05mol·L-1 pH
5.8的磷酸钠缓冲液100mL,浸泡36h备用。
1.2 试验方法
将凤眼莲置于60cm×40cm×30cm的白
色塑料箱中,每箱10株,共20箱160株,箱中
预置自来水50L,然后用容量为500mL、带刻
度的喷壶将用纱布过滤后的处理液(各处理组
喷施的处理液成分见表1)均匀地喷洒在凤眼
莲叶片上,每株每次10mL,每天早晚各1次,
持续18d,试验时间为2009年8月3日至
2009年8月20日,18d后停止喷施提取液,恢
复1周至2009年8月26日。试验共设4个处
理:处理1为空白组,处理2为对照组,处理3
为提取液a组,处理4为提取液b组,每个处理
设4个重复,每个重复10株凤眼莲。
表1 各处理组喷施的处理液成分
Table 1 Solution components of treated groups mL
处理 总体积 提取液a 提取液b 吐温20 甘油 缓冲液
1 500 0 0 0 0 500
2 500 0 0 5 20 475
3 500 475 0 5 20 0
4 500 0 475 5 20 0
注:处理1:空白组;处理2:对照组;处理3:提取液a组;处理4:提取液b组。
每箱10株凤眼莲分置2侧,其中5株从
2009年8月3日起每天记录1次叶片总数、健
康叶片数和死亡叶片数,计算健康叶片比例、枯
叶率和死亡叶片比例。健康叶片指叶面95%
以上没有出现干枯腐烂的叶片,健康叶片比例
=健康叶片数/叶片总数;枯叶率=1-健康叶
片比例;死亡叶片指整个叶面全部出现干枯腐
烂或者衰亡掉落的叶片,死亡叶片比例=死亡
叶片数/总叶片数。另外5株凤眼莲从2009年
8月5日起每隔1d测定1次叶片的叶绿素含
量、过氧化氢酶活性和丙二醛含量。
1.2.1 叶绿素含量的测定 叶绿素含量的
测定使用 Arnon法[23]。称取凤眼莲叶片0.2
g,用95%乙醇研磨至匀浆,过滤到25mL棕色
容量瓶中,定容至刻度,摇匀;以95%乙醇为空
白,在663、645nm波长下测定吸光度;叶绿素
浓度(Ct)=8.02×OD663 +20.20×OD645,
w(叶绿素)/(mg·g-1)=(叶绿素浓度×提取
液体积×稀释倍数)/样品鲜质量。
1.2.2 过氧化氢酶活性的测定 过氧化氢
酶活性的测定使用分光光度计法[24]。称取凤眼
莲叶片0.5g,用预冷的pH 7.0磷酸缓冲液研磨
至匀浆,转入25mL容量瓶中,定容到刻度,摇
匀,于4℃冰箱中静置10min;取上部澄清液在
3 000×g下离心10min,上清液即为过氧化氢酶
粗提液,在4℃下保存备用;取0.2mL上清液
(空白用纯水代替),加1mL纯水和1.5mL pH
7.8磷酸缓冲液,25℃预热,加入0.1mol·L-1
过氧化氢0.3mL,混合均匀,加至石英比色皿
中,在240nm下测定吸光度,每分钟读1次,共4
min;以1min内A240减少0.1的酶量为1个酶活
力单位,U;过氧化氢酶活性为:
CAT/(U·g-1·min-1)= Δ
A240×VT
0.1×Vs×t×mf
,
式中ΔA为样品管吸光度的变化值;VT 为粗酶
提取液总体积,mL;Vs 为测定用粗酶液体积,
mL;mf为样品鲜质量,g;t为加过氧化氢到最
后一次读数的时间,min。
1.2.3 丙二醛含量的测定 丙二醛含量的
测定采用双组分分光光度计法[25]。称取凤眼
莲叶片0.3g,用5%三氯乙酸研磨至匀浆,转
入10mL容量瓶中,定容至刻度,摇匀,于4℃
冰箱中静置10min;取上部澄清液在3 000×g
下离心10min;取上清液2mL,加入0.5%硫
代巴比妥酸溶液2mL,沸水浴15min,迅速冷
却,在3 000×g下离心10min,取上清液;以蒸
馏水为空白,在532、600和450nm波长下测定
182 第3期
浙江大学学报(农业与生命科学版)
吸光度;丙二醛含量为:
MDA/(mmol·g-1)=
[6.452×(OD532-OD600)-0.559×
OD450]×
VT
Vs×mf
,
式中VT 为粗酶提取液总体积,mL;Vs 为测定
用粗酶液体积,mL;mf为样品鲜质量,g。
1.3 统计分析
采用SPSS 13.0和Excel 2003对数据进
行统计分析,用最小显著差法(LSD)进行多重
比较,显著性水平为0.05。
2 结果与分析
2.1 海州常山不同提取液对凤眼莲生长的
影响
从图1可以看出各处理组在试验前后凤眼
莲的生长状况,其中处理1的凤眼莲叶片少量
枯黄,处理2的凤眼莲叶片部分枯黄,处理3、4
的凤眼莲则在试验后明显地枯黄腐烂甚至死
亡,可以直观地判断海州常山提取液对凤眼莲
生长有明显的抑制作用。
图1 喷施海州常山提取液对凤眼莲生长状况的影响
Fig.1 Effects of spraying harlequin glory-bower water extract on growth of water hyacinth
2.2 海州常山不同提取液对凤眼莲健康和死
亡叶片比例的影响
通过连续测定观察凤眼莲叶片在每天喷施
处理液的变化情况(图2)可以看出:凤眼莲的
健康叶片比例呈下降趋势,其中处理1平缓下
降;处理2、3、4前4d迅速下降,之后变化平
缓;处理2极显著低于处理1(P=0.000<
0.01),处理 3、4 极显著低于处理 2(P=
0.000<0.01)。凤眼莲的死亡叶片比例呈上升
趋势,其中处理1略微上升;处理2、3、4从第4
天开始平缓上升;处理2极显著高于处理1(P=
0.000<0.01),处理3、4极显著高于处理2(P=
0.000<0.01)(图3)。可见,凤眼莲喷施海州常
山提取液后前4d叶片迅速干枯腐烂,之后平
缓地枯烂至衰亡,18d后,处理组健康叶片比
例和死亡叶片比例有显著差异(表2),处理1、
2、3、4的凤眼莲健康叶片比例分别为68.22%、
37.85%、0.39%、0.00%;死亡叶片比例分别为
6.85%、58.66%、90.12%、97.80%。处理2的
健康叶片比例低于处理1,死亡叶片比例高于
处理1,说明添加的吐温20和甘油对凤眼莲叶
片有一定程度的伤害;但是处理3、4的凤眼莲
健康叶片比例显著低于处理1、2,死亡叶片比
例显著高于处理1、2,说明提取液对凤眼莲叶
片有显著的抑制作用。试验结果表明:处理3、
4的健康叶片比例在第10天降低到10%以下
(即枯叶率达到90%以上),死亡叶片比例升高
到50%以上;处理18d时,处理3、4的枯叶率
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书郑彬,卢剑波:海州常山(Clerodendrum trichotomum)提取液对凤眼莲(Eichhornia crassipes)生长的抑制作用
达到99%,死亡叶片比例升高到85%以上;18
d后停止喷施提取液,恢复1周,处理2的健康
叶片比例升高到30%,但是处理3、4仍然低于
10%,且处理3、4的死亡叶片比例仍高达80%
(表3)。可见,海州常山提取液对凤眼莲的叶片
生长有明显的抑制作用并且有着持续的效果。
图2 喷施海州常山提取液对凤眼莲健康叶片比例的影响
Fig.2 Effects of spraying harlequin glory-bower water extract on the proportion of healthy leaves of water hyacinth
图3 喷施海州常山提取液对凤眼莲死亡叶片比例的影响
Fig.3 Effects of spraying harlequin glory-bower water extract on the proportion of dead leaves of water hyacinth
表2 喷施海州常山提取液对凤眼莲健康叶片比例和
死亡叶片比例的影响
Table 2 Effects of spraying harlequin glory-bower water
extract on the proportion of healthy and dead leaves
of water hyacinth
处理 健康叶片比例 死亡叶片比例
1 0.682±0.047a 0.069±0.055c
2 0.379±0.031b 0.587±0.078b
3 0.004±0.006c 0.901±0.099a
4 0.000±0.000c 0.978±0.025a
注:同列数据后的不同小写字母表示在P<0.05水平差
异有统计学意义。健康叶片比例:df=15,F=276.976,
MSE=0.434,P1,2=0.000,P2,3=0.000,P3,4=0.891;死亡
叶片比例:df=15,F=74.276,MSE=0.682,P1,2=0.000,
P2,3=0.001,P3,4=0.279。
表3 恢复1周对凤眼莲健康叶片比例和死亡叶片比
例的影响
Table 3 Effects of one-week restoration on the
proportion of healthy and dead leaves of water
hyacinth
处理 健康叶片比例 死亡叶片比例
1 0.882±0.047a 0.069±0.055c
2 0.336±0.077b 0.471±0.091b
3 0.094±0.067c 0.817±0.115a
4 0.082±0.034c 0.856±0.062a
注:同列数据后的不同小写字母表示在P<0.05水平差
异有统计学意义。健康叶片比例:df=15,F=82.196,MSE
=0.561,P1,2=0.000,P2,3=0.001,P3,4=0.840;死亡叶片
比例:df=15,F=36.902,MSE=0.537,P1,2=0.001,P2,3=
0.002,P3,4=0.656。
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浙江大学学报(农业与生命科学版)
2.3 海州常山不同提取液对凤眼莲叶绿素含
量、过氧化氢酶活性和丙二醛含量的影响
本试验中处理3、4的凤眼莲叶片的叶绿素
含量显著低于处理1、2(P=0.014<0.05);处
理3、4的过氧化氢酶活性显著高于处理1、2
(P =0.035<0.05);处理3、4的丙二醛含量极
显著高于处理1、2(P=0.001<0.01),且处理
4高于处理3(P=0.032<0.05)(表4)。处理
3、4的叶绿素含量降低说明海州常山提取液有
效地抑制了凤眼莲叶片叶绿素的合成;处理3、
4的过氧化氢酶活性提高说明凤眼莲叶片上积
累了过多的活性氧;而丙二醛含量上升,其中丙
二醛是膜脂过氧化最重要的产物,植物在逆境
下遭受伤害与活性氧积累诱发的膜质过氧化作
用密切相关。总之,海州常山提取液作用于凤
眼莲叶片,使其叶绿素含量下降,活性氧积累,
生物膜系统受到损伤,从而导致凤眼莲叶片干
枯腐烂至衰亡。
表4 喷施提取液对凤眼莲叶片叶绿素含量、过氧化氢酶活性和丙二醛含量的影响
Table 4 Effects of spraying harlequin glory-bower water extract on chlorophyl content,catalase activity and
malondialdehyde content in leaves of water hyacinth
处理 w(叶绿素)/(mg·g-1) 过氧化氢酶活性/(U·g-1·min-1) 丙二醛含量/(mmol·g-1)
1 1.156±0.053a 38.750±4.375b 6.434±0.237c
2 0.983±0.055a 49.063±5.938b 6.137±0.515c
3 0.715±0.088b 66.250±11.875a 10.001±0.812b
4 0.710±0.166b 67.500±4.375a 12.015±1.598a
注:同列数据后的不同小写字母表示在P<0.05水平差异有统计学意义。叶绿素含量:df=15,F=10.920,MSE=0.190,
P1,2=0.088,P2,3=0.014,P3,4=0.957;过氧化氢酶活性:df=15,F=7.400,MSE=0.000,P1,2=0.180,P2,3=0.035,P3,4=
0.866;丙二醛含量:df=15,F=23.591,MSE=0.117,P1,2=0.728,P1,3=0.001,P3,4=0.032。
3 结论与讨论
本试验为生物防治凤眼莲提供了新途径。
海州常山提取液对于凤眼莲生长具有明显的抑
制作用,喷施提取液的处理组在健康叶片比例、
死亡叶片比例、叶绿素含量、过氧化氢酶活性和
丙二醛含量等方面都有显著变化。海州常山提
取液作用于凤眼莲叶片,使其叶绿素含量下降,
生物膜系统受到损伤,从而导致凤眼莲叶片干
枯腐烂至衰亡。海州常山提取液虽然不能使凤
眼莲快速死亡,但是它可以很好地控制凤眼莲
的生长,适合在5、6月份凤眼莲生长和扩散的
初期使用,既能很好地抑制凤眼莲生长又不会
污染水体环境。
海州常山提取液作为凤眼莲生长抑制剂相
对于其他抑制剂有着明显的优势。海州常山提
取液相对于化学除草剂更加安全,不会破坏水
生生态系统,不易造成二次污染;效果明显且见
效快,10d时枯叶率达到90%,18d时枯叶率
达到99%,死亡率也达到85%;作用持久,恢复
1周后枯叶率仍然有90%;海州常山为本地物
种,广泛分布于我国的华北、华东、中南和西南
各省区,但是其野生种群相对稀少,用其提取液
进行水葫芦的生物控制还需要一定范围地进行
人工种植,海州常山的广泛适应性和良好的生
长能力为生物控制凤眼莲提供了很好的条件;
因此,海州常山提取液是一种更安全、有效、持
久和易制备的凤眼莲生长抑制剂。
试验设计了含吐温20和甘油的对照组处
理2,其健康叶片比例和死亡叶片比例与处理1
相比有极显著差异,说明吐温20和甘油对凤眼
莲叶片有一定的伤害,但是处理3、4与处理2
的各项指标均有显著差异,证明海州常山提取
液对凤眼莲生长抑制起主要作用。吐温20和
甘油的添加对海州常山提取液作用于凤眼莲的
抑制机制分析产生了一定的干扰,但是在预备
试验中,处理组不添加吐温20和甘油时,对凤
眼莲没有显著的抑制效果。推测这是因为凤眼
莲是水生植物,喷施的溶液无法长时间滞留在
叶片上,从而不能充分地发挥抑制作用。吐温
20为聚氧乙烯(20)失水山梨醇单月桂酸酯,它
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郑彬,卢剑波:海州常山(Clerodendrum trichotomum)提取液对凤眼莲(Eichhornia crassipes)生长的抑制作用
的作用是溶解非水溶性物质,常作为水包油型
乳化剂,使其他物质均匀在溶液中分散,增加了
乳剂的稳定性。甘油为丙三醇,它的作用为保
水、保湿,使溶液滞留在叶片上。吐温20和甘
油的添加有效地促进了凤眼莲叶片对于提取液
的吸收,但是甘油使处理组溶液喷在叶片上均
匀分布,形成膜状,可能会堵塞气孔,使气孔导
度下降,导致胞间CO2 浓度下降,蒸腾作用也
可能受到影响,这可能是导致处理2与处理1
有差异的原因之一。
海州常山提取液抑制凤眼莲生长的抑制机
制可能与叶绿素含量、过氧化氢酶活性和丙二
醛含量的变化有关。植物叶片的叶绿素是植物
进行光合作用的重要活性物质,其产物为植物
进一步生长提供所需的能量和物质,喷施海州
常山提取液的凤眼莲植株叶片的叶绿素含量极
显著降低,从而抑制叶片进行光合作用,进而抑
制凤眼莲植株的生长,这与喷施马缨丹提取液
和防除剂“杀草克乐”的情况一致[19,26]。凤眼
莲细胞内具有防御活性氧毒害的抗氧化系统,
在分解超氧阴离子自由基、过氧化氢、过氧化物
羟基自由基等方面起着重要作用。在胁迫程度
较高的情况下,抗氧化酶的活性变化,细胞内活
性氧形成与分解之间的平衡被破坏,活性氧偏
大从而产生毒害作用,膜质过氧化增强[27]。本
试验中过氧化氢酶的活性上升,可见是活性氧
的积累导致叶片受到伤害。喷施“葫芦克星”的
凤眼莲的超氧化物歧化酶、过氧化物酶和多酚
氧化酶的活性也都相应地提高[28],这与本试验
的研究结果一致。植物体内活性氧能直接或间
接启动膜脂过氧化作用,导致膜的损伤。丙二
醛是膜脂过氧化的主要产物之一,其积累是自
由基毒害作用的表现,目前已成为判断膜脂过
氧化作用的一个重要指标[29]。喷施海州常山
提取液的凤眼莲植株叶片的丙二醛含量极显著
高于对照组和空白组。在其他文献中也有相似
的情况,喷施防除剂“葫芦克星”后,凤眼莲叶片
的丙二醛含量呈现先上升后下降的趋势,比清
水对照高,说明凤眼莲体内的细胞膜受到了严
重伤害[28];苦楝(Melia azedarach L.)叶乙醇
提取物能引起水生植物凤眼莲离体叶片细胞膜
通透性增加,丙二醛含量上升,叶组织膜透性变
化趋势与丙二醛含量变化趋势比较相似,说明
提取物引起了细胞膜的伤害,造成膜功能的紊
乱[29]。本试验与已有的这些研究结果相似,说
明提取液抑制凤眼莲叶片的机制在于破坏其叶
片的生物膜系统。
海州常山提取液抑制凤眼莲生长的主要物
质可能是植物次生代谢产物。关于海州常山化
感作用的研究尚未见报道,但是关于同为马鞭
草科的马缨丹的相关研究表明:从马缨丹分离
出的酚类化合物中的水杨酸对凤眼莲有明显的
抑制作用,其次为6-甲基香豆素、香豆素[18]。
马缨丹通过化感物质抑制凤眼莲的生长,过氧
化氢的积累引起植株组织的伤害和细胞的死
亡[30],而植株的过氧化物酶和超氧化物歧化酶
也随之上升[31],在胁迫较强时,各种抗氧化酶
可能受到损坏而活性下降[19]。在其他植物代
谢产物抑制凤眼莲的研究中,Pandey等[20]发
现用银胶菊叶和花的干粉喷洒凤眼莲会导致其
死亡,而银胶菊的叶和花中含有较高的石炭酸,
银胶菊体内倍半烯萜内脂对水生植物也具有很
强的毒性。海州常山的抑制机制与以上研究类
似,但海州常山叶中的挥发油成分复杂,含量最
多的是(E,E,E)-9,12,15-十八碳三烯醇,占
13.4%,其次是(E,E,E)-9,12,15-十八碳三烯
酸甲酯,占12.65%[22]。海州常山的降压抗菌、
消炎和镇痛作用与其含的抗脂质过氧化、抗菌
和消毒有效成分密切相关,这可能是抑制凤眼
莲生长的主要物质之一。其中芳樟醇有抗菌、
抗病毒和镇静作用;香荆芥酚有杀菌作用;奥类
化合物有抗菌、消肿和镇痛作用[22]。本试验还
无法确定海州常山抑制凤眼莲生长的主要物
质,推测与海州常山体内的倍半烯萜内脂和酚
类化合物等物质有关。
本试验中处理4的效果优于处理3。推测
这是因为处理4中海州常山的含量较多,其作
用于凤眼莲的有效物质的含量也相应较多。虽
然用处理4的方法制备海州常山提取液需要更
多原材料,在烘干过程中也会损失一部分挥发
性物质和破坏一些有效成分,但是其制备方法
简单,便于规模化制备,同时海州常山干粉也更
方便运输;因此,建议使用处理4的方法深入研
究海州常山提取液对凤眼莲生长的抑制作用,
582 第3期
浙江大学学报(农业与生命科学版)
并尝试小范围的野外喷施,以确定其有效性和
安全性。海州常山提取液抑制凤眼莲生长的有
效成分可能更多的是有机物质,可以改进提取
方式,使用海州常山乙醇提取液可能有着更明
显的效果。
致谢 感谢浙江大学生命科学学院傅承新教授对植物
物种海州常山的鉴定!
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