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华重楼种子外种皮的化感作用研究



全 文 :文章编号:1001 - 4829(2012)01 - 0340 - 03
收稿日期:2011 - 10 - 10
基金项目:国家”十二五”科技支撑计划项目(2011BAI13B02-
6) ;宝兴县科学技术局项目(2010)
作者简介:王跃华(1963 -) ,女,教授,从事药用植物栽培与生
药学研究,电话:13980021790,传真: (028)83341003,E-mail:
wangyaohua888@ yahoo. com. cn,* 为通讯作者。
华重楼种子外种皮的化感作用研究
王跃华1,田孟良2,3* ,蒋婷婷1,周 杰1,张 珏1,李文光3
(1.成都大学生物产业学院,四川 成都 610016;2.四川农业大学,四川 雅安 625014;3.宝兴县科学技术局,四川 雅安 625700)
摘 要:本文从化感作用的研究指标 IR值(Inhibitory rate)研究了华重楼种子外种皮水提液对青菜、榨菜和白菜种子萌发和幼苗生
长的影响。结果表明,华重楼种子外种皮的水提液对青菜、榨菜和白菜 3 种植物种子的萌发以及幼苗生长都具有明显地抑制作
用,其化感作用抑制率 IR值均为负值。
关键词:华重楼;化感作用;外种皮
中图分类号:S603. 6 文献标识码:A
Allelopathy Effect of Seeds Testa of Paris polyphylla Smith var. chinensis
WANG Yue-hua1,TIAN Meng-liang2,3* ,JIANG Ting-ting1,ZHON Jie1,ZHANG Jue1,LI Wei-guang3
(1. Department of Biological Engineering,Chengdu University,Sichuan Chengdu 610160,China;2. Sichuan Agricultural University,Si-
chuan Ya’an 625014,China;3. Science and Technology Agency of Baoxing County,Sichuan Ya’an 625700,China)
Abstract:In this paper,taking allelopathy IR index value (Inhibitory rate)as standards,the effects of the water extracts of testa of Paris
polyphylla Smith var. chinensis seeds on cabbage,mustard and rape seed germination and seedling growth were studied. The results showed
that the water extracts of Paris polyphylla Smith var. chinensis seeds testa had signifcantly inhibitory effect on three plants of cabbage,mustard
and rape seed germination and seedlings growth,and its allelopathic inhibition rate IR was negative.
Key words:Paris polyphylla Smith var. chinensis;Allelopathy effects;Testa
植物的化感作用广泛存在于自然界中,几乎所
有的植物都或多或少地含有化感物质,并会产生不
同程度的化感作用[1]。化感作用是植物通过化学
媒介在生态系统中的一种自然调控作用[2],积极开
展化感作用的研究对于了解生态系统中群落的形成
和演替,特别是对植物生长和发育的调节具有重要
意义。在当今药用植物的栽种方面,随着化学农药
的大量使用,导致生态环境遭到严重破坏,而利用某
些植物的化感作用,通过轮作、间作、套作、混作等前
后茬搭配的处置措施在很大程度上可以减少化学除
草剂和杀虫剂的使用,这对于绿色中药材的生产和
保护生态环境无疑具有极为重要的意义。
1 材料与方法
1. 1 供试材料
供体材料:重楼种子来自四川省都江堰的华重
楼(Paris polyphylla Smith var. chinensis)成熟果实,本
实验选用华重楼种子的外种皮为实验材料。
受体材料:青菜、白菜和榨菜种子均购于成都
市种业有限公司门市部。
1. 2 试验方法
1. 2. 1 华重楼种子外种皮水提液的制备 从果皮
已开裂的华重楼果实中取出新鲜种子,并将种子外
面的肉质多质、樱红色的外种皮用刀削下来。称取
外种皮 50 g,加入一定量蒸馏水,用高速电动匀浆机
打碎后,用二层纱布过滤得过滤液,并定容至 1000
mL,溶液母液浓度为 0. 05 g /mL。然后依次稀释为
0. 05、0. 04、0. 03、0. 02 和 0. 01 g /mL 5 个浓度梯度
待用,并以蒸馏水处理作为对照组 CK。
1. 2. 2 华重楼外种皮水提液对受体植物种子萌发
的影响 选取健康并吸水膨胀后的白菜、青菜、榨菜
043
西 南 农 业 学 报
Southwest China Journal of Agricultural Sciences
2012 年 25 卷 1 期
Vol. 25 No. 1
DOI:10.16213/j.cnki.scjas.2012.01.053
表 1 华重楼外种皮水提液对 3 种植物种子萌发的影响
Table 1 Effects of the water extract of the Paris polyphylla Smith var. chinensis testa on seed germination of three plants
水提物的浓度(g /mL)
Concentrations of
aqueous extract
白菜种子
Cabbage seed
榨菜种子
Mustard seed
青菜种子
Rape seed
萌发率(%)
Germination rate
IR值
IR values
萌发率(%)
Germination rate
IR值
IR values
萌发率(%)
Germination rate
IR值
IR values
0. 00(CK) 97. 52 - 60. 44 - 86. 52 -
0. 01 95. 97 - 1. 59 55. 89 - 7. 528 74. 62 - 13. 75
0. 02 78. 44 - 18. 54 56. 48 - 6. 552 69. 27 - 19. 94
0. 03 67. 65 - 30. 63 44. 11 - 27. 02 53. 51 - 38. 15
0. 04 40. 76 - 58. 20 29. 56 - 51. 09 40. 49 - 53. 20
0. 05 27. 61 - 71. 69 18. 43 - 68. 51 25. 76 - 70. 23
注:种子萌发以种皮开裂长出胚根为准,培养 4 d 的统计结果。
种子各 100 粒作为受试体材料,均匀的摆放在铺有
双层滤纸的大培养皿中,取已稀释好不同质量浓度
的重楼外种皮水提液 6 mL 分别加入培养皿中处理
受体种子,每个处理浓度设 3 个重复,并以蒸馏水为
对照。各处理种子放在 28 ℃的培养箱中萌发,定时
补加水提液使滤纸保持湿润,每 2 d 更换 1 次滤纸,
培养 4 d 后统计各处理种子的萌发率。
1. 2. 3 华重楼外种皮水提液对受体植物幼苗生长
的影响 选取白菜、青菜、榨菜 3 种受体植物种子,
先用清水浸泡后放在 28 ℃培养箱中催芽,挑选露白
一致的上述 3 种受体植物种子进行以下实验。选
取生长状况一致的种子放在铺有两层滤纸的大培养
皿中,然后加入不同浓度的华重楼外种皮水提液 6
mL于大培养皿中,每个处理设 3 个重复实验,并以
蒸馏水为对照。各处理种子放在光线良好的 25 ~
28 ℃室内进行培养,定时补加水提液使滤纸保持湿
润,注意观察其幼苗的生长状况,在培养 6 d 后测定
其根长,培养 8 d 后测定其苗高。
1. 2. 4 数据处理方法 参照 Lin 等介绍的方法[3],
以化感作用抑制率(Inhibitory rate,IR)作为化感作
用的研究指标。IR(%)=(Ti - To)To × 100,式中,Ti
为测试项目的处理值,To 为对照值。IR≥0 表示具
有促进作用,IR < 0 表示具有抑制作用。IR 绝对值
越大,其化感作用潜力(促进或抑制作用)越大,对
其受体植物的影响(有益或有害)就越强。
2 结果与分析
2. 1 华重楼外种皮水提液对受体植物种子萌发的
影响
用不同浓度的华重楼外种皮水提液处理 3 种
植物种子,培养 4 d 后统计其种子的萌发率,见表 1。
从表 1 中可以看出,与对照相比,不同浓度的华
重楼在水提液浓度为 0. 01 g /mL 时,其种子萌发的
化感作用抑制率 IR 值仅为负的 1. 59 %,表明此时
种子只受到了轻微的抑制作用,种子的萌发率仍保
存在较高的水平为 95. 97 %,与对照组差别不大;但
随着水提液浓度逐渐增加到 0. 05 g /mL 时,其化感
作用抑制率 IR值增加为负的 71. 69 %,此时种子的
萌发率大大地降低了仅为 27. 61 %,说明在高浓度
的华重楼外种皮水提液作用下,实验种子的萌发受
到了严重的抑制。
表 2 华重楼外种皮水提液对 3 种植物种子胚根生长的影响
Table 2 Effects of the water extract of the Paris polyphylla Smith var. chinensis testa on radicle growth of three plant seeds
水提物的浓度(g /mL)
Concentration of
aqueous extract
白菜种子
Cabbage seed
榨菜种子
Mustard seed
青菜种子
Rape seed
胚根长(cm)
Radicle length
IR值
IR values
胚根长(cm)
Radicle length
IR值
IR values
胚根长(cm)
Radicle length
IR值
IR values
0. 00(CK) 4. 26 - 2. 88 - 3. 96 -
0. 01 3. 46 - 18. 78 2. 18 - 24. 31 2. 70 - 31. 82
0. 02 3. 30 - 22. 54 2. 02 - 29. 86 1. 60 - 59. 60
0. 03 2. 84 - 33. 33 1. 74 - 39. 58 0. 52 - 86. 87
0. 04 0. 24 - 94. 37 0. 26 - 90. 97 0. 20 - 94. 95
0. 05 0. 12 - 97. 18 0. 21 - 92. 71 0. 06 - 98. 48
注:在培养 6 d后测定胚根的长度。
1431 期 王跃华等:华重楼种子外种皮的化感作用研究
表 3 华重楼种子外种皮水提液对 3 种种子幼苗生长的影响
Table 3 Effects of the water extract of the Paris polyphylla Smith var. chinensis testa on seedling growth of three plant seeds
水提物的浓度(g /mL)
Concentration of
aqueous extract
白菜种子
Cabbage seed
榨菜种子
Mustard seed
青菜种子
Rape seed
苗高(cm)
Seedling height
IR值
IR values
苗高(cm)
Seedling height
IR值
IR values
苗高(cm)
Seedling height
IR值
IR values
0. 00(CK) 2. 08 - 2. 76 - 1. 96 -
0. 01 1. 88 - 9. 12 1. 90 - 31. 16 1. 74 - 11. 22
0. 02 1. 72 - 17. 31 1. 70 - 38. 41 1. 60 - 18. 37
0. 03 1. 68 - 19. 23 2. 02 - 26. 81 1. 16 - 40. 82
0. 04 0. 98 - 52. 88 1. 08 - 60. 87 0. 70 - 64. 29
0. 05 0. 38 - 81. 73 0. 64 - 76. 81 0. 48 - 75. 51
注:在培养 8 d后统计幼苗的高度。
2. 2 华重楼外种皮水提液对对受体植物胚根生长
的影响
用不同浓度的华重楼外种皮水提液处理 3 种
植物种子,在培养 6 d 后统计各种子胚根的生长情
况见表 2。重楼外种皮的水提液对白菜、榨菜和青
菜种子的萌发都具有一定地抑制作用;并且随着水
提液浓度的升高,其种子萌发所受到的抑制作用也
越强,即表现出种子的萌发率也越低,如白菜种。
由表 2 实验结果显示,用上述不同浓度的华重
楼外种皮水提液处理 3 种植物种子时,其胚根生长
与对照组相比都表现出受抑制的情况,计算所得的
化感作用抑制率 IR值也均为负值,这与表 1 中种子
萌发受到的抑制作用相似。但是仔细分析表 2 可
知,其中青菜种子对华重楼外种皮水提液中的化感
物质最为敏感,表现在随着外种皮水提液浓度的升
高,其化感抑制作用也明显增强,呈现出较好的浓度
效应关系。而白菜和榨菜种子在外种皮水提液浓度
由 0. 01 %升高到 0. 03 %时,胚根生长受到的抑制
作用呈现出逐渐缓慢增强的趋势;但当水提液浓度
增高到 0. 04 %及以上时,其胚根生长呈现出强烈地
受抑制作用,白菜和榨菜种子的化感作用抑制率 IR
值都从负的 40 %以下,猛增到负的 90 %以上,由此
可以推断白菜和榨菜种子的胚根生长对高浓度的化
感物质尤为敏感。
2. 3 华重楼外种皮水提液对对受体植物幼苗生长
生长的影响
用不同浓度的重楼外种皮水提液处理 3 种植
物种子,培养 8 d后统计其幼苗苗高的生长情况,见
表 3。
由表 3 实验结果显示,用不同浓度的华重楼外
种皮水提液处理 3 种植物种子时,其各种子萌发生
长的幼苗苗高生长与对照组相比也均表现为明显的
抑制作用;并且呈现出随着华重楼外种皮水提液浓
度的升高,各幼苗苗高的生长受到的抑制作用越强,
幼苗生长呈现出越矮小的趋势。
3 讨论与小结
从本实验的研究结果可以得出,华重楼种子外
种皮水提液中确实存在着抑制植物种子萌发和幼苗
生长的化感物质,并且具体分析表现为对实验中 3
种受体植物胚根生长的抑制作用明显大于对幼苗苗
高的生长,这与黄玮等人[4]在滇重楼种子休眠机理
研究中的结果相似。分析其原因,这主要是由于植
物种子萌发都是最先长出胚根,而华重楼外种皮水
提液也是首先通过各种植物种子的胚根吸收进入到
幼苗体内的,因此幼苗植物胚根也是最先、最长时间
的直接接触到化感物质的,因而受到的化感抑制作
用也就最强。
植物化感作用是生态学中生态生物化学研究的
内容。而生态学是研究生物有机体与其环境之间相
互关系的科学[5],对于“环境”除无机、有机因子之
外也包括主体之外的一切动、植物和微生物。因此,
通过研究化感作用将有助于正确认识植物生态系统
中各群落组分间的相互作用,以及群落的结构、功
能、演替和分布。这对于保护野生重楼资源,实现大
规模人工栽种重楼药用植物,以满足药材市场对重
楼的大量需求具有非常重要的意义。
参考文献:
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科学[J]. 2008,24(12) :242 - 226.
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(责任编辑 陈 虹)
243 西 南 农 业 学 报 25 卷