免费文献传递   相关文献

Allelopathy of Peganum multisectum Maxim Bobr on edible podded pea

多裂骆驼蓬对食荚豌豆的化感作用研究



全 文 :    倡 �甘肃省教育厅专项基金项目(GS012唱A44唱102)资助
收稿日期 :2005唱04唱07   改回日期 :2005唱06唱18
多裂骆驼蓬对食荚豌豆的化感作用研究 倡
刘建新  赵国林
(陇东学院生命科学系  庆阳   745000)
摘  要  试验研究了多裂骆驼蓬醇提取物浸种对食荚豌豆种子萌发 、幼苗生长及生理生化性状的影响 。结果表
明 ,多裂骆驼蓬醇提取物浸种显著抑制食荚豌豆种子的萌发和幼苗生长 ,萌发率 、发芽指数和与萌发有关的淀粉酶
活性降低 ,株高 、根体积 、根系和地上部干重减小 ,根茎比下降 ;多裂骆驼蓬醇提取物浸种处理的幼苗根系活力和叶
片硝酸还原酶活性 、叶绿素和可溶性蛋白质含量下降 ;超氧化物歧化酶(SOD) 、过氧化氢酶 (CAT )活性降低 ,丙二
醛(MDA)含量和过氧化物酶(POD)活性升高 ,根系过氧化物同工酶表达受抑 。
关键词  多裂骆驼蓬  食荚豌豆  幼苗生长  生理性状  化感作用
Allelopathy of Peganum multisectum Maxim Bobr on edible podded pea .LIU Jian唱Xin ,ZHAO Guo唱Lin (Department of
Life Science ,Longdong University ,Qingyang 745000 ,China) ,CJEA ,2007 ,15(1) :12 ~ 15
Abstract   Effects of different concentration of alcohol extracts from peganum multisectum Maxim Bobr ,in which the
seeds of edible podded pea were soaked ,on seed germination ,grow th and physiological characters of the seedlings were in唱
vestigated .The results show that the treatments with 0畅10 ~ 0畅40g/mL alcohol extracts from peganum multisectum
Maxim Bobr significantly inhibit seed germination and seedling grow th of edible podded pea .And the germination rate ,
germination index ,amylase activity ,plant height ,root volume ,dry weight of seedling and ratio of root to shoot are de唱
creased .In addition the root vigor ,nitrate reductase activity ,contents of chlorophyll and soluble protein in leaves of the
treated seedlings are decreased remarkably .The activities of superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT ) are dropped
significantly while peroxidase (POD) activity ,malondialdehyde (MDA) content increased ,the expression of isoperoxidase
patterns in root is inhibited .
Key words   Peganum multisectum Maxim Bobr ,Edible podded pea ,Seedling grow th ,Physiological characters ,Al唱
lelopathy
(Received April 7 ,2005 ;revised June 18 ,2005)
多裂骆驼蓬(Peganum multisectum Maxim Bobr)为我国特有种 ,主要分布于新疆 、甘肃 、宁夏 、内蒙和陕
西北部的荒漠化草原 、黄土高坡 、河岸沙地 、砾石戈壁及高海拔寒漠边缘等不同旱生环境[1] 。杨石先[2]研究
表明 ,骆驼蓬全草水提取物对油菜种子萌发 、幼苗根和下胚轴伸长具有抑制活性 。田兴旺 、刘建新等[3 ~ 6]研
究发现骆驼蓬地上部醇提取物浸种对小麦 、燕麦及玉米幼苗生长具有促进作用 。本试验研究了多裂骆驼蓬
植株地上部(包括果实 、种子)乙醇提取物水溶液浸种对食荚豌豆幼苗生长和生理特性的影响 ,旨在为骆驼
蓬的合理应用提供依据 。
1  试验材料与方法
供试食荚豌豆(Pisum Sativ um L .var . Saccharatum )品种为“台湾奇珍” 。多裂骆驼蓬植株地上部(包
括茎叶 、种子)于 2002年 8月采自甘肃省庆城县 ,风干后粉碎备用 。多裂骆驼蓬醇提取物按文献[4]方法制
备 ,浓度用每 mL溶液中烘干材料重表示 ,单位为 g/mL 。选饱满均一的豌豆种子 ,经 0畅1% HgCl2 表面消毒
10min后 ,流水冲洗 ,浸泡 5h 后 25 ℃ 恒温催芽 。取露白一致的种子 ,分别用蒸馏水 (对照) 、0畅05g/mL 、
0畅10g/mL 、0畅20g/mL 、0畅30g/mL 、0畅40g/mL浓度的多裂骆驼蓬醇提取液常温浸泡 20h ,流水冲洗 4 ~ 5次 ,
分成 2份 ,1份播种在垫有润湿滤纸的培养皿(内径 15cm)中 ,每皿 25粒 ,室温培养(温度 18 ~ 24 ℃ ) ,每处理
重复 6次 ,测定前 3d的种子发芽势 ,7d后测定种子淀粉酶活性[7] ,统计发芽率 ,计算发芽指数 。然后加盖珍
珠岩 ,培养 21d时 ,取幼苗 3cm长根尖段和顶部 1 、2叶 ,用聚丙烯酰胺垂直平板凝胶电泳测定过氧化物同工
第 15 儍卷第 1期 中 国 生 态 农 业 学 报 Vol .15 换  No .1
2 0 0 7 乔年 1 月 Chinese Journal of Eco唱Agriculture Jan .,  2007 後
酶谱 。另一份播种于装有膨胀珍珠岩的塑料钵 (上口径 14畅5cm ,下口径 10畅0cm ,底部有 1畅0cm排水孔)中 ,每处
理 12钵 ,每钵播种 25粒 ,留苗 15株 ,浇足水后置于玻璃温室常规培养 ,温室温度 20 ~ 29 ℃ ,湿度70% ~ 80% ,
培养期间用稀释 10倍的 Hoagland营养液补充养分 2次 。培养 21d后开始取样测定幼苗各项指标 。根系活力
用 TTC(氯化三苯基四氮唑)还原法测定 ,叶绿素含量用丙酮浸提 、751型分光光度计比色法测定 ,硝酸还原酶
(NR)活性用 α唱萘胺比色法测定 ,可溶性蛋白质含量用紫外吸收法 、APECORD50 型紫外可见分光光度计测
定[7] ,丙二醛(MDA)含量按王爱国介绍的方法测定 [8] ,超氧化物歧化酶(SOD)按 Giannopolitis等[11]方法测定 ,过
氧化氢酶(CAT )用过氧化氢分解量法测定 ,过氧化物酶(POD)用比色法测定[7] 。幼苗形态指标测量株高 、根长 、
根体积(用排水法)、地上部和根系烘干重(105 ℃烘 30min后 ,70 ℃下烘至恒重)。
2  结果与分析
2畅1   厖多裂骆驼蓬醇提取物
对食荚豌豆种子萌发
的影响
由表 1 可知 ,多裂骆
驼蓬醇提取液浸种明显抑
制食荚豌豆种子的萌发 ,
种子发芽势 、发芽率和发
芽指数以及与种子萌发有
关的淀粉酶活性均随处理
浓度提高而降低 ,高于
0畅30g/mL 浓度处理的抑
制作用达显著水平 ,该结
表 1  多裂骆驼蓬醇提取物对食荚豌豆种子萌发的影响
Tab畅1   Effects of alcohol extracts from Peganum multisectum Maxim Bobr
on the germination of edible podded pea seeds
处理浓度/g·mL - 1
Concentration
淀粉酶活性
/mmol·g - 1 哪·min - 1
Amylase activity
发芽势/%
Germination
vigor
发芽率/%
Germination
rate
发芽指数
Germination
index
对照 2 �畅274 ± 0 屯畅123 89 构畅1 ± 1 唵畅44 98 r畅7 ± 1 ?畅09 74 噰畅70 ± 1 }畅46
0 �畅05 2畅185 ± 0 屯畅201 85 构畅0 ± 1 唵畅37 96 r畅0 ± 1 ?畅28 72 噰畅62 ± 1 }畅88
0 �畅10 2畅056 ± 0 屯畅224 83 构畅7 ± 2 唵畅23 95 r畅3 ± 1 ?畅37 70 噰畅28 ± 2 }畅23
0 �畅20 2畅032 ± 0 屯畅156 81 构畅3 ± 2 唵畅09 92 r畅6 ± 2 ?畅03 66 噰畅06 ± 2 }畅09
0 �畅30 1畅995 ± 0 屯畅187 倡 56 构畅7 ± 2 唵畅86 倡倡 79 r畅7 ± 3 ?畅46 倡倡 59 噰畅45 ± 3 }畅57 倡
0 �畅40 1畅627 ± 0 屯畅208 倡倡 36 构畅2 ± 3 唵畅60 倡倡 60 r畅4 ± 5 ?畅02 倡倡 52 噰畅81 ± 3 }畅81 倡倡
    倡 、倡倡 表示 LSD 法检验分别在 P = 0畅05 、0畅01 水平上与对照差异显著 、极显著 ,下同 。
果与燕麦 、小麦及玉米上所得结论一致[3 ~ 6] 。
表 2  多裂骆驼蓬醇提取物对食荚豌豆幼苗根系活力 、叶片叶绿素和
可溶性蛋白质含量及硝酸还原酶活性的影响
Tab畅2   Effects of alcohol extracts from P .multisectum on roots vitality ,
contents of chlorophyll and soluble protein and nitrate reductase
activities of edible podded pea seedlings
处理浓
度/g·mL - 1 ~
Concentration
根系活
力/μg·g - 1 棗·h - 1
Root
vitality
叶绿素含
量/mg·g - 1 剟
Chlorophyll
content
可溶性蛋白质
含量/mg·g - 1 =
Soluble protein
content
硝酸还原酶
活性/μg·g - 1 p·h - 1
Nitrate reductase
activity
对照 64 灋畅51 ± 1 敂畅23 1 耨畅789 ± 0 畅111 4 晻畅489 ± 0 创畅31 4畅433 ± 0 0畅281
0 墘畅05 62 灋畅56 ± 1 敂畅62 1 耨畅760 ± 0 畅123 4 晻畅647 ± 0 创畅42 4畅161 ± 0 0畅326
0 墘畅10 43 灋畅03 ± 1 敂畅41 倡倡 1 耨畅547 ± 0 畅125 倡 3 晻畅901 ± 0 创畅32 倡 3畅948 ± 0 0畅262 倡
0 墘畅20 42 灋畅25 ± 1 敂畅18 倡倡 1 耨畅478 ± 0 畅144 倡倡 3 晻畅647 ± 0 创畅26 倡倡 3畅889 ± 0 0畅231 倡
0 墘畅30 45 灋畅15 ± 1 敂畅72 倡倡 1 耨畅439 ± 0 畅101 倡倡 3 晻畅731 ± 0 创畅48 倡倡 2畅676 ± 0 0畅258 倡倡
0 墘畅40 41 灋畅58 ± 2 敂畅03 倡倡 1 耨畅442 ± 0 畅118 倡倡 3 晻畅526 ± 0 创畅32 倡倡 2畅514 ± 0 0畅274 倡倡
2畅2   膊多裂骆驼蓬醇提取物对幼苗
根系活力 、叶片叶绿素和可
溶性蛋白质含量及硝酸还原
酶活性的影响
由表 2可知 ,多裂骆驼蓬醇提取
液浸种降低了食荚豌豆幼苗的根系
活力和硝酸还原酶活性 ,并随处理浓
度的增大 ,降低程度更加明显 ,
> 0畅10g/mL 浓度处理显著抑制上述
2项指标 。叶绿素和可溶性蛋白质含
量亦随处理浓度的提高而降低 ,
0畅20g/mL 、0畅30g/mL 、0畅40g/mL浓度
处理两者的含量分别比对照降低
17畅38% 、18畅76% ,19畅56% 、16畅89% ,
19畅40% 、21畅45% ,达显著或极显著
水平 。
2畅3  多裂骆驼蓬醇提取物对幼苗叶片 MDA含量与活性氧清除酶活性的影响
MDA 是膜脂过氧化的产物 ,其含量变化与细胞膜脂过氧化程度的高低呈正相关 。 由表 3 可知 ,多裂
骆驼蓬醇提取液浸种后显著提高了食荚豌豆幼苗叶片的 MDA 含量 ,并随处理浓度增大 ,MDA 含量增加 ;
SOD和 CAT 活性随处理浓度提高而下降 ,而 POD 活性增加 。 SOD 是 Mehler 反应产物超氧阴离子(O -·2 )
的关键性清除酶 ,它催化 O -·2 发生歧化反应 ,转化成氧化性较弱的 H2O2 和氧分子 ,CAT 和 POD 是 H2O2
的专一性清除酶 。说明多裂骆驼蓬醇提取液浸种后活性氧清除酶活性降低导致细胞膜脂过氧化水平的
提高 。
第 1 媼期 刘建新等 :多裂骆驼蓬对食荚豌豆的化感作用研究 13 
表 3  多裂骆驼蓬醇提取物对食用豌豆幼苗叶片 MDA含量 、SOD 、CAT 、POD活性的影响
Tab畅3   Effects of alcohol extracts from P .Multisectum on MDA content ,
activities of SOD ,CAT and POD
处理浓度/g·mL - 1 7
Concentration
MDA 含量/nmol·g - 1 D
MDA content
SOD 活性/U·g - 1 珑
SOD activity
CAT 活性
/mg(H2 O2)·g - 1·min - 1
CAT activity
POD 活性
/100 OD·g - 1·min - 1
POD activity
0 乔畅00 25 浇畅24 4 媼畅82 41 亖畅84 4 膊畅06
0 乔畅05 26 浇畅36 4 媼畅37 40 亖畅57 4 膊畅01
0 乔畅10 32 浇畅84 3 媼畅42 34 亖畅18 4 膊畅66
0 乔畅20 37 浇畅29 2 媼畅86 28 亖畅82 4 膊畅82
0 乔畅30 43 浇畅34 2 媼畅63 21 亖畅36 5 膊畅11
0 乔畅40 45 浇畅61 2 媼畅31 17 亖畅19 5 膊畅04
2畅4   H多裂骆驼蓬醇
提取物对食荚
豌豆幼苗过氧
化物同工酶表
达的影响
多裂骆驼蓬醇
提取物浸种后食荚
豌豆幼苗根系和叶
片过氧化物同工酶
表达的电泳图谱 (图
1)显示 ,浸种处理不
影响食荚豌豆叶片
过氧化物同工酶基因
图 1  多裂骆驼蓬醇提取物对食荚豌豆
幼苗过氧化物同工酶表达的影响 倡
Fig畅1   Effects of alcohol extracts from
P .Multisectum on the expression
of isoperoxidase patterns of edible
podded pea seedlings
倡 1 为叶对照 ,2 为 0畅05g /mL 叶提取液 ,3 为
0畅10g/mL 叶提取液 ,4 为 0畅20g /mL 叶提取液 ,5
为 0畅30g /mL 叶提取液 ,6 为根对照 ,7 为 0畅05g/
mL 根提取液 ,8 为 0畅10g /mL 根提取液 ,9 为
0畅20g/mL 根提取液 ,10 为 0畅30g /mL 根提取液 。
0畅40g /mL 浓度幼苗不能正常生长 ,未测定 。
的表达 ,处理与对照均呈 3条酶带(A1 、A2 、A3 ) ,但抑制根系过氧化物
同工酶的表达 ,尤其是 0畅30g/mL浓度处理只有 5条酶带(B1 、B2 、B3 、
B8 、B11 ) ;而对照呈现 B1 ~ 11 11 条酶带 ,且处理与对照相比酶带窄 ,着
色浅 。表明多裂骆驼蓬醇提取物抑制食荚豌豆根系过氧化物同工酶
种类和数量的表达 。
2畅5   灋多裂骆驼蓬醇提取物对食荚豌豆幼苗生长的影响
   表 4表明 ,多裂骆驼蓬醇提取液浸种显著抑制食荚豌豆幼苗的
生长 ,使幼苗株高和根体积降低 ,根系和茎叶干物质量减小 ,根茎比
下降 ,> 0畅10g/mL 的浓度处理对生物量积累的抑制达显著或极显著
水平 。
3  小结与讨论
多裂骆驼蓬作为一种有毒植物 ,其提取物除具有多种药理和抑
菌 、杀虫活性[9 ,10 ,12]外 ,也影响植物的生长发育[2 ~ 6] 。骆驼蓬提取物
对植物种子萌发具有抑制作用 ,且随处理浓度提高对种子萌发势的
抑制作用增强 。但对幼苗生长的影响结论不同 ,小麦 、玉米等经骆驼
蓬提取液浸种后具有壮苗作用[3 ~ 6] ,而油菜种子经骆驼蓬水提液浸
泡后幼苗根和下胚轴的伸长受抑[2] 。本试验结果表明 ,食荚豌豆种
子经多裂骆驼蓬醇提取物浸种后对幼苗生长产生显著的抑制效应 ,
株高 、根体积和幼苗生长量降低 ,根茎比下降 ,并随处理浓度提高 ,降
低程度增大 。
骆驼蓬提取物浸种影响幼苗生长的机理目前尚不清楚 。本试验中食荚豌豆经多裂骆驼蓬醇提取物浸
种后幼苗根系活力和叶片硝酸还原酶活性降低 ,叶绿素和可溶性蛋白质含量及细胞 SOD 、CAT 等抗氧化酶
活性下降 ,根系过氧化物同工酶表达受抑 ,细胞膜脂过氧化增强 ,是影响食荚豌豆幼苗生长 ,使幼苗干物质
积累下降的重要原因 。说明多裂骆驼蓬醇提取物作为一种他感作用物质通过影响食荚豌豆细胞结构的稳
定和生理代谢抑制其生长 。
14  中 国 生 态 农 业 学 报 第 15 卷
表 4  多裂骆驼蓬醇提取物对食荚豌豆幼苗生长的影响
Tab畅4   Effects of alcohol extracts from P .Multisectum on the grow th of edible podded pea seedlings
处理浓度/g·mL - 1 7
Concentration
株   高/cm
Plant height
根体积/cm3 ·株 - 1
Root volume
幼苗干物质量/mg·株 - 1 ,
Dry weight of edible podded pea seedlings
根系 Root 地上部 Shoot 根茎比 Root/shoot
对照 37 B畅75 ± 0 8畅52 0 畅55 ± 0畅55 34畅56 ± 1 �畅51 70 梃畅88 ± 4 揶畅49 0 櫃畅488 ± 0 父畅024
0 乔畅05 33 B畅48 ± 0 8畅84 0 畅43 ± 0畅14 31畅71 ± 1 �畅39 67 梃畅59 ± 5 揶畅18 0 櫃畅469 ± 0 父畅046
0 乔畅10 33 B畅05 ± 1 8畅44 0 畅38 ± 0畅08 倡 28畅86 ± 1 �畅02 倡 62 梃畅92 ± 5 揶畅70 倡 0 櫃畅458 ± 0 父畅031 倡
0 乔畅20 30 B畅98 ± 1 8畅29 倡 0 畅34 ± 0畅11 倡 27畅61 ± 1 �畅52 倡 59 梃畅96 ± 5 揶畅88 倡 0 櫃畅461 ± 0 父畅022 倡
0 乔畅30 30 B畅15 ± 1 8畅16 倡 0 畅32 ± 0畅15 倡倡 24畅59 ± 1 �畅91 倡倡 55 梃畅09 ± 5 揶畅07 倡倡 0 櫃畅446 ± 0 父畅035 倡
0 乔畅40 19 B畅22 ± 1 8畅45 倡倡 0 畅25 ± 0畅16 倡倡 18畅25 ± 1 �畅57 倡倡 48 梃畅32 ± 0 揶畅40 倡倡 0 櫃畅377 ± 0 父畅031 倡倡
参  考  文  献 h
1   马   骥 ,王勋陵 .中国荒漠地区骆驼蓬属植物种类与分布 .中国沙漠 ,1998 ,18(2) :131 ~ 136
2   杨石先 ,陈茹玉 ,武振亮 ,等 .骆驼蓬中活性物质的研究 .植物生理学通讯 ,1987 (1) :18 ~ 21
3   田兴旺 ,赵国林 ,姜双林 .多裂骆驼蓬提取物对小麦种子 α唱淀粉酶活性及幼苗根系活力的影响 .甘肃农业科技 ,2002 (6) :12 ~ 14
4   刘建新 .多裂骆驼蓬提取物对燕麦种子萌发和幼苗生长及生理特性的影响 .麦类作物学报 ,2003 ,23(4) :117 ~ 119
5   刘建新 ,赵国林 .骆驼蓬提取物对玉米种子 α唱淀粉酶和根系活力的影响 .西北植物学报 ,2003 ,23(12) :2200 ~ 2203
6   刘建新 ,赵国林 ,雷蕊霞 .骆驼蓬提取物对玉米种子萌发和壮苗的影响 .西北植物学报 ,2004 ,24(5) :903 ~ 906
7   西北农业大学植物生理生化教研组 .植物生理学实验指导 .西安 :陕西科学技术出版社 ,1987 .69 ~ 93
8   王爱国 ,邵从本 ,罗广华 .丙二醛作为植物脂质过氧化指标的探讨 .植物生理学通讯 ,1986 (2) :55 ~ 57
9   李英辉 ,张   晶 .骆驼蓬碱的抗癌活性研究 .辽宁药物与临床 ,2000 ,3(3) :106 ~ 107
10 马安勤 ,钟国华 ,胡美英 ,等 .骆驼蓬等植物提取物杀虫活性研究 .华南农业大学学报 ,2003 ,24(1) :38 ~ 41
11 Giannopolitis C .N .,Ries S .K .Superoxide dismutase I .Occurrence in higher plants .Plant Physiol .,1977 ,59(2) :309 ~ 314
12 Cowan M .M .Plant products as antimicrobial agents .Clinical Microbiology Reviews ,1999 ,12(4) :564 ~ 582
第 1 媼期 刘建新等 :多裂骆驼蓬对食荚豌豆的化感作用研究 15