全 文 : Guihaia May 2016ꎬ 36(5):607-614
http: / / journal.gxzw.gxib.cn
http: / / www.guihaia-journal.com
DOI: 10.11931 / guihaia.gxzw201507008
沈玉聪ꎬ张红瑞ꎬ张子龙ꎬ等. 酚酸类物质对三七幼苗的化感影响[J]. 广西植物ꎬ 2016ꎬ 36(5):607-614
SHEN YCꎬZHANG HRꎬZHANG ZLꎬet al. Allelopathic effects of phenolic acids on Panax notoginseng seedlings[J]. Guihaiaꎬ 2016ꎬ 36(5):607-614
酚酸类物质对三七幼苗的化感影响
沈玉聪1ꎬ 张红瑞1ꎬ 张子龙2∗ꎬ 高致明1
( 1. 河南农业大学 农学院河南省高校中药资源开发与利用工程技术研究中心ꎬ 郑州 450002ꎻ
2. 北京中医药大学 中药学院中药材规范化生产教育部工程研究中心ꎬ 北京 100102 )
摘 要: 该文研究了不同浓度的阿魏酸、对香豆酸、丁香酸、对羟基苯甲酸、香草酸 5 种酚酸类物质对三七幼
苗生长和生理的影响ꎮ 结果表明:处理后ꎬ三七幼苗的苗高、根长、可溶性蛋白质含量、根系活力、CAT 以及
POD活性均有所降低ꎮ 其中ꎬ阿魏酸各处理组幼苗的苗高及 POD 活性均显著降低ꎬ50、100 mgL ̄1的对香豆
酸以及 100 mgL ̄1的香草酸处理组幼苗苗高也分别比对照显著降低 16.19%、16.67%和 29.29%ꎻ对香豆酸、丁
香酸以及对羟基苯甲酸各处理组幼苗根长均显著低于对照ꎻ香草酸处理组幼苗的根系活力也显著低于对照ꎬ
且幼苗的 CAT活性在 10、50、100 mgL ̄1丁香酸、对羟基苯甲酸以及香草酸处理下也达到了显著降低水平ꎮ
此外ꎬ1 mgL ̄1阿魏酸以及 100 mgL ̄1香草酸处理组幼苗的叶绿素含量也均显著降低ꎻ中高浓度的阿魏酸、
对香豆酸、丁香酸、对羟基苯甲酸增加了三七幼苗的 MDA含量ꎬ而香草酸在 0.1、1、10、100 mgL ̄1浓度下显著
降低幼苗的 MDA 含量ꎻ丁香酸、香草酸、对羟基苯甲酸以及中高浓度的对香豆酸增加了三七幼苗的 SOD 活
性ꎬ且香草酸各处理组均达到了显著性水平ꎮ 综上结果表明ꎬ5 种酚酸类物质对三七幼苗均具有一定的化感
抑制作用ꎬ但各酚酸物质的作用方式及强度并不完全一致ꎬ阿魏酸的化感影响较大ꎬ这为进一步研究三七的化
感自毒作用提供了一定的理论参考ꎮ
关键词: 阿魏酸ꎬ 对香豆酸ꎬ 丁香酸ꎬ 对羟基苯甲酸ꎬ 香草酸ꎬ 生理影响
中图分类号: Q945ꎬ S567 文献标识码: A 文章编号: 1000 ̄3142(2016)05 ̄0607 ̄08
Allelopathic effects of phenolic acids on
Panax notoginseng seedlings
SHEN Yu ̄Cong1ꎬ ZHANG Hong ̄Rui1ꎬ ZHANG Zi ̄Long2∗ꎬ GAO Zhi ̄Ming1
( 1. College of Agricultureꎬ Henan Agricultural Universityꎬ Research Center for the Development and Utilization of Resources of Traditional
Chinese Medicine Engineering Technology in Collegesand Universitiesꎬ Zhengzhou 450002ꎬ Chinaꎻ 2. School of Chinese
Pharmacyꎬ Beijing University of Chinese Medicineꎬ Chinese Herbal Medicine Standardized Production
Engineering Research Center of the Education Ministryꎬ Beijing 100102ꎬ China )
Abstract: This article studied the effects of ferulic acidꎬ P ̄coumaric acidꎬ syringic acidꎬ P ̄hydroxybenzoic acid and
vanillic acid at different concentrations on the growth and physiology of Panax notoginseng seedlings. The results
showed that shoot heightꎬ root lengthꎬ soluble protein contentꎬ root activityꎬ CAT and POD activity of P. notoginseng
seedlings decreased. Among themꎬ shoot height and POD activity of seedlings were decreased obviously by ferulic
acidꎻ and the shoot height of 50ꎬ 100 mgL ̄1 P ̄coumaric acid and 100 mgL ̄1 vanillic acid were 16.19%ꎬ 16.67%
and 29.29% dramatically lower than that of the control group. The root length of seedlings were also reduced signifi ̄
收稿日期: 2015 ̄08 ̄11 修回日期: 2015 ̄12 ̄08
基金项目: 国家自然科学基金(81102751)[Supported by the National Science Foundation of China(81102751)]ꎮ
作者简介: 沈玉聪(1989 ̄ )ꎬ女ꎬ河南邓州人ꎬ硕士研究生ꎬ主要从事药用植物栽培研究ꎬ(E ̄mail)hnautcm@ 126.comꎮ
∗通讯作者: 张子龙ꎬ博士ꎬ副研究员ꎬ主要从事药用植物资源与栽培研究ꎬ(E ̄mail)zhangzilong76@ 163.comꎮ
cantly by P ̄coumaric acidꎬ syringic acid and P ̄hydroxybenzoic acidꎬ and the root activity of vanillic acid were reduced
significantly as wellꎬmeanwhile the CAT activity of seedlings were decreased by 10ꎬ 50ꎬ 100 mgL ̄1 Syringic acidꎬ
P ̄hydroxybenzoic acid and vanillic acid. In additionꎬ the content of chlorophyll of seedlings were also reduced obvious ̄
ly by 1 mgL ̄1 ferulic acid and 100 mgL ̄1 vanillic acid. Furthermoreꎬ the content of MDA increased at higher con ̄
centrations of ferulic acidꎬ P ̄coumaric acidꎬ syringic acid and P ̄hydroxybenzoic acidꎬ while it decreased significantly
at 0.1ꎬ 1ꎬ 10 and 100 mgL ̄1 concentrations of vanillic acid. Besides thatꎬ the SOD activity of seedlings increased
when treated with syringic acidꎬ vanillic acidꎬ P ̄hydroxybenzoic acid and higher concentrations of P ̄coumaric acidꎬ
moreover vanillic acid increased them significantly. The results showed that five phenolic acids had some certain allelo ̄
pathic inhibitory effects on P. notoginseng seedlingsꎬ but the effects were not completely consistent. Among themꎬ feru ̄
lic acid had greater influence. These provides some theoretical reference for further research of allelopathic autotoxicity
of P. notoginseng.
Key words: ferulic acidꎬ P ̄coumaric acidꎬ syringic acidꎬ P ̄hydroxybenzoic acidꎬ vanillic acidꎬ physiological effects
三七为五加科植物ꎬ是我国常用大宗中药材之
一ꎬ具有扩张血管、降低血压、抗血栓、止血活血补血
等作用(张玉军ꎬ 2009)ꎮ 近几年ꎬ随着三七的应用
越来越广泛ꎬ市场需求量不断增大ꎬ但制约三七产量
及种植面积的关键因素即连作障碍问题并没有得到
有效解决ꎮ 已有研究(游佩进等ꎬ 2009aꎬ bꎬ cꎻ 张
子龙等ꎬ 2010)表明ꎬ三七连作土壤或根区土壤水提
液不仅对萝卜、白菜、莴苣种子及幼苗生长产生一定
化感作用ꎬ而且会对三七自身种子萌发及幼苗生长
产生化感影响ꎬ但具体机理并不清楚ꎮ 植物中所发
现的化感物质主要来源于植物的次生代谢产物ꎬ分
子量较小ꎬ结构简单ꎬ主要分为水溶性有机酸、醌类、
苯甲酸及其衍生物、肉桂酸及其衍生物、香豆素类、
类黄酮类、嘌呤和核苷等 l4 类(张学文等ꎬ2007)ꎮ
其中ꎬ酚类和类萜类化合物是高等植物的主要化感
物质(张重义等ꎬ2009)ꎮ 朱琳等(2014)从种植过三
七的土壤中分离得到 26个挥发性成分ꎬ并认为邻苯
二甲酸二异丁酯等物质是导致三七产生化感作用的
重要原因ꎻ周家明等(2012)从连作三七土壤提取液
中检测到阿魏酸、胡萝卜苷等 7 个化合物ꎻ吴立洁
(2014)也从三七根际土壤中分离出阿魏酸、对香豆
酸等六种酚酸类物质ꎮ
近年来ꎬ关于酚酸类物质化感作用的研究较多ꎬ
Yan et al(2010)从山猪菜中分离出八种酚酸ꎬ并表
明这八种酚酸对拟南芥种子萌发具有较强的抑制活
性ꎻ吕卫光等(2013)在西瓜残体腐解物以及根系分
泌物中检测到 4 种酚酸物质ꎬ并表明这些酚酸物质
对西瓜的种子萌发以及根系生长均有不同程度的影
响ꎻ吴宗伟等(2009)的研究表明重茬地黄根际土壤
中的阿魏酸等酚酸物质对水培地黄的根长以及抗氧
化酶 SOD等生长生理指标都有一定的抑制作用ꎻ吴
立洁(2014)研究发现三七根际土壤中存在的阿魏
酸、对香豆酸等六种酚酸类物质对三七的发芽率、苗
高、根长等生长指标均有一定的影响ꎻ孙玉琴等
(2008)的研究也表明阿魏酸对三七等植物种子的
发芽具有一定的抑制作用ꎮ 但阿魏酸、对香豆酸等
酚酸类物质对三七幼苗生理方面影响的报道很少ꎮ
抗氧化酶 CAT、POD等一系列生理指标能够在一定
程度上反映植物的健康状况ꎬ因此ꎬ本研究分析了三
七根际土壤中存在的阿魏酸、对香豆酸、丁香酸、对
羟基苯甲酸、香草酸对三七幼苗生长生理的影响ꎬ以
期从生长和生理两方面揭示酚酸类物质对三七幼苗
的化感作用影响ꎬ也为从生理机制角度探讨三七的
自毒作用提供参考和依据ꎮ
1 材料与方法
1.1 材料
三七种子由文山三七研究院栽培研究所提供ꎮ
阿魏酸、对香豆酸、丁香酸、对羟基苯甲酸、香草酸均
购自 Sigma公司ꎮ
1.2 试验设置
三七种子经过处理后用湿沙(含水量 25%左
右)埋藏ꎬ40 d后挑选刚萌发的大小一致的种子ꎬ用
3%的次氯酸钠溶液消毒 5 min 后用蒸馏水冲洗干
净ꎬ放入盛有 40 g 石英砂的培养皿中ꎬ每个培养皿
30粒ꎬ分别加入 0.01、0.1、1、10、50、100 mgL ̄1的阿
魏酸、对香豆酸、丁香酸、对羟基苯甲酸、香草酸处理
液各 15 mLꎬ对照用蒸馏水代替ꎬ盖上培养皿盖保持
湿度ꎬ每个处理重复 3次ꎮ 在室内(室温 17~20 ℃)
自然光下进行培养ꎬ培养皿中每隔 12 h 加入 15 mL
1 / 2霍格兰营养液保持湿度ꎮ
806 广 西 植 物 36卷
1.3 指标测定
处理 25 d 后取三七幼苗叶片对各项生理指标
进行测定ꎮ 丙二醛含量采用硫代巴比妥酸法(孔祥
生等ꎬ 2008)ꎻSOD活性采用氮蓝四唑法(孔祥生等ꎬ
2008)ꎻ CAT 活性采用过氧化氢法 (孔祥生等ꎬ
2008)ꎻPOD活性采用愈创木酚法(李玲ꎬ 2009)ꎻ可
溶性蛋白质含量采用考马斯亮蓝 G ̄250 染色法(孔
祥生等ꎬ 2008)ꎻ可溶性糖含量采用苯酚法(孔祥生
等ꎬ 2008)ꎻ叶绿素含量采用叶绿素仪进行检测ꎮ 根
系活力采用氯化三苯基四氮唑法 (孔祥生等ꎬ
2008)ꎮ 苗高和根长用直尺进行测量ꎮ
1.4 数据分析
用 Williamson(1988)提出的化感效应指数 RI
(RI= 1-C / TꎬC为对照值ꎬT 为处理值)来衡量化感
强度的大小ꎮ
当 RI>0 时为促进作用ꎻ当 RI<0 时为抑制作
用ꎬRI绝对值代表化感作用强度的大小ꎮ
参考张子龙等(2014)的方法计算平均化感指
数来比较各测定指标间的化感作用强弱ꎮ
MSIR =
∑nj=1a j
n
式中ꎬR为平均敏感指数(M )的级别或层次ꎬa
为数据项ꎬn 为该级别或层次数据(RI)的总个数ꎮ
当 MSI> 0时为促进ꎬ当 MSI< 0时为抑制ꎬ绝对值的
大小与作用强度(敏感性)一致ꎮ
数据采用 DPS v7.05 版数据分析软件进行单因
素试验统计分析ꎮ
2 结果与分析
2.1 不同浓度酚酸类物质对三七幼苗生长的影响
2.1.1 对三七幼苗苗高的影响 由表 1 可知ꎬ 0.01 ~
100 mgL ̄1各浓度酚酸类物质处理后三七幼苗的
苗高均低于对照ꎮ 其中ꎬ阿魏酸各处理组均达到显
著降低水平(P<0.05)ꎬ50、100 mgL ̄1的对香豆酸
及 100 mgL ̄1的香草酸处理组也分别比对照显著
降低 16.19%、16.67%和 29.29% (P<0.05)ꎬ0.1~100
mgL ̄1的丁香酸及 1、50、100 mgL ̄1的对羟基苯
甲酸处理组也均达到显著降低水平(P<0.05)ꎮ
2.1.2 对三七幼苗根长的影响 不同浓度酚酸类物
质处理后ꎬ三七幼苗根长均有所降低(表 2)ꎮ 0.01~
100 mgL ̄1的对香豆酸、丁香酸以及对羟基苯甲酸
各处理组幼苗根长均显著低于对照(P<0.05)ꎻ0.1 ~
100 mgL ̄1的阿魏酸和香草酸各处理组也均达到
了显著性水平(P<0.05)ꎮ
2.2 不同浓度酚酸类物质对三七幼苗各项生理指标
的影响
2.2.1 对三七幼苗可溶性蛋白质含量的影响 5 种
酚酸及其不同浓度处理均降低三七幼苗可溶性蛋白
含量(表 3)ꎮ 阿魏酸和对香豆酸浓度为 0.01 mg
L ̄1时ꎬ三七幼苗的可溶性蛋白质含量显著低于对照
的含量 ( P < 0.05)ꎬ分别比对照降低 28. 70%和
17.52%ꎮ 10、50 mgL ̄1的丁香酸处理显著降低三
七幼苗的可溶性蛋白质含量(P<0.05)ꎬ分别较对照
低 17.65%和 16.87%ꎮ 在对羟基苯甲酸处理组中ꎬ
三七幼苗的可溶性蛋白质含量在 10、100 mgL ̄1浓
度处理下显著低于对照(P<0.05)ꎮ 与对照相比ꎬ香
草酸各浓度处理均没有显著降低三七幼苗可溶性蛋
白的含量(P>0.05)ꎮ
2.2.2 对三七幼苗叶绿素含量的影响 由表 4 可以
看出ꎬ不同浓度的 5种酚酸类物质处理后ꎬ三七幼苗
中的叶绿素含量变化不一ꎮ 在阿魏酸处理组中ꎬ1
mg L ̄1的浓度处理具有显著的抑制作用 ( P <
0.05)ꎬ抑制达到了 30.25%ꎻ其余浓度处理的三七幼
苗ꎬ叶绿素含量与对照无显著差异(P>0.05)ꎮ 对香
豆酸浓度为 0.01、50 mgL ̄1时能显著降低三七幼
苗叶绿素含量(P<0.05)ꎮ 对羟基苯甲酸在浓度为 1
和 100 mgL ̄1时对三七幼苗叶绿素含量也具有显
著的抑制作用(P<0.05)ꎮ 香草酸仅在高浓度 100
mgL ̄1时具有显著抑制作用(P<0.05)ꎮ
2.2.3 对三七幼苗根系活力的影响 由表 5 可知ꎬ不
同浓度的 5种酚酸均降低了三七幼苗的根系活力ꎬ
0.01~100 mgL ̄1的香草酸各处理组幼苗根系活力
均显著低于对照(P<0.05)ꎻ0.1~100 mgL ̄1的对羟
基苯甲酸和 0.1 ~ 100 mgL ̄1的丁香酸各处理组也
均达到了显著性水平(P<0.05)ꎻ0.1、50 mgL ̄1的
阿魏酸和 0.1、50、100 mgL ̄1的对香豆酸都显著降
低三七幼苗的根系活力(P<0.05)ꎮ
2.2.4 对三七幼苗丙二醛(MDA)含量的影响 由表
6可知ꎬ在中高浓度 10、50、100 mgL ̄1的阿魏酸、对
香豆酸、丁香酸、对羟基苯甲酸处理下ꎬ三七幼苗中
的 MDA含量均比对照高ꎬ但均不显著(P>0.05)ꎻ在
香草酸处理组中ꎬ0.01 ~ 100 mgL ̄1的各浓度处理
组均比对照含量低ꎬ并且 0.1、1、10、100 mgL ̄1的处
理组达到了显著性水平(P<0.05)ꎮ
2.2.5 对三七幼苗过氧化氢酶(CAT)活性的影响 由
9065期 沈玉聪等: 酚酸类物质对三七幼苗的化感影响
表 1 不同浓度酚酸类物质处理对三七幼苗苗高的影响 (cm)
Table 1 Effects of phenolic acids at different concentrations on shoot height of Panax notoginseng seedlings
化感物质
Allelochemical
处理浓度 Treatment concentration (mgL ̄1)
0 0.01 0.1 1 10 50 100
阿魏酸
Ferulic acid
4.20±0.070a 3.03±0.025de 2.73±0.075e 3.50±0.100bc 3.65±0.150b 3.24±0.210cd 3.27±0.065cd
对香豆酸
P ̄coumaric acid
4.20±0.070a 3.77±0.400ab 3.69±0.015ab 3.71±0.040ab 3.72±0.150ab 3.52±0.015b 3.50±0.000b
丁香酸
Syringic acid
4.20±0.070a 4.03±0.000a 3.15±0.080c 3.42±0.115bc 3.58±0.005b 3.24±0.135c 3.25±0.150c
对羟基苯甲酸
P ̄hydroxybenzoic acid
4.20±0.070a 4.00±0.100ab 3.87±0.035abc 3.39±0.240cd 3.70±0.13abcd 3.59±0.185bcd 3.34±0.210d
香草酸
Vanillic acid
4.20±0.070a 4.17±0.100a 4.19±0.135a 3.99±0.015a 4.13±0.025a 4.17±0.000a 2.97±0.035b
注: 同一行中不同字母表示差异显著 (P<0.05)ꎮ 下同ꎮ
Note: Different letters in same line mean significant differences (P<0.05) . The same below.
表 2 不同浓度酚酸类物质处理对三七幼苗根长的影响 (cm)
Table 2 Effects of phenolic acids at different concentrations on root length of Panax notoginseng seedlings
化感物质
Allelochemical
处理浓度 Treatment concentration (mgL ̄1)
0 0.01 0.1 1 10 50 100
阿魏酸
Ferulic acid
1.33±0.025a 1.26±0.010a 0.80±0.000b 0.51±0.040c 0.93±0.125b 0.97±0.065b 0.78±0.025b
对香豆酸
P ̄coumaric acid
1.33±0.025a 0.85±0.050cd 0.73±0.000d 0.99±0.085bc 0.75±0.050d 0.89±0.015bcd 1.02±0.050b
丁香酸
Syringic acid
1.33±0.025a 0.79±0.040c 0.97±0.035b 0.95±0.020b 0.84±0.060bc 0.83±0.025bc 0.87±0.065bc
对羟基苯甲酸
P ̄hydroxybenzoic acid
1.33±0.025a 1.02±0.050b 0.80±0.050bc 0.83±0.125bc 0.87±0.065bc 0.89±0.060bc 0.76±0.110c
香草酸
Vanillic acid
1.33±0.025a 1.28±0.050ab 0.92±0.050cd 0.78±0.050e 1.18±0.025b 0.95±0.020c 0.81±0.040de
注: 均值差的显著性水平为0.05ꎮ 下同
Note: The mean difference is significant at the 0.05 level. The same below.
表 3 不同浓度酚酸类物质处理对三七幼苗可溶性蛋白质含量的影响 (mgg ̄1)
Table 3 Effects of phenolic acids at different concentrations on soluble protein content of Panax notoginseng seedlings
化感物质
Allelochemical
处理浓度 Treatment concentration (mgL ̄1)
0 0.01 0.1 1 10 50 100
阿魏酸
Ferulic acid
15.47±0.925a 11.03±1.415b 13.45±0.190a 14.16±0.325a 14.17±0.330a 13.83±0.615a 13.57±0.365a
对香豆酸
P ̄coumaric acid
15.47±0.925a 12.76±0.480b 13.35±0.960ab 13.64±0.220ab 13.51±0.295ab 13.37±1.525ab 13.23±0.330ab
丁香酸
Syringic acid
15.47±0.925a 13.91±0.300ab 14.54±0.165ab 14.46±0.235ab 12.74±0.165b 12.86±1.320b 13.73±0.680ab
对羟基苯甲酸
P ̄hydroxybenzoic acid
15.47±0.925a 14.30±0.425ab 13.22±0.140ab 13.71±1.045ab 13.10±0.240b 14.21±0.790ab 12.42±0.725b
香草酸
Vanillic acid
15.47±0.925a 14.44±0.790a 14.32±0.300a 14.12±0.070a 14.93±0.145a 13.87±1.140a 14.44±0.290a
表 7可知ꎬ0.01 ~ 100 mgL ̄1各浓度酚酸类物质处
理后三七幼苗中过氧化氢酶的活性均低于对照ꎮ 其
中 10、50、100 mgL ̄1的丁香酸、对羟基苯甲酸和香
草酸处理组均达到了显著降低水平(P<0.05)ꎬ1、10
016 广 西 植 物 36卷
表 4 不同浓度酚酸类物质处理对三七幼苗中叶绿素含量的影响 (用 SPAD值表示)
Table 4 Effects of phenolic acids at different concentrations on chlorophyll content of Panax notoginseng seedlings
化感物质
Allelochemical
处理浓度 Treatment concentration (mgL ̄1)
0 0.01 0.1 1 10 50 100
阿魏酸
Ferulic acid
27.60±1.180ab 26.40±0.000abc 26.73±3.575abc 19.25±3.550c 27.23±1.575ab 28.80±3.100a 19.85±0.000bc
对香豆酸
P ̄coumaric acid
27.60±1.180ab 22.80±1.700c 29.20±1.400ab 24.85±1.050bc 30.35±1.200a 22.58±2.175c 29.23±0.375ab
丁香酸
Syringic acid
27.60±1.180ab 30.08±1.625a 24.85±0.550ab 21.83±1.275b 26.18±5.425ab 24.65±0.600ab 28.55±2.450ab
对羟基苯甲酸
P ̄hydroxybenzoic acid
27.60±1.180ab 25.78±0.025bc 30.63±0.225a 22.70±0.000c 30.10±1.150a 28.23±2.275ab 23.35±0.350c
香草酸
Vanillic acid
27.60±1.180ab 30.73±1.325a 28.65±1.850ab 29.58±0.125ab 25.05±2.55bc 25.58±0.525bc 21.75±1.650c
表 5 不同浓度酚酸类物质处理对三七幼苗根系活力的影响 (μgg ̄1h ̄1)
Table 5 Effects of phenolic acids at different concentrations on root activity of Panax notoginseng seedlings
化感物质
Allelochemical
处理浓度 Treatment concentration (mgL ̄1)
0 0.01 0.1 1 10 50 100
阿魏酸
Ferulic acid
730.42±18.550a 721.94±12.190a 669.48±11.660c 702.34±2.115ab 724.59±1.060a 670.54±2.120bc 728.30±2.650a
对香豆酸
P ̄coumaric acid
730.42±18.550a 724.06±3.710a 621.79±0.000c 728.83±3.180a 727.77±2.120a 678.49±10.070b 671.07±9.010b
丁香酸
Syringic acid
730.42±18.550a 694.92±7.420abc 709.76±9.535ab 532.77±2.120d 521.64±4.770d 673.72±18.020bc 671.07±6.890c
对羟基苯甲酸
P ̄hydroxybenzoic acid
730.42±18.550a 682.20±7.420ab 662.06±2.120b 600.07±18.545c 565.10±28.085c 673.19±5.830b 656.24±12.185b
香草酸
Vanillic acid
730.42±18.550a 636.63±6.360b 582.58±7.420c 577.28±10.600c 572.51±14.310c 516.34±1.590d 526.94±7.950d
表 6 不同浓度酚酸类物质处理对三七幼苗MDA含量的影响 (nmolg ̄1)
Table 6 Effects of phenolic acids at different concentrations on MDA content of Panax notoginseng seedlings
化感物质
Allelochemical
处理浓度 Treatment concentration (mgL ̄1)
0 0.01 0.1 1 10 50 100
阿魏酸
Ferulic acid
31.10±2.320ab 20.02±3.100b 27.73±4.045ab 26.86±0.000ab 32.16±6.140ab 31.67±7.195ab 38.67±8.340a
对香豆酸
P ̄coumaric acid
31.10±2.320a 31.06±2.015a 39.42±3.045a 29.89±2.070a 32.65±3.760a 34.80±4.755a 37.13±5.405a
丁香酸
Syringic acid
31.10±2.320a 22.26±1.750a 37.34±4.040a 34.84±6.250a 35.62±6.320a 31.74±6.235a 30.20±5.465a
对羟基苯甲酸
P ̄hydroxybenzoic acid
31.10±2.320ab 38.70±0.565a 31.66±3.435ab 25.88±3.160b 33.58±4.015ab 34.95±4.230ab 36.74±5.585ab
香草酸
Vanillic acid
31.10±2.320a 29.23±1.435ab 25.06±0.730bc 25.94±1.960bc 26.10±0.595bc 29.03±1.215ab 22.50±0.100c
mgL ̄1的阿魏酸处理组也分别显著低于对照组
48.20%和 47.64%(P<0.05)ꎬ而对香豆酸各浓度处
理组均不显著(P>0.05)ꎮ
2.2.6 对三七幼苗过氧化物酶(POD)活性的影响
由表 8可知ꎬ0.01 ~ 100 mgL ̄1各浓度酚酸类物质
处理后三七幼苗中过氧化物酶的活性均比对照低ꎮ
其中ꎬ阿魏酸处理组均显著低于对照(P < 0.05)ꎻ
0.01 mgL ̄1的对香豆酸和香草酸处理组分别显著
低于对照 48.48%、22.56%(P<0.05)ꎻ对羟基苯甲酸
各浓度处理组除了 1 mgL ̄1外均达到了显著性水平
1165期 沈玉聪等: 酚酸类物质对三七幼苗的化感影响
表 7 不同浓度酚酸类物质处理后三七幼苗中过氧化氢酶活性的变化 (Ug ̄1min ̄1)
Table 7 Change of catalase activity of Panax notoginseng seedlings under
the treatement of phenolic acids with different concentrations
化感物质
Allelochemical
处理浓度 Treatment concentration (mgL ̄1)
0 0.01 0.1 1 10 50 100
阿魏酸
Ferulic acid
880.00±
55.000a
585.00±
35.000ab
710.00±
90.000ab
460.00±
20.000b
465.00±
50.000b
635.00±
35.000ab
550.00±
70.000ab
对香豆酸
P ̄coumaric acid
880.00±
55.000a
465.00±
5.000a
455.00±
21.000a
610.00±
23.000a
730.00±
10.000a
525.00±
14.0000a
625.00±
65.000a
丁香酸
Syringic acid
880.00±
55.000a
500.00±
30.000b
645.00±
15.000ab
575.00±
45.000b
570.00±
50.000b
595.00±
75.000b
560.00±
90.000b
对羟基苯甲酸
P ̄hydroxybenzoic acid
880.00±
55.000a
780.00±
70.000ab
570.00±
10.000bc
675.00±
95.000abc
495.00±
5.000c
605.00±
65.000bc
520.00±
30.000bc
香草酸
Vanillic acid
880.00±
55.000a
685.00±
35.000ab
505.00±
65.000b
560.00±
70.000b
625.00±
15.000b
535.00±
35.000b
600.00±
55.000b
表 8 不同浓度酚酸类物质处理后三七幼苗中过氧化物酶活性的变化 (Ug ̄1min ̄1)
Table 8 Change of peroxidase activity of Panax notoginseng seedlings under
the treatement of phenolic acids with different concentrations
化感物质
Allelochemical
处理浓度 Treatment concentration (mgL ̄1)
0 0.01 0.1 1 10 50 100
阿魏酸
Ferulic acid
656.00±
44.000a
322.00±
14.000c
394.00±
22.000bc
468.00±
20.000b
404.00±
40.000bc
400.00±
32.000bc
476.00±
84.000b
对香豆酸
P ̄coumaric acid
656.00±
44.000a
338.00±
38.000b
426.00±
26.000ab
474.00±
2.000ab
396.00±
48.000ab
398.00±
54.000ab
394.00±
46.000ab
丁香酸
Syringic acid
656.00±
44.000a
538.00±
2.000abc
628.00±
20.000ab
586.00±
50.000abc
486.00±
22.000bc
432.00±
10.000c
512.00±
24.000abc
对羟基苯甲酸
P ̄hydroxybenzoic acid
656.00±
44.000a
410.00±
38.000b
436.00±
44.000b
464.00±
52.000ab
410.00±
22.000b
536.00±
20.000ab
428.00±
60.000b
香草酸
Vanillic acid
656.00±
44.000a
508.00±
52.000b
528.00±
36.000ab
538.00±
70.000ab
570.00±
14.000ab
534.00±
2.000ab
562.00±
34.000ab
表 9 不同浓度酚酸类物质处理后三七幼苗中超氧化物歧化酶活性的变化 (Ug ̄1)
Table 9 Change of SOD activity of Panax notoginseng seedlings under the treatement of phenolic acids with different concentrations
化感物质
Allelochemical
处理浓度 Treatment concentration (mgL ̄1)
0 0.01 0.1 1 10 50 100
阿魏酸
Ferulic acid
325.82±
32.000a
337.46±
46.545a
346.18±
8.730a
343.28±
23.275a
298.18±
50.910a
290.91±
66.91a
340.36±
32.000a
对香豆酸
P ̄coumaric acid
325.82±
32.000bcd
286.55±
24.725d
306.91±
16.000cd
429.10±
65.455abc
442.19±
14.545ab
466.91±
36.360a
442.18±
40.730ab
丁香酸
Syringic acid
325.82±
32.000a
336.00±
39.270a
331.64±
43.635a
450.91±
2.910a
398.55±
98.905a
408.73±
42.180a
427.64±
58.185a
对羟基苯甲酸
P ̄hydroxybenzoic acid
325.82±
32.000b
401.46±
58.185ab
417.46±
36.365ab
411.64±
65.455ab
429.09±
16.000ab
456.73±
2.910a
414.55±
10.185ab
香草酸
Vanillic acid
325.82±
32.000b
429.09±
45.090a
448.00±
20.360a
455.28±
39.275a
481.46±
21.815a
452.36±
13.090a
472.73±
7.275a
(P<0.05)ꎮ
2.2.7 对三七幼苗超氧化物歧化酶(SOD)活性的影
响 由表 9 可知ꎬ0.01 ~ 100 mgL ̄1各浓度不同酚
酸类物质处理后三七幼苗中超氧化物歧化酶的活性
变化不一ꎮ 其中ꎬ丁香酸、对羟基苯甲酸和香草酸处
理组的酶活性整体比对照高ꎬ 且香草酸各浓度处理
216 广 西 植 物 36卷
表 10 不同酚酸对三七幼苗的化感作用差异
Table 10 Allelopathic differences of Panax notoginseng seedlings under the treatements of different phenolic acids
化感物质
Allelochemical
三级
敏感
指数
M3
二级敏感指数 M2
农艺
性状
Agronomic
Character
生理
指标
Phsiological
indexes
一级敏感指数 M1
苗高
Seeding
height
根长
Root
length
可溶性
蛋白质
含量
Soluble
protein
content
叶绿
素含
量
Chlorophyll
content
根系
活力
Root
activity
MDA
含量
MDA
content
CAT
活性
CAT
activity
POD
活性
POD
activity
SOD
活性
SOD
activity
阿魏酸
Ferulic acid
 ̄0.35  ̄0.47  ̄0.24  ̄0.31  ̄0.64  ̄0.13  ̄0.16  ̄0.04  ̄0.12  ̄0.59  ̄0.62 0.00
对香豆酸
P ̄coumaric acid
 ̄0.26  ̄0.35  ̄0.18  ̄0.15  ̄0.55  ̄0.13  ̄0.06  ̄0.06 0.08  ̄0.59  ̄0.64 0.15
丁香酸
Syringic acid
 ̄0.26  ̄0.38  ̄0.14  ̄0.23  ̄0.53  ̄0.10  ̄0.08  ̄0.17  ̄0.01  ̄0.54  ̄0.26 0.16
对羟基苯甲酸
P ̄hydroxybenzoic acid
 ̄0.25  ̄0.36  ̄0.14  ̄0.16  ̄0.55  ̄0.12  ̄0.05  ̄0.15 0.05  ̄0.48  ̄0.48 0.23
香草酸
Vanillic acid
 ̄0.19  ̄0.24  ̄0.15  ̄0.08  ̄0.39  ̄0.05  ̄0.04  ̄0.29  ̄0.19  ̄0.52  ̄0.22 0.29
注: M l中 n= 18ꎬ表示每品种有 1个处理ꎬ每处理有 6个浓度ꎬ每浓度有 3个重复ꎮ M2中ꎬ三七幼苗农艺性状(包括苗高、根长)ꎬn= 18×2= 36ꎻ幼苗生理指标(包括
可溶性蛋白质含量、叶绿素含量、根系活力等 7个指标)ꎬn= 18×7= 126ꎬM3中酚酸的综合化感作用(包括幼苗农艺性状和幼苗生理指标两方面)ꎬn= 36+126= 162ꎮ
Note: n= 18 in M1 means that there are 6 concentrations in every treatment and every treatment has 3 repetitions. Agronomic characters of Panax notoginseng seedlings in ̄
clude shoot height and root length(n = 18×2= 36) in M2ꎬ while physiological indexes include 7 indicators such as soluble protein contentꎬ chlorophyll contentꎬ root activity
and so on(n = 18×7= 126) . Comprehensive effects of phenolic acids include both of agronomic characters and physiological indexes in M3(n= 36+126= 162) .
组均达到显著性水平(P<0.05)ꎻ对香豆酸处理组的
酶活性在低浓度0.01~ 0.1 mgL ̄1处理下略低于对
照ꎬ变化并不明显(P>0.05)ꎬ但在中高浓度 1 ~ 100
mgL ̄1处理下高于对照ꎬ且 50 mgL ̄1处理组明显
比对照高出43.30%(P<0.05)ꎻ阿魏酸处理组的酶活
性在低浓度 0.01~1 mgL ̄1处理下略高于对照(P<
0.05)ꎮ
2.3 不同酚酸对三七幼苗的化感作用差异
计算三七幼苗对于各酚酸物质化感作用的平均
敏感指数ꎬ结果见表 10ꎮ 由表 10 可知ꎬ一、二、三级
敏感指数大部分为负值ꎬ说明 5 种酚酸对三七幼苗
有化感抑制作用ꎮ 由一级敏感指数 M1可知ꎬ所有酚
酸对三七幼苗的苗高、根长、可溶性蛋白质含量、叶
绿素含量、根系活力、CAT 活性、POD 活性都有抑制
作用ꎮ 由二级敏感指数 M2可知ꎬ5 种酚酸对三七幼
苗的农艺性状和生理指标均表现为抑制作用ꎬ且对
农艺性状的抑制作用较大ꎮ 由三级敏感指数 M3可
知ꎬ三七幼苗对阿魏酸的化感抑制作用更敏感ꎮ
3 讨论
目前普遍认为一种活体植物产生并以挥发、淋
溶、分泌和分解等方式向环境释放次生代谢物而影
响邻近伴生植物生长发育的化学生态学现象叫做植
物的化感作用ꎬ当对自身生长产生抑制作用时称为
植物的化感自毒作用(郭巧生ꎬ 2009)ꎮ 本研究发
现ꎬ5 种酚酸对三七幼苗的苗高和根长均具有一定
的抑制作用ꎬ且大部分达到显著性水平ꎬ表明 5种酚
酸均能够影响三七幼苗的正常生长ꎮ
植物体内的可溶性蛋白质是构成光合与其它生
理生化过程的活性基础ꎬ叶片中可溶性蛋白质含量
的高低可以反映出植物生理生化的状态(玄晓丽
等ꎬ 2012)ꎮ 0.01~100 mgL ̄1的 5种酚酸能够在一
定程度上抑制三七幼苗可溶性蛋白质的合成ꎬ使新
蛋白的合成速度低于蛋白质的降解速度ꎬ从而降低
三七幼苗的可溶性蛋白质含量ꎬ并且 0.01 mgL ̄1
的阿魏酸和对香豆酸、10和 50 mgL ̄1的丁香酸、10
以及 100 mgL ̄1的对羟基苯甲酸作用较显著ꎮ
叶绿素含量高低及根系活力是衡量植物生长状
况的重要指标ꎮ 本研究中 5种酚酸均能够降低三七
幼苗的根系活力ꎬ影响根的正常发育ꎬ这与王璞等
(2001)研究的阿魏酸、对羟基苯甲酸、香草酸对棉
花根系活力的影响一致ꎮ 5 种酚酸处理后三七幼苗
的叶绿素含量虽变化不一ꎬ但抑制作用仍较为明显ꎬ
1 mgL ̄1的阿魏酸、0.01和 50 mgL ̄1的对香豆酸、
1和 100 mgL ̄1的对羟基苯甲酸、100 mgL ̄1的香
3165期 沈玉聪等: 酚酸类物质对三七幼苗的化感影响
草酸均能显著降低三七幼苗的叶绿素含量ꎬ这可能
是因为这 5种酚酸类物质在一定浓度下能破坏叶绿
体的结构ꎬ从而抑制叶绿素的合成ꎬ并导致已合成的
叶绿素分解加快(玄晓丽等ꎬ 2012)ꎮ
植物在正常生命活动过程中ꎬ细胞中存在活性
氧的产生和清除间的平衡ꎬ在逆境胁迫下ꎬ活性氧产
生会增加ꎬ并引起膜脂过氧化导致膜系统受损ꎬ最终
使植物组织受到破坏(詹嘉红等ꎬ 2011)ꎮ 植物细胞
内的 SOD、POD、CAT等抗氧化酶可以在一定程度上
抵御环境因子造成的氧化胁迫ꎬSOD 能将超氧阴离
子自由基歧化为 H2O2ꎬ POD、CAT则负责 H2O2的清
除(王松华等ꎬ 2004)ꎮ 本研究中ꎬ各酚酸类物质处
理后ꎬ三七幼苗的 POD和 CAT 的活性均有所降低ꎻ
丁香酸、香草酸和对羟基苯甲酸处理组三七幼苗的
SOD活性有所增加ꎬ且香草酸处理组较为显著ꎻ低
浓度 0.01 ~ 1 mgL ̄1的对香豆酸对三七幼苗 SOD
活性的影响不大ꎬ但中高浓度 1 ~ 100 mgL ̄1处理
能较明显增加幼苗的 SOD活性ꎻ阿魏酸处理对三七
幼苗的 SOD 活性影响不明显ꎮ 这表明在加入各酚
酸类物质后ꎬ三七幼苗体内的活性氧增加ꎬ从而引起
三七幼苗的适应性反应ꎬ增加体内的 SOD 活性ꎬ但
可能由于三七幼苗对不同种类酚酸物质的敏感度不
同ꎬ因而 SOD 活性的增加量也不同ꎻ同时ꎬPOD 和
CAT的活性均下降ꎬ说明 SOD 歧化活性氧产生的
H2O2超出了 POD 和 CAT 的清除能力ꎬ这可能会导
致过氧化物的过度积累ꎬ从而对三七幼苗产生危害ꎮ
植物器官衰老或在逆境下受到伤害ꎬ往往发生
膜脂过氧化反应ꎬ丙二醛是膜脂过氧化的产物之一ꎬ
通常利用它来表示细胞膜脂过氧化程度和植物对逆
境条件反应的强弱(李合生ꎬ 2009)ꎮ 实验结果表
明ꎬ与对照相比ꎬ中高浓度 10、50、100 mgL ̄1的阿
魏酸、对香豆酸、丁香酸、对羟基苯甲酸能够增加三
七幼苗的 MDA 含量ꎬ表明三七幼苗在这几种物质
处理下 POD、CAT活性降低导致了细胞膜脂过氧化
程度的加剧ꎬ最终表现为 MDA 含量的增加ꎬ造成膜
结构的损伤ꎻ而香草酸各浓度处理项均能够降低三
七幼苗的 MDA含量ꎬ并未对三七幼苗产生伤害ꎬ表
明 0.01~100 mgL ̄1的香草酸对三七幼苗的膜结构
并未产生损伤ꎬ这可能是因为三七幼苗在香草酸的
作用下通过产生其他抗氧化酶等适应性机制抵御了
过氧化物对幼苗膜结构的伤害ꎮ
通过综合敏感指数来看ꎬ5 种酚酸对三七幼苗
均有化感抑制作用ꎬ但三七幼苗对 5 种酚酸的敏感
度不同ꎬ对阿魏酸的敏感度最大ꎬ这与吴立洁
(2014)的研究结果一致ꎬ且阿魏酸在三七根际土壤
中的含量较高ꎬ因此推测阿魏酸可能为三七自毒的
主要物质之一ꎮ 酚酸在土壤中会以多种状态存在ꎬ
Krogmeier et al(1989)的研究表明阿魏酸等酚酸物
质虽然在发芽纸上进行发芽测试时对玉米、小麦等
植物的种子萌发和幼苗生长有所影响ꎬ但在土壤中
对其并无影响ꎬ因此ꎬ本试验还有待进行田间试验进
行进一步的考证ꎮ
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