全 文 ：文章编号:1001 － 4829(2012)04 － 1449 － 06
收稿日期:2011 － 07 － 21
基金项目:国家自然科学基金(30760046)
作者简介:杨海艳(1979 －) ，女，云南昆明人，在读博士，主要从
事植物病理及植物生理研究，E-mail:yyyhh001@ 163． com，* 为
通讯作者，E-mail:chtown@ cxtc． edu． cn。
肿柄菊水提液对蜈蚣蕨孢子萌发的影响
杨海艳，祝 云，徐成东* ，谢美华
(楚雄师范学院化学与生命科学系，云南 楚雄 675000)
摘 要:采用正交实验法对蜈蚣蕨孢子在人工培养基上无污染萌发的条件进行探索，研究不同部位不同浓度的肿柄菊提取液对蜈
蚣蕨孢子萌发和假根生长的影响。结果表明:对孢子进行 4 %次氯酸钠、0． 1 %升汞消毒 8 min，50 mg /L赤霉素 1 mL处理 2 min，
接种于 pH值为 6 的 1 /2Ms培养基上，效果最好。随着水浸液浓度的升高，肿柄菊的抑制作用不断增强，浓度为 3 %时，不同部位
的提取液均使孢子不能萌发。对蜈蚣蕨孢子萌发抑制作用最强的是根水浸液，而对假根生长抑制作用最强的是叶提取液。结论:
不同植物、同种植物不同部位的生长对同种化感作用的敏感度不同，同种植物的不同部位对植物不同生长时期的化感作用也不尽
相同。
关键词:孢子萌发;假根生长;正交实验;化感作用
中图分类号:Q945 文献标识码:A
Effect of Tithonia diversifolia on Spore Germination of Pteris vittata
YANG Hai-yan，ZHU Yun，XU Cheng-dong* ，XIE Mei-hua
(Department of Chemistry and Life Science，Chuxiong Normal University，Yunnan Chuxiong 675000，China)
Abstract:Using orthogonal test to find the pollution-free condition for spore germination of Pteris vittata on synthetic medium，the allelopathic
effects of extracts from leaves，roots and stems of Tithonia diversifolia were studied． Results showed that the suitable environment for germina-
tion was 1 /2 Ms medium with pH 6 and disinfected the spore 8min with 4 %NaClO and 0． 1 %HgCl2，and then soaked in 1 mL 50 mg /LGA
lasting to 1min before culturing them on synthetic medium． The allelopathic inhibitory effects generally increased with increasing concentra-
tions and the spore all died when the concentration of extracts reached at 3 % ． The inhibitory action to spore germination was the aqueous ex-
tracts from root while the leaf extracts had the strongest inhibitory effect on rhizoid growth． The conclusion was that different plants，different
part of the same plant had different sensibility to the same allelopathy． And the different part of the same plant had different inhibitory action
to the growth terms of Pteris vittata．
Key words:Spore germination;Rhizoid growth;Orthogonal test;Allelopathy
肿柄菊［Tithonia diversfiolia(Hems1．)A． Gray］
是菊科肿柄菊属植物，原产墨西哥及中美洲地区，亚
洲、非洲、北美、澳洲的许多国家和地区曾把它作为
观赏植物、绿肥和防止土壤侵蚀植物广泛引种［1］。
肿柄菊的种子具有很强的繁殖能力，且可以靠植株
基部萌生的不定根和不定芽形成克隆植株，然后迅
速生长形成单优群落，因为其本身的郁闭度比较大，
下层植物很难生长，扩散速度非常快，给农业生产带
来严重危害，是一种具有较大潜在危害的外来植
物［2 ～ 4］。
蜈蚣蕨(Pteris vittata L．)属水龙骨目凤尾蕨科
凤尾蕨属的一种，广布于长江以南各省区，是中国暖
温带、亚热带和热带气候的钙质土和石灰岩的指示
植物［5］，全草叶形别致，株形优雅，可作插花配材，
盆栽亦有较高的观赏价值［6］，民间全草药用，能祛
风活血、杀虫、治疳疮等［7］，有很高的应用前景。
目前对肿柄菊的研究主要是生长繁殖特性、地
理分布现状及群落特征和化学成分分析，对肿柄菊
化感作用的研究较少。肿柄菊的入侵给蜈蚣蕨的生
存带来危害，关于蕨类植物孢子萌发的研究较多，如
乌蕨、亮毛蕨、龙头节肢蕨等，却很少研究蜈蚣蕨，本
文首次报道了肿柄菊对蜈蚣蕨孢子萌发和假根生长
的影响。
9441
2012 年 25 卷 4 期
Vol. 25 No. 4
西 南 农 业 学 报
Southwest China Journal of Agricultural Sciences
表 1 试验因素及水平
Table 1 Experimental factors and levels
水平
Level
试验因子 Experimental factors
A:消毒时间(min)
Sterilization time
B:pH值
pH value
C:次氯酸钠浓度(%)NaClO
Concentration
D:升汞浓度(%)
HgCl2
Concentration
E:赤霉素处理时间(min)
GA treatment time
1 2 5． 0 2 0． 25 2
2 4 5． 5 4 0． 50 3
3 6 6． 0 6 0． 75 4
4 8 6． 5 8 0． 10 5
1 材料与方法
1． 1 材料
蜈蚣蕨采自云南省楚雄市西山公园，将带有成
熟孢子的叶片采下后置于白瓷盘中，放入 35 ℃烘箱
中让其孢子脱落，收集孢子于干净培养皿中置于 4
℃冰箱保存待用。肿柄菊采自楚雄市双柏县三江
口。
1． 2 方法
1． 2． 1 蜈蚣蕨孢子萌发最适条件正交实验设计
实验因素及水平按表 1 进行，采用 DPS 软件设计 5
因素 4 水平正交表(表 2)。将适量孢子放入 1． 5
mL离心管中并标号，按表 2 加入不同浓度的次氯酸
钠溶液、升汞溶液各 750 μl，各处理时间按表中相应
的时间;3000 r离心 3 min，弃上层漂浮孢子，用蒸馏
水漂洗 3 次，加入 50 mg /L 赤霉素溶液 1 mL，各处
理时间按表中相应时间，倒出赤霉素溶液，加入无菌
蒸馏水 1． 5 mL 制成孢子悬浮液，取 150 μl 接种于
不同 pH值的 1 /2MS培养基中(在灭菌前后均对 pH
进行调整) ，加入 850 μl 无菌蒸馏水，封口膜封口，
置于 RXZ型智能人工气候箱中培养。培养条件为
光照 8 h，黑暗 16 h，温度 24 ℃，湿度为 80 %，光照
时光强为 2000 lx。用 XDS-IB型倒置显微镜每天观
察并照相记录。实验设 5 个重复。
1． 2． 2 肿柄菊水提液对蜈蚣蕨孢子萌发的影响实
验 将肿柄菊根、茎、叶 50 ℃烘干至衡重，剪碎、粉
碎后各取 10 g 样品分别用 100 mL 蒸馏水室温(15
～ 20 ℃)浸泡 48 h，浸提液即为 10 %的母液，滤纸
表 2 试验设计
Table 2 Experimental design
处理
Treatment
因子及水平 Factor and level
A B C D E
A
Sterilization
(min)
B
pH value
C
NaClO (%)
D
HgCl2(%)
E
GA (min)
1 1 2 1 1 1 2 5． 0 2 0． 25 2
2 1 2 2 2 2 2 5． 5 4 0． 50 3
3 1 2 3 3 3 2 6． 0 6 0． 75 4
4 1 4 4 4 4 2 6． 5 8 0． 10 5
5 2 4 2 3 4 4 5． 0 4 0． 75 5
6 2 4 1 4 3 4 5． 5 2 0． 10 4
7 2 4 4 1 2 4 6． 0 8 0． 25 3
8 2 6 3 2 1 4 6． 5 6 0． 50 2
9 3 6 3 4 2 6 5． 0 6 0． 10 3
10 3 6 4 3 1 6 5． 5 8 0． 75 2
11 3 6 1 2 4 6 6． 0 2 0． 50 5
12 3 8 2 1 3 6 6． 5 4 0． 25 4
13 4 8 4 2 3 8 5． 0 8 0． 50 4
14 4 8 3 1 4 8 5． 5 6 0． 25 5
15 4 8 2 4 1 8 6． 0 4 0． 10 2
16 4 4 1 3 2 8 6． 5 2 0． 75 3
0541 西 南 农 业 学 报 25 卷
表 3 蜈蚣蕨最适萌发条件正交试验结果
Table 3 Orthogonal test results of optimum condition to Pteris vittata spore germination
处理
Treat．
萌发时间(d)
Sprout time
出现叶绿体时间(d)
Chloroplast
appear time
出现假根(d)
Rhizoid
appear time
假根膨大(d)
Rhizoid expand
time
未萌发或污染数(皿)
No． sprout or
pollution
1 —d —e —d —e 5
2 —d —e —d —e 5
3 13． 08b 17． 49b 16． 80b 35． 16b 2
4 —d —e —d —e 5
5 —d —e —d —e 5
6 14． 83a 18． 14a 16． 11b 37． 37b 1
7 17． 08a 17． 75ab 18． 13a 43． 84a 2
8 —d —e —d —e 5
9 —d —e —d —e 5
10 —d —e —d —e 5
11 10． 06d 14． 11e 17． 54d 26． 55e 1
12 —d —e —d —e 5
13 —d —e —d —e 5
14 —d —e —d —e 5
15 10． 25c 13． 49c 13． 77c 30． 86c 0
16 11． 12c 11． 10d 16． 40b 29． 30c 1
过滤后用 0． 45 μm微孔滤膜过滤，滤液置于 4 ℃冰
箱待用。配置 1 /2MS 培养基，灭菌后调 pH 值至正
交实验中选出的最适处理的 pH 值，加入肿柄菊水
浸液，配制成含肿柄菊 0． 5 %、1． 0 %、1． 5 %、2． 0
%、2． 5 %、3． 0 %的培养基，按正交实验优选方案
对蜈蚣蕨孢子进行处理接种，培养条件同 1． 2． 1。
观察并记录孢子萌发时间、叶绿体出现时间、假根出
现时间和假根膨大时间。实验设 3 个重复。长出假
根后每天每皿随机抽取 12 个孢子测量其假根长度，
共测量 21 d。用 DPS 9． 50 软件进行分析。
2 结果与分析
2． 1 蜈蚣蕨最适萌发条件正交试验结果
由表 3 可以看出，处理 15 与其它处理相比，在
P ＜ 0． 05 时，差异显著，该处理下蜈蚣蕨孢子萌发的
平均时间为 10． 25 d，出现叶绿体的平均时间为 13．
49 d，假根出现时间为 13． 77 d，假根膨大时间为 30．
86 d，在实际操作过程中该处理下污染率最低，故选
择处理 15，即 4 %次氯酸钠、0． 1 %升汞对孢子进行
8 min，50 mg /L赤霉素 1 mL处理 2 min ，接种于 pH
=6． 0 的 1 /2 MS培养基上，使蜈蚣蕨孢子萌发。
2． 2 肿柄菊水提液对蜈蚣蕨孢子萌发的影响
由表 4 分析得出，不同部位的肿柄菊水浸液对
蜈蚣蕨孢子萌发的影响各不相同，培养基中肿柄菊
根的提取液浓度为 2 %时，孢子不萌发，说明 2 %根
水提液是蜈蚣蕨孢子的致死浓度，茎为 2． 5 %，叶为
3 %。除出现叶绿体的时间外，当培养基中含 0． 5
%叶提取液时，孢子萌发时间、假根出现时间和假根
膨大时间与对照相比差异不显著，根、茎提取液与对
照相比，时间晚于对照，差异极显著。其余浓度的不
同部位水浸液虽能让蜈蚣蕨孢子萌发，但与对照相
比，萌发时间、叶绿体出现时间、假根出现时间和假
根膨大时间均表现极显著的差异。说明肿柄菊中含
有某类抑制蜈蚣蕨孢子萌发的物质，且低浓度即可
对孢子萌发产生抑制作用，高浓度甚至可以使孢子
死亡。
2． 3 肿柄菊水浸液对蜈蚣蕨假根生长的影响
由图 1 可以看出，随着培养基中肿柄菊水浸液
浓度的增加，蜈蚣蕨假根的日均增长长度降低，当培
养基中含有 0． 5 %肿柄菊根和茎水浸提液时，蜈蚣
蕨假根的日增长度与对照相比差异不显著;当培养
基中含有 0． 5 %肿柄菊叶水浸液时，蜈蚣蕨假根的
日增长度与对照相比差异极显著。对蕨假根的日增
长度的影响而言，0． 5 %肿柄菊叶水浸液对蜈蚣蕨
假根的影响相当于 1 %肿柄菊根水浸液对蜈蚣蕨假
根的影响，1 %肿柄菊茎水浸液、1 %肿柄菊叶水浸
液对蜈蚣蕨假根的影响相当于 1． 5 %肿柄菊根水浸
液对蜈蚣蕨假根的影响;1． 5 %肿柄菊叶水浸液对
蜈蚣蕨假根的影响与 2 %肿柄菊茎水浸液对蜈蚣蕨
假根的影响差异显著;2 %肿柄菊叶水浸液对蜈蚣
15414 期 杨海艳等:肿柄菊水提液对蜈蚣蕨孢子萌发的影响
表 4 肿柄菊不同部位及浓度水提液对蜈蚣蕨孢子萌发的影响
Table 4 Influence of extracts from different parts and concentration of Tithonia diversfiolia on Pteris vittata spore germination
部位
Part
浓度(%)
Concentration
萌发(d)
Sprout time
出现叶绿体(d)
Chloroplast
appear time
出现假根(d)
Rhizoid appear
time
假根膨大(d)
Rhizoid
expand time
叶 0． 5 10． 74 12． 92＊＊ 14． 14 26． 47
1． 0 12． 69＊＊ 17． 09＊＊ 19． 93＊＊ 34． 21＊＊
1． 5 15． 23＊＊ 18． 91＊＊ 22． 04＊＊ 38． 64＊＊
2． 0 15． 36＊＊ 21． 0＊＊ 24． 82＊＊ 42． 64＊＊
2． 5 15． 23＊＊ 22． 70＊＊ 28． 78＊＊ 46． 60＊＊
3． 0 － － － －
CK 10． 03 12． 972 12． 91 25． 84
茎 0． 5 16． 04＊＊ 19． 55＊＊ 20． 76＊＊ 28． 33*
1． 0 17． 87＊＊ 22． 30＊＊ 24． 48＊＊ 31． 06＊＊
1． 5 17． 35＊＊ 22． 05＊＊ 27． 01＊＊ 30． 22＊＊
2． 0 16． 59＊＊ 22． 28＊＊ 25． 65＊＊ 29． 99＊＊
2． 5 － － － －
3． 0 － － － －
CK 10． 41 12． 504 13． 702 25． 28
根 0． 5 15． 9＊＊ 20． 54＊＊ 21． 38＊＊ 38． 38＊＊
1． 0 16． 683＊＊ 21． 44＊＊ 23． 23＊＊ 40． 242＊＊
1． 5 16． 709＊＊ 21． 84＊＊ 25． 21＊＊ 42． 72*
2． 0 － － － －
2． 5 － － － －
3． 0 － － － －
CK 10． 62 12 13． 69 25． 28
注:＊＊表示处理与对照相比达 1 %极显著水平。
Note:＊＊means control with CK there is significance on 0． 01 level．
蕨假根的影响与 2． 5 %叶水浸液对蜈蚣蕨假根的影
响差异极显著。蜈蚣蕨在不同部位、不同浓度的肿
柄菊水浸液的培养基中，日均增长长度小于对照，说
明肿柄菊水浸液对蕨假根的生长有抑制作用，且相
同质量的肿柄菊叶中的抑制物质高于茎和根。
图 1 肿柄菊水提液对蜈蚣蕨孢子假根生长的影响
Fig． 1 Effects of extracts from Tithonia diversfiolia to Pteris vittata spore rhizoid growth
2541 西 南 农 业 学 报 25 卷
35414 期 杨海艳等:肿柄菊水提液对蜈蚣蕨孢子萌发的影响
3 讨 论
蜈蚣蕨的人工繁育主要是采集孢子使其在细土
中萌发和进行叶片的组织培养，利用人工培养基对
其进行繁育鲜有报道。本试验结果表明，选择 pH
值为 6 的 1 /2 MS培养基能使蜈蚣蕨孢子正常萌发，
为保证平板的污染率最低、萌发时间和出现叶绿体
时间最早，选用 4 %次氯酸钠、0． 1 %升汞对孢子消
毒 8 min，50 mg /L 赤霉素 1 mL 处理 2 min，效果更
好。
研究结果表明，肿柄菊植株不同部位及浓度的
水浸提液对蜈蚣蕨的化感效应表现为，随着水浸液
浓度的升高，化感效应不断增强，与外来入侵植物的
研究结果类似［8 ～ 13］。肿柄菊叶片水浸液对蜈蚣蕨
假根生长的抑制作用最强，其次是茎水浸液，根系水
浸液的抑制作用最弱，这与周凯［14］叶片水浸提液对
花枝长度、花序直径和花枝粗度的抑制最强的研究
结果相同。与此不同的是，肿柄菊根水浸液对蜈蚣
蕨孢子萌发的抑制作用最强，高于茎和叶的抑制作
用，与苏小青［15］木荷根浸提液对闽楠种子发芽的抑
制作用强于木荷叶浸提液一致。王红卫［16］认为植
物的叶片含有较多的化感物质，产生的化感效应也
更强烈。本研究却发现，对于蜈蚣蕨孢子萌发抑制
作用最强的是根水浸液，而对于假根生长，抑制作用
最强的叶提取液。由于植株不同部位代谢的差异，
产生的次生代谢物质种类和数量不同，这些次生代
谢物质中的某种或某类可能只抑制萌发不抑制生
长，或者对萌发的抑制作用远远大于对生长的抑制
作用，且刚好在根中的积累要高于在叶中的积累，所
以根对于萌发的抑制作用大于叶，而对于生长的抑
制作用小于叶。苏丽［17］的研究发现，不同植物对同
种化感作用的敏感程度不同，无芒虎尾草、白三叶、
细叶苦荬和莎草砖子苗对紫茎泽兰化感作用较敏
感，紫花苜蓿则不敏感。程月琴［17］的研究则发现番
茄、辣椒、荆芥和苋菜 4 种作物根的生长被斑地锦浸
提液显著抑制，茎的生长对斑地锦茎叶浸提液化感
作用的反应截然不同，辣椒、荆芥和苋菜的茎长都呈
现出被促进的效应，只有番茄表现出受抑制。综上
所述，不同植物、同种植物不同部位的生长对同种化
感作用的敏感度不同，同种植物的不同部位对植物
的不同生长时期，化感作用也不尽相同。
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(责任编辑 王家银)
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