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Inhibition of different soil extracts on growth of ginseng seeds

不同土壤浸提物对人参种子生长抑制作用的研究



全 文 :·1070· 中草菊 ChineseTraditionalandHerbalDrugs第39卷第7期2008年7月
药材与资源
不同土壤浸提物对人参种子生长抑制作用的研究
李 勇,朱殿龙,黄小芳,丁万隆。
(中国医学科学院北京协和医学院药用植物研究所,北京 100193)
摘要:目的研究新林土、老参地土、人参根际土浸提物对萌芽人参种子胚根和胚轴生长的影响。方法用甲醇
浸提土壤样品,每种土壤浸提物样品分6个浓度梯度对萌芽人参种子进行处理,培养一段时间后,测量人参种子胚
根和胚轴长度,通过与对照对比。分析不同土壤浸提物及浓度对人参种子生长的影响。结果 人参根际土浸提物对
人参种子生长的抑制作用最强;种植人参、西洋参的老参地土浸提物对萌芽人参种子的生长有一定影响,表现为低
浓度促进、高浓度抑制的特点;未曾种植人参、西洋参的新林土对萌芽人参种子生长的抑制作用不明显。结论人
参根际土壤和老参地土中存在自毒性化学物质,对人参种子生长的抑制作用与其浓度有密切关系。
关键词:土壤;浸提物;人参;种子
中图分类号:R282.2 文献标识码:A 文章编号:0253—2670(2008)07—1070—05
Inhibitionofdifferentsoilextractsongrowthofginsengseeds
LIYong,ZHUDian—long,HUANGXiao—fang,DINGWan—long
(InstituteofMedicinalPl ntDevelopment,ChineseAcademyofMedicalSciences
andPekingUnionMedicalCo lege,Beijing100193,China)
Abstract:ObjectiveTostudythinhibitionofginsengorAmericanginseng—uncultivatedsoil, nd
ginsengrhizospheresoilxtractsonhegrowthofradicleandhypocoty|ofgerminantgi sengseeds.Meth—
odsSoilsamplesw reextractedwithmethanol,andforeachsoilextracts,ginsengseedsw redealed
withsixdifferentco centration,respectively.Afterculti atedap riodo time,thelengthofradicleand
hypocotylindifferenttreatmentswascomparedwiththecontroltOestimatetheirnhibitoryeffectsonthe
growthofginsengseeds.ResultsEx ractofrhizospheresoilinhibitedthgrowthofginsengseeds
strongly,soilsthatcultivatedginsengorAmericanginsengi hibitedthegrowthofginsengseedsinsome
degree.andshowedthecharacterthatacceleratedinlowerconcentrationandinhibitednhigherconcentra—
tion.GinsengorAmericanginseng—uncultivatedsoilshadnosignificanteffectonthegrowthofgerminant
ginsengseeds.ConclusionA totoxicsubstancespresentingensingrhizospheresoilandginsengor
Americanginseng—cultivatedso ls,andtheinhibitoryeffecton hegrowthofginsengseedsarecorrespond—
ingtOtheconcentrationofautotoxicsubstances.
Keywords:soils;extracts;ginseng;seeds
人参PanaxginsengC.A.Mey.是忌连作性极
强的植物,连作导致人参植株长势减弱,产量、品质
和抗病能力明显降低。多年来,国内外许多学者从不
同角度对植物连作障碍机制进行了广泛、深入的研
究,并将人参连作障碍归结于土壤理化性状恶化、营
养失衡、土壤有益微生物和有益酶类减少等因
素[1’2]。但是,近年来许多研究发现,通过单一改善上
述环境因子并不能从根本上消除连作障碍。因此,推
测另有其他因素对人参的连作产生不利影响。鉴于
自毒性物质在多种植物上被发现,本实验从人参赖
以生存的土壤环境人手,通过研究不同地区老参地
土、新林土及人参根际土的浸提物及其对萌芽人参
种子生长的影响,从而为阐明人参连作障碍的机制
提供理论依据。
1材料与方法
1.1供试土壤:供试土壤样品包括吉林省抚松县万
良镇人参种植基地的新林地(A)、老参土(B)及人参
根际土(C);中国医学科学院北京协和医学院药用
收稿日期:2007—10—19
基金项目:国家自然科学基金项目(30672619);国家“十一五”科技支撑计划项目(2006BAl09804—01)
作者简介:李勇(1976一)。男,河北省衡水市入,助理研究员,博士,毕业于中国农业科学院植物保护研究所,主要从事药用植物病理学
及病害生物防治研究。Tel/Fax:(010)62899745E—mail:liyong@implad.ac.ca
*通讯作者丁万隆E—mail:wlding@implad.ac.ca
万方数据
中草芮 ChineseTraditionalandHerbalDrugs第39卷第7期2008年7月·1071·
植物研究所的新林地土(D)、种植人参(E)、西洋参
(F)的老参地土。为了确保试验数据的准确性,上述
土壤样品均通过多点取样获得。
1.2 人参种子:经过后熟处理的人参种子购自吉林
省抚松县万良镇。人参种子先用自来水冲洗干净,用
1000倍的多菌灵可湿性粉剂处理15min,再用自
来水反复冲洗多次,在适宜的温度、湿度环境下发
芽,从中选择发芽整齐、颗粒饱满的人参种子用于后
续研究。
1.3试验方法
1.3.1土壤的前处理:土壤样品在室温环境下自然
风干,研细,过60目筛。
1.3.2土壤甲醇浸提物的制备:参考陈长宝等口“]
的甲醇浸提法,称取过筛的土壤样品60g,置于500
mL三角瓶中,加入250mL甲醇,密闭瓶口。在通风
橱中室温振荡过夜,静置使土壤和甲醇溶液彻底分
层。减压抽滤得甲醇上清液,滤液用旋转蒸发仪55
℃减压浓缩,定容至5mL,4℃冷藏,备用。
1.3.3甲醇浸提物对萌芽人参种子生长的影响:萌
芽人参种子在直径5cm的塑料培养皿中培养。培养
皿底部铺3层吸水滤纸,用前先灭菌。每种土壤浸提
物设6个浓度梯度,分别从定容的5mL浸提物中
吸取50、100、150、200、250、300弘L至吸水滤纸上,
以不加浸提物作为对照,每个处理3次重复。在通风
橱中挥干滤纸上的甲醇,每皿加入2.5mL无菌水,
均匀摆放5粒种子,在25℃恒温环境避光培养7d,
对全部试验材料胚根和胚轴的长度进行统计,分析
不同土壤的甲醇浸提物对人参种子胚根和胚轴生长
的影响。
2结果与分析
2.1土壤甲醇浸提物对人参种子胚根生长的影响:
根据人参种子胚根生长试验数据统计结果(表1),
对照种子胚根长度平均值为11.33mm,与对照相
比,6种土壤浸提物均对人参种子胚根的生长有影
响。胚根生长的抑制率方差分析结果表明,土壤B、
C、E、F浸提物随加入量的不同,抑制率有显著差
异。LSD分析发现,土壤B浸提物的加入量从50pL
增加到100弘L时,抑制作用明显增强;继续增大加
入量,抑制作用无显著提高。土壤C浸提物的加入
量从50弘L增加到150pL时,抑制作用呈减弱趋
势,但不显著;当加入量增加到200弘L时,抑制作用
明显降低。土壤E浸提物的加入量从50肛L增加到
150弘L时,抑制作用呈增强趋势,但不显著;当加入
量增加到150肛L时,抑制作用明显减弱,抑制作用
又基本恢复到初始水平。土壤F浸提物的加入量从
50pL增加到100弘L时,抑制作用减弱但不显著;
当增加到150肛L时,抑制作用明显提高;继续增大
加入量,抑制作用降低,但差异不显著。
从图1可以看出,6种不同土壤浸提物处理人
参种子后,均对人参种子胚根的生长具有一定程度
的抑制作用,但不同种浸提物以及同种浸提物的不
同浓度处理间存在差异。在6种土壤浸提物中,土壤
B对人参种子胚根生长的抑制作用最显著,表现为
低浓度下的抑制作用随加入量增加而减弱,当加入
量增大到一定程度时,抑制作用显著增强(当土壤浸
提物的加入量为250、300弘L时,人参种子的胚根坏
死)。其余5种土壤浸提物处理人参种子后,胚根长
度的平均值介于7~11mm。其中,土壤A浸提物随
加入量的增加胚根的长度逐渐变小。土壤D和土壤
E浸提物表现低浓度时抑制作用弱,高浓度时抑制
作用强的特点。土壤C和土壤F浸提物对人参种子
胚根生长的抑制作用不明显。
2.2土壤甲醇浸提物对人参种子胚轴生长的影响:
人参种子胚轴生长的试验数据统计结果显示,对照
组胚轴长度的平均值为14.07mm,与对照相比,6
种土壤浸提物均对人参种子胚轴的生长有影响(表
2)。胚轴生长的抑制率方差分析结果表明,土壤B、
C、D、E、F浸提物随加入量的不同,抑制率存在显著
差异。LSD分析发现,土壤B浸提物的加入量从50
pL增加到100pL时,抑制作用明显减弱,加入量为
150pL时抑制作用又恢复到初始水平,继续增加加
入量,抑制作用变化不明显。土壤C随浸提物加入
量的增加抑制作用不断增大。土壤E浸提物的加入
量从50pL增加到100pI。时,抑制作用明显降低,
随着加入量增大,抑制作用持续降低但差异不显著,
当加入量增大到250肛L时,抑制作用又明显提高,
继续增大加入量,抑制作用提高但差异不显著。土壤
F浸提物的加入量从50弘L增加到200pL时,抑制
作用持续降低,当加入量增加到250弘L时,抑制作
用有所增加但差异不显著,当增加到300弘L时抑制
作用明显提高。
从图2可以看出,不同土壤浸提物对人参种子
胚轴的生长有抑制作用,不同种浸提物以及同种浸
提物的不同浓度处理间存在较大差异。在6种土壤
浸提物中,土壤B对人参种子胚轴生长的抑制作用
最显著,总体趋势是抑制率随浸提物加入量的增大
而提高,胚轴的长度逐渐减小,这与其对种子胚根生
长的影响趋势不同,但与土壤A浸提物对人参种子
万方数据
·1072· 中苹菊 ChineseTraditionalandHerbalDrugs第39卷第7期2008年7月
表1不同土壤甲醇浸提物对人参种子胚根生长抑制率方差分析
Table1 Analysisofvarianceofdifferentsoilextractsonradiclegrowthofginsengseeds
胚根长/mm 抑制率/% 方差分析土壤样品加入量7pL—鬲石_、五若三I丽—鬲石_丐爵i圣、磊——————磊歪军j{Fii面r1手手—1ii——1矿
66 0.02
5 O.05 4.18 0.00’。
61 0.Ol
3 0.12 8.72 0.00’。
39 O.01
5 0.0150.68 0.64
68 0.02
5 0.02 0.45 0.81
60 0.04
5 0.06 2.87 0.02。
59 O.02
CK对照 11.332.97 0.77
抑制率=(处理一对照)/对照×100%l表中组内变异表示同种土壤浸提物相同浓度处理内部不同统计样本间的变异,组间变异表示同种
土壤浸提物不同浓度处理问的变异;“*”表示差异显著;。**”表示差异极显著(表2同)
Inhibitorvratio=(samples—contr01)/control×100%.InTable,variationwithingroupshowedvariationofdifferentsta isticamples
treatedwithsamesoilextractndatsameconcentration,variationbetweengroupsshowedvariationofstatisticamplestreatedwithsamesoil
extracttdifferentco centration‘*7sh wedmoresignificantdifferencesl。**’showedmostsignificantdifferences(Table2 issame)






50100150200250300
—·一A一抚松新林七
—·一B一抚松老参地十
——一C一抚松人参根际土
—*一D一本所新林上
一索一E一本所人参地t
~一一F一本所幽}}参地土
’⋯⋯CK一对照
止壤浸提物加入量/ttL
图1 不同土壤浸提物对人参种子胚根生长的影响
Fig.1Inhibitionofdifferentsoilextracts
onradiclegrowthofginsengseeds
胚根的抑制规律比较相似;当土壤浸提物加入量增
至250、300ttL时,人参种子胚轴停止生长,逐渐坏
死,这与土壤B浸提物对人参种子胚根的抑制作用
相类似。其余5种土壤样品中,土壤C和土壤F浸
提物处理后胚轴长度介于11.5~14ITlm,两者对人
参种子胚轴生长的影响不明显。土壤A、土壤D和土
壤E浸提物处理人参种子后,胚轴长度介于4.5~
11.5mm,3者均表现低浓度时抑制作用弱,高浓度
时抑制作用强的特点。
3讨论
连作障碍严重制约人参、西洋参的规范化种植。

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中草焉 ChineseTraditionalandHerbalDrugs第39卷第7期2008年7月·1073·
—_.一A一抚松新林土
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⋯⋯’CK一对照
土壤浸提物加入量/弘L
图2不同土壤浸提物对人参种子胚轴生长的影响
Fig·2Inhibitionofdifferentsoilextracts
onhypocotylgrowthofginsengseeds
迄今,人们从多个不同的角度对人参、西洋参的连作
障碍机制进行了广泛而深入的研究,并且取得了许
多有价值的研究结果。早在20世纪80年代,人们就
对栽参前后土壤微量元素、土壤理化性状、土壤生物
化学活性物质、土壤微生态及土壤酶活性的变化开
展了大量研究,以求对人参的连作障碍机制作出合
理的解释。近年来,随着化感作用研究的深入,人参、
西洋参等强忌连作植物的化感作用研究也逐渐引起
了人们的重视。陈长宝等[4]利用人参根际土壤浸提
物研究了根际土壤的化感作用及其对种子萌发的影
响,发现人参根际土壤中含有促进人参病害发生和
抑制人参生长的自毒性物质以及酯类、有机酸类和
烷类化感物质;研究还发现,人参根际土壤浸提物对
人参愈伤组织生长的抑制作用高于人参根浸提
物[5]。此外,韩东等卟一3还从西洋参种子中分离到公
认的化感物质——邻苯二酚和二苯胺。王玉萍等口1
鋈r...。...h.......L.......L........r.,.....P.......L..,。...k...L
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万方数据
·1074· 中草菊 ChineseTraditionalandHerbalDrugs第39卷第7期2008年7月
从西洋参根系分泌物中发现公认的化感物质N一苯
基一萘胺类物质。
植物通过根系向其生长环境释放化感活性物质
的报道很多,而且报道的化感物质对植物的生长的
化感活性一般表现为低浓度促进,高浓度抑制的特
点[9,10]。从本研究得到的试验结果可以看出,人参根
际土壤浸提物中确实存在抑制人参种子生长的自毒
性物质,对人参种子胚根的生长表现低浓度促进高
浓度抑制的特点,这与前人对自毒物质的描述相类
似。但是,本研究也发现,自毒物质对人参种子生长
的促进作用是相对的,一般是在整体低于对照水平
上表现出的“低促高抑”的作用形式;人参根际土浸
提物对人参种子胚轴生长表现抑制作用,且随着浸
提物浓度的增加,抑制作用不断增强。曾经种植人
参、西洋参的老参地土虽然对人参种子的生长也表
现抑制作用,但作用强度远低于人参根际土,这说明
远离根际的参地土壤中自毒物质的量相对较低,这
种较低的自毒物质量是由于土壤的稀释作用还是土
壤微生物对自毒物质的降解作用目前还不清楚;老
参地土壤浸提物对人参种子生长的抑制作用低于人
参根际土壤,在一定程度上可以说明人参自毒性物
质源于人参根系的分泌作用,但究竟是何种物质抑
制人参种子的生长目前尚无明确结论,上述问题都
值得在今后深入研究。
参考文献:
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干旱胁迫对浙江雪胆光合特性的影响
哀建国,金松恒
(浙江林学院林业与生物技术学院,浙江临安 311300)
摘 要:目的解决浙江雪胆栽培中的水分需求问题。方法对浙江雪胆进行不同天数干旱处理,测定叶绿素的
量、气体交换和叶绿素荧光参数。结果 随着土壤相对含水量的下降,净光合速率(Pn)先迅速上升,15d后开始下
降,气孔导度(Gs)和蒸腾速率(E)也在胁迫5d后均有明显的下降,但是胞间C02浓度(Ci)却明显上升,开放光系
统Ⅱ(PSI)反应中心激发能捕获效率(Fv’/Fm’)也并没有发生明显的变化,电子传递速率(ETR)、PsI实际量子
产额(Ops。)、光化学猝灭(qP)和非光化学猝灭(NPQ)则是先上升后下降,与Pn变化一致。结论轻度干旱有利于
浙江雪胆的生长。这主要与轻度干旱条件下能有效地耗散过剩的激发能有关。
关键词:浙江雪胆;干旱胁迫;光合作用
中图分类号:R282.2 文献标识码:A 文章编号:0253—2670(2008)07—1074—05
EffectsofdroughtstressonphotosyntheticcharacteristicsinHemsleyazhejiangensis
AIJian—guo,JINSong—heng
(SchoolfForestryandBiotechnology,ZhejiangForestryUn versity,Lin7an311300,China)
Abstract:ObjectiveToinvestigatetherequirementofwaterinHemsleyazhejiangensisduringthe
cultureprocess.MethodsT echlorophyllcontent,thegasexchange,andchlorophyllfluorescence
收稿日期:2007—10一12
基金项目:浙江省教育厅基金资助项目(20040702)
作者简介:哀建国(1968一).男,浙江人,副教授。硕士生导师.从事药用植物资源开发与利用研究,已发表论文20余篇。
Tel:(0571)63732761E—mail:aijianguo@yahoo.corn·cn
万方数据
不同土壤浸提物对人参种子生长抑制作用的研究
作者: 李勇, 朱殿龙, 黄小芳, 丁万隆, LI Yong, ZHU Dian-long, HUANG Xiao-fang,
DING Wan-long
作者单位: 中国医学科学院北京协和医学院药用植物研究所,北京,100193
刊名: 中草药
英文刊名: CHINESE TRADITIONAL AND HERBAL DRUGS
年,卷(期): 2008,39(7)
被引用次数: 11次

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本文读者也读过(10条)
1. 张爱华.雷锋杰.许永华.周国兴.张连学.ZHANG Ai-Hua.LEI Feng-Jie.XU Yong-Hua.ZHOU Guo-Xing.ZHANG
Lian-Xue 外源人参皂苷对人参种子萌发和幼根抗氧化酶活性的影响[期刊论文]-生态学报2009,29(9)
2. 杨广顺.王义.孙春玉.蒋世翠.张美萍 人参遗传多样性的SSR分析[期刊论文]-安徽农业科学2010,38(13)
3. 任守让.王瑞霞 对人参锈腐病菌的拮抗真菌及其防病效果[会议论文]-1998
4. 周如军.傅俊范.卯婷婷.孙嘉曼.严雪瑞.ZHOU Ru-jun.FU Jun-fan.MAO Ting-ting.SUN Jia-man.YAN Xue-rui
人参锈腐病拮抗细菌BSO15最适发酵条件研究[期刊论文]-吉林农业大学学报2011,33(3)
5. 赵永华.刘惠卿.刘铁城.傅建国.刘文芝.张雪松.Zhao Yonghua.Liu Huiqing.Liu Tiecheng.Fu Jianguo.Liu
Wenzhi.Zhang Xuesong 外源赤霉素对西洋参种子内源激素变化动态的影响[期刊论文]-中药材2000,23(10)
6. 王淑娟.王树国 西洋参栽培管理技术[期刊论文]-现代农村科技2009(2)
7. 邱兴荣.QIU Xing-rong 黄甜竹地下茎生长规律研究[期刊论文]-防护林科技2007(5)
8. 汤飞宇.翟志席.郭玉海 西洋参体细胞胚胎发生及植株再生[期刊论文]-中国农业科技导报2004,6(5)
9. 贾蕾.孙淑兰.李存东 祁白芷的生长规律及氮磷钾肥效应[期刊论文]-农业与技术2009,29(4)
10. 叶芳.苑伟政.Ye Fang.Yuan Weizheng 基于基因表达谱芯片的人参对衰老脑组织作用研究[期刊论文]-西北工
业大学学报2006,24(5)

引证文献(11条)
1.张爱华.雷锋杰.许永华.周国兴.张连学 外源人参皂苷对人参种子萌发和幼根抗氧化酶活性的影响[期刊论文]-生
态学报 2009(9)
2.人参根系分泌物对种子萌发的自毒效应[期刊论文]-种子 2009(10)
3.张鹤.赵雨.邢楠楠.杨菲.李芸彤.赵大庆 不同生长时期人参茎中几种氧化还原酶的活力变化研究[期刊论文]-中
国农学通报 2012(3)
4.雷锋杰.张爱华.方斯文.张连学 人参根系分泌物对4种药用植物的化感作用研究[期刊论文]-中国农学通报
2010(19)
5.黄小芳.李勇.易茜茜.丁万隆 五种化感物质对人参根系酶活性的影响[期刊论文]-中草药 2010(1)
6.李勇.丁万隆 人参与病原茵互作代谢产物醇溶性主成分分析[期刊论文]-生态学杂志 2009(2)
7.李勇.应益昕.赵东岳.晋森.丁万隆 人参及西洋参栽培土壤微生物种群遗传多样性的RAPD分析[期刊论文]-中草药
2010(11)
8.雷锋杰.张爱华.张秋菊.张连学 人参、西洋参化感作用研究进展[期刊论文]-中国中药杂志 2010(17)
9.李勇.刘时轮.黄小芳.丁万隆 人参(Panax ginseng)根系分泌物成分对人参致病菌的化感效应[期刊论文]-生态学
报 2009(1)
10.张爱华.雷锋杰.许永华.周国兴.张连学 外源人参皂苷对人参种子萌发和幼根抗氧化酶活性的影响[期刊论文]-
生态学报 2009(9)
11.李勇.刘时轮.黄小芳.丁万隆 人参(Panax ginseng)根系分泌物成分对人参致病菌的化感效应[期刊论文]-生态
学报 2009(1)


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