全 文 ：收稿日期:2000-06-15基金项目:江西省自然科学基金项目(973024)作者简介:袁宜如(1972-), 男 ,硕士生.
　　文章编号:1006-0464(2000)04-0317-06
芒萁水提液对三种受体植物若干
生理特性的影响
袁宜如　陶　勇　葛　刚　叶居新
(南昌大学 生物科学工程系 ,江西 南昌　330047)
摘　要:研究各浓度芒萁水提液对受体植物玉米 , 绿豆和白菜若干生理特性的影响。实验表明 , 各
浓度芒萁水提液可降低受体植物种子活力;测定淀粉酶活性 、可溶性糖含量 、NR活性 、叶绿素含量
及根系活力等生理指标表明 ,对玉米低浓度促进高浓度抑制 ,而对绿豆和白菜则呈现明显抑制作
用。
关键词:芒萁;玉米;绿豆;白菜;生化他感
中图分类号:Q945.3　　　　文献标识码:A
E.Rice 在其专著中阐述了生化他感作用的普遍性和非资源性〔1〕 。随着相关学科的发展 、
各种化学手段的加强和完善 ,植物的生化他感研究日趋深入 。在国外大量研究中 ,已摆脱了对
复杂自然现象的肤浅描述 ,取得了丰富的生化他感证据 ,分离 、鉴定了大量生化他感物质 ,并对
生化他感机制进行了深入的研究 ,某些研究还得到有效的应用。国内有关研究虽起步较晚 ,但
发展很快 。其中有关蕨类植物的研究不多。本工作以芒萁为供体植物探讨其生化他感物质对
三种受体植物生理特性的影响 ,以期为进一步探明芒萁化感机制提供学术依据 ,并为农业生产
所参考。
芒萁(Dicranopteris pedata)是我国热带 、亚热带地区酸性土的指标植物〔2〕 。常形成单优
势种的植丛。其原因除芒萁具有强大的竞争能力之外 ,其生化他感作用也是重要原因之一 。
叶居新 、罗丽萍等已证明 ,芒萁对几种牧草植物 、几种农作物和杂草有抑制作用〔3 ,4〕 。本文通
过实验 ,进一步探索芒萁对受体植物生化他感作用的规律 ,报道如下 。
1　实验材料
供体植物　鲜芒萁(包括地上和地下部分),采于南昌望城岗 。
受体植物　白菜(十字花科)、绿豆(蝶形花科)、玉米(禾本科)。
2　实验方法
2.1　供体植物芒萁水提液制备
2.1.1　去除枯枝败叶 、烂根 ,自来水洗净 ,分地上部分和地下部分散放置 ,风干表面水分后 ,用
铡刀切成 1 ～ 2 cm 长的小段 ,按地上部分与地下部分 3∶5的比例混合 。用 10倍重量的自来水
第 24 卷第 4 期
2000年 12 月
南昌大学学报(理科版)
Journal of Nanchang University(Natural Science)
Vol.24 No.4
Dec.2000
浸泡 4 h ,煮沸 ,静置 20 h 。用 6层脱脂纱布过滤 ,所得滤液浓度为 1 gFw/mL的芒萁水提液。
2.1.2　用已制备好的 0.1 gFw/mL 的水提液稀释及减压蒸馏浓缩 ,分别制备浓度为:0.05 ,
0.2 , 0.4 gFw/mL的水提液 ,贮于冰箱中备用。各浓度水提液的一般物理性质见表 1。
表 1　芒萁水提液的一般物理性质
水提液浓度
/ gFw/ mL 透明度 颜色 气味 pH 沸点/ ℃ 其它
0.05 差 淡绿茶色 淡茶叶水味 5.8 101.6 振荡后
0.1 差 深绿茶色 较浓茶叶水味 5.4 103.5 均可产
0.2 较好 铁红色 青菜叶味 5.2 102.1 生白色
0.4 较好 深铁红色 浓青菜叶味 5.1 101.9 泡沫
2.2　种子活力测定
2.2.1　种子预处理
经水选后用 70%的酒精消毒(15 min ,无菌水清洗 3次。用已调好 pH 的各浓度已灭菌的
芒萁水提液(对照组用无菌水)浸种 24 h 。
2.2.2　为每种植物配备 15个广口培养瓶(CK 组及各浓度水平处理组各 3个)。内装约 1/3
瓶洗净干砂 ,灭菌 20 min ,冷却。处理组各水平分别加入 10 mL 已灭菌的相应浓度的芒萁水
提液(对照组为无菌水)。
2.2.3　将经预处理的种子播广口培养瓶砂中(玉米 20 粒/瓶 、绿豆 30 粒/瓶 、白菜 100 粒/
瓶),置于 25 ℃恒温箱中培养 。实验过程中适时加入等量无菌水及各相应浓度的芒萁水提液 ,
使砂保持湿润。待发芽后的第 5天 ,分别测定发芽率 、幼苗生长势及活力指数〔5〕。
2.3　淀粉酶活性测定
2.3.1　准备 30付内径约为 13 cm 的培养皿 ,各铺 4层滤纸 ,每种植物 10付(CK和各处理水
平各 2付)。经灭菌后于 CK及各处理组中分别加入 20 mL 无菌水和 20 mL 经灭菌过的相应
浓度的芒萁水提液 ,使滤纸完全浸透。
2.3.2　将处理过的种子均匀置于各培养皿中(绿豆 60 粒/皿 、玉米 50 粒/皿 、白菜 300 粒/
皿),在25 ℃恒温箱中培养。实验中适时加入等量无菌水和各相应浓度的水提液 ,使滤纸始终
保持湿润 。在萌发的第 3天和第 5天分别取样 ,采用“淀粉-碘试剂法”〔6〕测定淀粉酶活性。
2.4　萌发种子可溶性糖含量测定
为每种植物准备 15付大培养皿(CK 及各处理水平各 3付),其中装入约 1 cm 厚洗净干
砂。用蒸馏水及各浓度水提液使液使砂完全浸透后 ,播种预处理过的种子(玉米 40 粒/皿 、绿
豆60粒/皿 、白菜300粒/皿)。用“硫酸-苯酚法”〔7〕测定可溶性糖含量。每皿取两个样 ,共设
六次重复 。
2.5　硝酸还原酶(NR)活性测定
将洗净干砂分装于 35×30×5 cm 的塑料盘中(每种植物 5个 ,其 CK 及各处理水平各 1
个)。播种 。种子萌发出土后 ,对每种植物的 CK及各处理水平分别浇灌等量的自来水及各相
应处理浓度的芒萁水提液 ,且每隔 3 d喷洒一次 100 mLMS 培养液 。在萌发后第 5天间苗一
次 ,使每种植物的各盘保留相同数量 、长势一致的幼苗。继续处理栽培。于第 20 天取样 。采
用“磺胺比色法”〔7〕测定 。设 6次重复 。
·318· 南昌大学学报(理科版) 2000 年
2.6　叶绿素含量测定
实验材料栽培方法见 2.5.1 。于第 25天取样。采用“分光光度法”〔8〕测定。设 6次重复。
2.7　根系活力测定
实验材料栽培方法见 2.5.1。于栽培第 20天取样 ,以“α-萘胺氧化法”〔7〕测定 。三次重
复。
3　实验结果与分析
3.1　对种子活力影响
芒萁水提液各处理水平对受体植物种子活力的影响 ,如表 2和附图所示。
表 2　芒萁水提液对受体植物种子活力影响
受体植物 玉米 绿豆 白菜
处理水平
/gFw/mL CK 0.05 0.1 0.2 0.4 CK 0.05 0.1 0.2 0.4 CK 0.05 0.1 0.2 0.4
播种数(粒) 60 60 60 60 60 90 90 90 90 90 300 300 300 300 300
发芽数(粒) 48 55 53 46 38 90 90 90 90 90 296 296 109 38 0
发芽率/ % 80.0 91.7 88.3 76.7 63.3 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 98.7 89.7 36.3 12.7 0
幼苗生长势＊ 3.99
±1.14
3.46
±0.38
3.47
±0.79
1.63
±0.19
0.89
±0.17
8.20
±1.03
5.27
±1.02
3.26
±0.92
1.54
±0.29
0.85
±0.12
5.94
±0.33
3.37
±0.26
1.38
±0.10
0.85
±0.20
0
0
活力指数＊＊ 3.19 3.17 3.06 1.25 0.56 8.20 5.27 3.26 1.54 0.85 5.86 3.02 0.50 0.11 0
　　＊幼苗生长势用“胚根-下胚轴”长度(cm 表示 ,所得数据为 10个测量值的平均值。
　　＊＊活力指数=发芽率×幼苗生长势。
附图　受体植物种子发芽率与活力指数的变化
结果表明 ,各浓度的芒萁水提液对绿豆种子萌发无任何影响;对玉米种子呈现低浓度促进
高浓度抑制的效应;而对白菜种子出现明显的抑制效应 ,且处理浓度越高 ,抑制效应越强 。还
表明:在不同浓度芒萁水提液处理作用下 ,受体植物种子活力降低 ,其中 ,绿豆 、白菜尤为明显 。
3.2　对明发种子淀粉酶活性的影响
各浓度芒萁水提液对受体植物萌发种子演粉酶活性的影响见表 3。
由表 3可知 ,在第 3天和第 5天玉米处理组光吸收值与对照值相比较在低浓度降低而高
浓度上升;对于绿豆 、白菜种子而言 ,各处理组光吸收值均高于对照值 ,表明各浓度芒萁水提液
·319·第 4 期 袁宜如等:芒萁水提液对三种受体植物若干生理特性的影响
对其淀粉酶活性均产生程度不同的抑制作用 。
表 3　淀粉酶活性影响△
处理浓度
/gFw/ mL
玉米 绿豆 白菜
第 3 天 第 5 天 第 3 天 第 5 天 第 3天 第 5 天
CK 0.452±0.035 0.312±0.013 0.428±0.014 0.382±0.020 0.597±0.012 0.562±0.028
0.05 0.150±0.014 0.139±0.003 0.511±0.019 0.487±0.019 0.672±0.014 0.700±0.012
0.1 0.306±0.023 0.292±0.015 0.612±0.020 0.565±0.030 0.706±0.019 0.733±0.016
0.2 0.696±0.014 0.687±0.009 0.923±0.031 0.910±0.020 0.787±0.025 0.833±0.015
0.4 0.836±0.055 0.838±0.021 1.083±0.035 1.043±0.057 - -
△表中数据为平均值 ,以下同。
3.3　对萌发种子可溶性糖含量的影响
于第 5天测定受体植物萌发种子可溶性糖含量 ,所得结果见表 4。
表 4　萌发种子可溶性糖含量影响△
处理浓度
/gFw/ mL
玉米 绿豆 白菜
可溶性糖含量/ % %　 可溶性糖含量/ % %　 可溶性糖含量% %　
CK 11.30±0.11 100.0 8.11±0.11 100.0 1.93±0.02 100.0
0.05 12.00＊＊±0.07 106.2 7.24＊＊±0.15 89.3 1.58＊＊±0.01 81.9
0.1 13.01＊＊±0.09 115.1 5.58＊＊±0.17 68.8 1.32＊＊0.01 68.4
0.2 10.63＊＊±0.12 94.1 4.12＊＊0.07 50.8 1.06＊＊±0.04 54.9
0.4 10.12＊＊±0.09 89.6 3.46＊＊±0.10 42.7 — —
　　　　＊, ＊＊示经 LSR法 q 检验 ,达显著 , 极显著差异。下同。
由表 4可知 ,对玉米萌发种子呈现低浓度促进高浓度抑制的效应;对于绿豆 、白菜而言 ,各
浓度处理都可降低其淀粉酶活性 ,且浓度越高抑制作用越强。淀粉酶活性的降低则导致水解
出的可溶性糖含量也相应比对照组低。白菜种子在 0.4 gFw/mL 芒萁水提液作用下未见萌
发。
3.4　对硝酸还原酶活性的影响
在连续处理裁培第 20天取样 ,测定硝酸还原酶活性 ,所得结果列于表 5中 。
表 5　硝酸还原酶活性影响△
处理浓度
/gFw/ mL
玉米 绿豆 白菜
NO -2 量 mg·g-1Fw·h-1 %　　 NO -2 量 mg·g -1Fw·h-1 %　 NO -2 量m g·g -1Fw·h-1 %　
CK 54.84±2.11 100.0　 156.38±2.61 100.0 84.53±2.06 1 000.0
0.05 66.73＊＊±1.65 121.7　 140.61＊＊±8.63 89.9 78.63±1.58 93.0
0.1 60.67＊＊±1.80 110.6　 111.60＊＊±2.61 71.4 59.40＊＊±1.76 70.3
0.2 43.79＊＊±1.68 79.9　 69.60＊＊±11.82 44.5 55.43＊＊±1.59 65.6
0.4 31.40＊＊±1.37 57.3　 51.05＊＊±3.32 32.6 38.57 ＊＊±1.43 45.6
表 5显示 ,在浓度为 0.05与 0.1 gFw /mL 的芒萁水提液作用下 ,玉米 NR活性分别比对
照高 21.7%和 10.6%,而在 0.2与 0.4 gFw/mL 浓度时 ,NR活性明显低于对照。对于绿豆 、
白菜 ,各浓度均为抑制 ,且浓度越高抑制效应越强 。
3.5　对叶绿素含量的影响
·320· 南昌大学学报(理科版) 2000 年
在处理栽培第 25天 ,取 CK及各处理水平同叶期的叶片进行测定 。结果见表 6。
表 6　叶绿素含量的影响△
处理浓度
/gFw/ mL
玉米　　 绿豆　　 白菜　　
mg·g-1Fw %　 mg·g-1Fw %　 mg·g -1Fw %　
CK 1.602±0.031 100.0 1261±0.097 100.0 1.510±0.112 100.0
0.05 1.661＊±0.042 103.7 1.031＊±0.052 81.8 1.269＊＊±0.087 84.0
0.1 1.654＊±0.040 103.2 0.855＊＊±0.083 67.8 1.048＊＊±0.084 69.4
0.2 1.457＊＊±0.049 90.9 0.781＊＊±0.076 61.9 0.860＊＊±0.063 57.0
0.4 1.300＊＊±0.120 81.1 0.691＊＊±0.120 54.8 0.756＊＊±0.049 50.1
在实验中观察到 ,高浓度芒萁水提液处理与对照比较 ,受体植物叶色淡 ,带黄斑 ,叶片小 ,
易枯萎 。这可能与 NR活性降低影响氮素吸收利用及高浓度芒萁生化他感物质阻碍叶绿素合
成有关。
3.6　对根系活力的影响
实验中可见 ,各处理水平的受体植物的根系出现畸变及褐变 ,其程度与处理浓度呈正相
关。根系活力测定结果见表 7。
表 7　根系活力的影响△
处理浓度
/gFw/ mL
玉米　　 绿豆　　 白菜　　
氧化量
/mg·g-1Fw·h-1 %　
氧化量
/ mg·g-1Fw·h-1 %　
氧化量
/ mg·g -1Fw·h-1 %　
CK 170.98±2.96 100.0 165.85±7.83 100.0 164.13±0.02 100.0
0.05 186.37＊＊±5.93 109.0 129.95＊＊±2.96 78.4 150.46＊＊±5.91 91.7
0.1 164.15±5.13 96.0 107.72＊＊5.14 65.0 119.70＊＊±5.94 72.9
0.2 109.43＊＊±7.84 64.0 83.78＊＊±2.96 50.5 78.65＊＊±5.94 47.9
0.4 70.10＊＊±2.94 37.0 49.59＊＊±2.96 29.9 47.88＊＊±5.93 29.2
4　讨　论
植物生化他感研究不仅揭示了植物间的化学关系和植物适应环境的某种生态机制 ,而且
在农业 、林业 、草场经营 、园林设计 、环境保护等社会生产实践中都表现出了巨大的应用潜力。
本研究基于上述考虑进行实验 ,结果表明:芒萁的化感作用具有选择性 ,即不同植物对芒
萁化感物质的反应具不同的敏感度 。
在受体植物种子萌发过程中可观察到 ,各处理水平受体植物的根与对照相比较均有程度
不同的褐变 、缩短 、畸变等 。可对其生态-形态解剖学机制进一步加以深入研究 。
种子萌发是一个需能过程 。其间 ,植物种子中的贮藏物质将不断转化 、降解 ,以供给种子
萌发所需的物质和以此为载体的能量。实验指出 ,在高浓度芒萁水提液的作用下 ,受体植物种
子淀粉酶活性降低 ,导致可溶性糖含量降低 ,从而影响种子萌发 ,幼苗及植物后期的生长发育 。
受体植物在一定浓度芒萁水提液作用下 ,根系活力降低 。其吸收能力必将减弱 ,致使植物生长
失调。受抑制植物的 NR也有降低 ,这将影响植物对氮素的吸收和蛋白质合成等生理生化过
程。其形态学的表现是 ,与对照相比 ,叶片小 、带黄斑 、叶色淡(叶绿素含量降低)、易枯萎 。
·321·第 4 期 袁宜如等:芒萁水提液对三种受体植物若干生理特性的影响
总之 ,芒萁的生化他感作用具有综合性。进一步验证了物物相关和“牵一发动全身”的生
态学整体效应原理。
参 考 文 献
〔1〕　孔令韶.植物化学生态学的形成 、发展和研究内容〔M〕.化学生态学.上海:上海科学技术文献出版社 ,
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THE EFFECTS OF THE EXTRACTS FROM DICRANOPTERIS
PEDATAON SEVERAL PHYSIOLOGIC CHARACTERISTICS
OF THREE PLANT ACCEPTORS
Yuan Yiru　Tao Yong　Ge Gang　Ye Juxin
(Department of Biological Science and Technolo gy , Nanchang University , Nanchang , 330047 China)
Abstract:Dicranopteris pedata forms consocies in commuities.The allelopathy is an important
factor except fo r the greater capability in the struggle for existence.This paper studies the effects
of ext racts f rom Dicranopteris pedata on several phy siologic characteristics of plant acceptors.The
results show that the ex tracts can decrease the seed vigo r of all plant acceptors.ln o ther
phy siologic indexes , ex tracts show singinif icant inhibition on Dhaseolus aureus and Brassica
pekinensis , low density ex tracts show promting function and high density ex tracts express
inhibito ry funct ion on zea mays.
Key words:Dicoancpteris peata ;phaseolus aureus;Brassica pekinensis;zea mays;alleopathy
·322· 南昌大学学报(理科版) 2000 年