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黄连须根浸提液对2种豆科植物的化感效应



全 文 :黄连须根浸提液对 2 种豆科植物的化感效应
李倩,吴叶宽,袁玲,黄建国*
( 西南大学 资源环境学院,重庆 400716)
[摘要] 目的:了解黄连须根浸提液(Coptis chinensis fibrous root extracts,CRE)对蚕豆和豌豆种子萌发和幼苗生长的化
感效应,以便减轻化感危害,提高土地生产力。方法:采用培养试验法,用不同浓度的 CRE处理豌豆和蚕豆种子和幼苗,观察
种子萌发和幼苗生长状况,并测定相关生理指标。结果:低浓度的 CRE对种子发芽率、发芽指数、活力指数和种子膜透性无显
著影响,随处理浓度的提高,种子的膜透性增强,萌发受到抑制。用 800 mg CRE·L -1浸种,发芽率比对照降低了 23. 4%(豌
豆)和 9. 5%(蚕豆)。与此同时,经 CRE浸泡后,蚕豆种子中的可溶性糖含量显著低于对照,2 种豆科植物尤其是蚕豆种子中
的游离氨基酸含量也显著降低。此外,低浓度的 CRE 促进蚕豆和豌豆幼苗生长,提高硝酸还原酶和根系活力,但高浓度的
CRE则产生显著的抑制作用,并妨碍胚乳中的养分利用。结论:大量存在于土壤的黄连根系分泌物及植株残体腐解所释放的
化感物质可能抑制豆科作物种子发芽和幼苗生长。在集约化种植黄连的土壤中,这种抑制作用可能造成后季作物减产绝收。
[关键词] 黄连;须根浸提液;豆科植物;化感效应
[稿件编号] 20120903007
[基金项目] 中央高校基本科研业务费专项资金项目
(XDJK2010D002)
[通信作者] * 黄建国,Tel:13883177872,E-mail:huang99 @
swu. edu. cn
[作者简介] 李倩,硕士,主要从事应用微生物与土壤生态研究,
E-mail:qianqingzi@ qq. com
黄连为毛茛科植物黄连 Coptis chinensis Franch
的干燥根茎,具有清热燥湿、泻火解毒等功效[1],是
人工栽培的大宗中药材,主产于重庆石柱和四川洪
雅等地[2]。在黄连生长过程中,通过茎叶淋溶,根
系分泌和残株腐解等多种途径向土壤生态系统释放
多种化感物质。这些化感物质以季胺类生物碱为
主,包括小檗碱(berberine)、黄连碱 (coptisine)、甲
基黄连碱(worenine)、巴马汀(palmatine)、药根碱
(jatrorrhizine)和表小檗碱 (epiberberine)、小檗红碱
(berberrubine) ,掌叶防己碱(palmatine) ,非洲防己
碱(columbamine) ,木兰花碱 (magnolforine)等,以及
酸性成分阿魏酸(ferulaie)、氯原酸(chlorogenic
acid)等[3-4]。其中,以小檗碱的分泌量最高,可达总
分泌物的 50%以上[5]。在生产实践中,集约化种植
黄连严重影响后季植物生长,造成大幅度减产,这与
黄连根系及植株残体腐解所释放的化感物质有
关[6]。因此,黄连是严重抑制其他植物生长的药用
植物之一。目前,国内外对黄连的高产优质栽培,其
提取物对真菌(白色念珠菌、皮肤菌癣)、细菌(牙面
的菌斑微生物、金黄色葡萄球菌、溶血性链球菌、肺
炎双球菌、脑膜炎球菌、霍乱弧菌、伤寒杆菌、结核杆
菌、百日咳杆菌、幽门螺杆菌等)、肿瘤细胞、某些寄
生虫的药理效应等进行了大量深入细致的研
究[7-12]。但是,关于集约化种植黄连后,对其他作物
生长的影响及其机制的研究报道不多。
重庆市三峡库区的石柱县是我国黄连的主产
区,普遍种植豇豆、四季豆、蚕豆、豌豆等豆科植物,
是当地主要的蔬菜和饲料作物。在农业生产中,大
规模种植黄连抑制后续豆科作物的生长发育,造成
大幅度减产甚至绝收。因此,论文作者选择当地主
栽的豌豆和蚕豆品种为对象,研究了黄连须根浸提
液(Coptis chinensis fibrous root extracts,简称 CRE)
对种子萌发、幼苗生长的影响及其生理作用,目的是
探索黄连的化感机制,减轻黄连种植产生的化感效
应,提高土地生产力。
1 材料
1. 1 品种
蚕豆 Vicia faba L. 品种为成胡 10 号,豌豆 Pi-
sum sativum L. 品种为食荚大菜豌,均为三峡库区的
主栽品种,由重庆市北碚区蔬菜种子代销点提供。
1. 2 试剂
黄连须根(重庆石柱黄连有限公司,小檗碱质
量分数 50. 20 mg·g -1) ;蒽酮(上海试剂一厂,批号
81-03-02) ;茚三酮(成都市科龙化工试剂厂,批号
20110801) ;L-亮氨酸(成都市科龙化工试剂厂,批号
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20101101)。
1. 3 仪器
722 型可见分光光度计(上海菁华可知仪器有
限公司) ;DHZ-C大容量恒温振荡器(苏州实验设备
厂) ;Tomy SS-325 高温高压灭菌锅(基因有限公
司) ;PHS-3C型数字酸度计(上海顺鹏科学仪器有
限公司) ;GXZ型智能光照培养箱(宁波东南仪器有
限公司) ;HH-6 数显恒温水浴锅(金坛市固化仪器
有限公司) ;DDS-12A数字电导率仪(上海顺鹏科学
仪器有限公司)。
2 方法
2. 1 CRE的制备
取黄连须根于(80 ± 1)℃烘干至恒重,粉碎过
2 mm筛,准确称取 100 g,加蒸馏水 100 mL 37 ℃浸
泡 48 h 后抽滤,滤液用去离子水定容至 100 mL,即
每 1 mL药液含原药 1 g。银福军等[6]研究表明,当
黄连根茎或须根浸提液(CRE)质量浓度达到 1 g·
L -1时,黄连幼苗的生长受到严重影响。因此,准确
吸取 0,0. 4,0. 8,1,2 mL母液于 1 L量瓶中,用无菌
水定容,形成终浓度分别为 0,400,800,1 000,2 000
mg·L -1的 CRE,相当于含小檗碱 0,20,40,50,100
mg·L -1。
2. 2 种子发芽试验
选取大小均匀一致的种子(蚕豆和豌豆)用
10% H2O2消毒 1 min 后洗净,分别浸泡于 0,400,
800,1 000,2 000 mg·L -1 CRE 中吸涨,置于垫有 2
层湿润滤纸的培养盘(直径 20 cm)中,每皿 50 粒,
无离子水保持滤纸湿润,进行种子发芽(25 ℃,光暗
周期 12 h) ,重复 8 次。以胚根长度达到 1 mm为发
芽标准,每隔 24 h统计 1 次种子的发芽数,连续 3 d
发芽种子数无增长视为发芽完全,计算种子最终发
芽率、发芽指数和活力指数。其间,在 0,24,48,72 h
取部分种子磨细,沸水提取 30 min,用蒽酮比色法测
定可溶性糖含量,水合茚三酮法测定游离氨基酸总
量;另在 0,6,12,18,24 h分别取出取部分豌豆和蚕豆
种子,去离子水洗净,再置于 250 mL去离子水中保持
10 min,用 DDS-12A数字电导率仪测定浸泡液的电导
率,并换算成每克种子的电导率(μS· cm -1 ·
g -1)[13]。相关计算公式如下。
最终发芽率 FG(rate of final germination) =发芽的种子
总数 /供试种子总数 × 100%
发芽指数 GI(germination index)=∑Gt /Dt,Dt 为发芽日
数,Gt 为在 t日的发芽数
活力指数 VI(vitality index )= GI × S,GI 为发芽指数,S
为单株幼苗长度(cm)
种子单位质量的电导率 (μS · cm -1 · g -1) =
浸泡液电导率 -对照电导率
种子质量
× 100%
2. 3 幼苗生长试验
为了进一步了解 CRE对豆科植物生长的影响,
试验选择 10 cm × 12 cm × 15 cm 聚乙烯盒,装入 1
kg土壤,播种经温水催芽萌发的蚕豆和豌豆种子 10
粒,重复 6 次。然后,置于 25 ℃光照培养箱中,设置
12 h 的光暗周期,培养 14 d。在培养期间,每 3 d分
别浇灌上述不同浓度的 CRE,用蒸馏水作对照。
培养结束,测定苗高、最大根长,用 TTC 法测定
根系活力,磺胺-萘胺比色法测定最大叶片的硝酸还
原酶活性[14]。收获幼苗,105 ℃杀青后(80 ± 1)℃
烘干至恒重,测定幼苗生物量。然后,用 H2 SO4-
H2O2消化,凯氏法测氮(N)、钼蓝比色法测磷(P)、
火焰光度法测钾(K)[15],并计算种子养分利用率。
种子养分利用率 =幼苗中的 NPK养分总量
种子中的 NPK养分总量
× 100%
2. 4 数据处理
分别用 Excel 和 DPS 6. 50 软件对试验数据进
行基本计算和统计分析,LSD进行多重比较,显著水
平设置为 P < 0. 05。
3 结果与分析
3. 1 CRE对种子发芽的影响
低浓度的 CRE对蚕豆和豌豆种子的发芽率、发
芽指数和活力指数均无显著影响,但高浓度的 CRE
显著抑制 2 种豆科植物尤其是蚕豆种子的发芽。在
400 mg·L -1的 CRE中,种子发芽率、发芽指数和活
力指数与对照(无离子水浸种)无显著差异。若
CRE液质量浓度≥400 mg·L -1,2 种豆科植物子种
子的萌发率、发芽指数和活力指数显著降低,在 2 000
mg·L -1CRE中,蚕豆和豌豆种子的发芽率分别比对
照降低了 23. 8%,39. 3%,发芽指数降低了 40. 8%,
35. 8%,活力指数降了 88. 5%,76. 8%(表 1)。
3. 2 CRE对种子电导率的影响
浸种之初,用 0 ~ 2 g·L -1的 CRE处理种子,浸
泡液的电导率无显著差异。随着处理时间的延长,
浸泡液的电导率显著增加,处理与对照的差异愈大,
尤以高浓度 CRE的处理最为显著(图 1)。此外,蚕
豆浸泡液的电导率大于豌豆。浸泡 24 h 时,浸泡液
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表 1 CRE对蚕豆和豌豆种子发芽特性的影响(珋x ± s,n = 400)
Table 1 Effects of Coptis chinensis fibrous root extracts on the germination of kidney bean (珋x ± s,n = 400)
处理 CRE质量浓度 /mg·L -1 最终发芽率 /% 发芽指数 活力指数
蚕豆 Vicia faba 0 87. 50 ± 2. 407ab 34. 17 ± 0. 763b 4. 53 ± 0. 179a
400 83. 94 ± 3. 386b 32. 72 ± 0. 842b 3. 97 ± 0. 459a
800 79. 16 ± 6. 366cd 28. 17 ± 0. 917c 2. 16 ± 0. 167b
1 000 69. 44 ± 1. 386de 21. 33 ± 0. 673d 0. 96 ± 0. 045d
2 000 66. 67 ± 2. 404e 20. 22 ± 0. 587d 0. 52 ± 0. 101e
豌豆 Pisum sativum 0 89. 17 ± 1. 666ab 14. 09 ± 0. 636d 2. 37 ± 0. 202b
400 84. 17 ± 0. 833a 12. 95 ± 0. 840e 1. 81 ± 0. 084c
800 68. 33 ± 3. 632de 11. 26 ± 0. 709f 1. 08 ± 0. 104d
1 000 63. 33 ± 5. 833ef 10. 98 ± 0. 518f 0. 61 ± 0. 066e
2 000 54. 17 ± 8. 700fg 9. 05 ± 0. 175g 0. 55 ± 0. 081e
注:在表中同一列中,不同小写字母者表示差异显著,P < 0. 05(表 2 同)。
的电导率变化为 7. 6 μS·cm -1·g -1(豌豆) ,20. 43
μS·cm -1·g -1(蚕豆) ;当 CRE 的质量浓度达到 2
g· L -1 时,电导率分别增加了 33. 2% (蚕豆) ,
45. 3%(豌豆)。
图 1 CRE对蚕豆(A)和豌豆(B)单位质量电导率的影响
Fig. 1 The influence of Coptis chinensis fibrous root extracts on
conductivity of Vicia faba (A)and Pisum sativum (B)
3. 3 CRE 对种子可溶性糖和游离氨基酸含量的
影响
在浸种之初,CRE处理对 2 种豆子种子中的可
溶性糖含量无显著影响。随着浸种时间的延长,在
CRE处理的蚕豆种子中,与对照相比可溶性糖含量
有所下降;但在豌豆种子中,处理与对照的可溶性糖
含量无显著差异(浸种 36 h例外)。
在浸种之初,CRE对 2 种豆科作物种子中的可
溶性氨基酸含量无显著影响。随着浸种时间的延
长,2 种豆科植物种子尤其是蚕豆的游离氨基酸含
量显著降低。CRE浸种 24 h,蚕豆和豌豆种子中的
游离氨基酸含量分别比对照降低了 36. 6%,
25. 9%。此外,浸种时间延长,氨基酸显著增加。浸
种 24 h,2 种豆科作物种子中蚕豆的游离氨基酸总
量增加 40%,豌豆增加 5. 9 倍(图 2)。
图 2 CRE对蚕豆(A)和豌豆(B)种子可溶性糖和游离氨基
酸总量的影响
Fig. 2 Influence of Coptis chinensis fibrous root extracts on sol-
uble sugars and amino acids in Vicia faba(A)and Pisum sati-
vum (B)seeds
3. 4 CRE对幼苗生长及生理指标的影响
3. 4. 1 株高和根长 CRE 对蚕豆和豌豆幼苗的生
长均表出“低促高抑”现象。当 CRE 的质量浓度为
400 mg·L -1时,苗高和最大根长显著增加;若浸种
浓度继续增加,苗高和最大根长均受到不同程度的
抑制。用 2 g·L -1的 CRE浸种,蚕豆和豌豆的苗高
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比对照分别下降了 63%,84. 1%,最大根长分别下 降了 72. 1%,79. 4%(表 2)。
表 2 CRE对蚕豆和豌豆幼苗生长及生理指标的影响(珋x ± s,n = 400)
Table 2 The influence of Coptis chinensis fibrous root extracts on the growth and physiological index of Vicia faba and Pisum sativum
seedlings (珋x ± s,n = 400)
处理 CRE质量浓度 /mg·L -1 苗高 / cm 最长根长 / cm 硝酸还原酶 /μg·g - 1·h -1 根系活力 /μg·g - 1·h -1
蚕豆 Vicia faba 0 9. 60 ± 0. 602d 6. 70 ± 0. 339b 0. 12 ± 0. 024cd 171. 49 ± 6. 15f
400 12. 5 ± 0. 901c 8. 15 ± 0. 822a 0. 22 ± 0. 038ab 264. 16 ± 17. 37e
800 8. 12 ± 0. 411de 4. 95 ± 0. 272cd 0. 18 ± 0. 054bc 143. 80 ± 8. 82g
1 000 4. 85 ± 0. 259fg 4. 35 ± 0. 327d 0. 18 ± 0. 010bc 125. 58 ± 6. 86g
2 000 3. 55 ± 0. 713gh 1. 87 ± 0. 217ef 0. 08 ± 0. 027de 58. 54 ± 2. 96h
豌豆 Pisum sativum 0 15. 17 ± 0. 731ab 4. 96 ± 0. 655cd 0. 32 ± 0. 005a 571. 97 ± 14. 62b
400 17. 32 ± 0. 775a 5. 40 ± 0. 267bc 0. 30 ± 0. 118a 641. 44 ± 13. 24a
800 9. 47 ± 0. 170d 2. 88 ± 0. 555e 0. 28 ± 0. 014ab 451. 44 ± 17. 64c
1 000 5. 15 ± 0. 533fg 1. 36 ± 0. 137f 0. 23 ± 0. 011ab 313. 95 ± 8. 99d
2 000 2. 40 ± 0. 498h 1. 02 ± 0. 025f 0. 21 ± 0. 008bc 72. 31 ± 10. 82h
3. 4. 2 硝酸还原酶和根系活力 表 2 可见,在 CRE
质量浓度为 0 ~ 1 g·L -1,叶片硝酸还原酶活性无显
著变化;但用 2 g·L -1浸种,硝酸还原酶活性则显著
降低,分别比对照下降了 33. 3%(蚕豆) ,34. 4%(豌
豆)。
与苗高和根长相似,CRE 对 2 种豆科作物根系
活力的影响也表出“低促高抑”的现象,用 400 mg·
L -1接种,根系活力增加了 54. 0%(蚕豆)和 12. 1%
(豌豆) ,CRE质量浓度达到 800 mg·L -1时,幼苗根
系活力就开始显著降低,若 CRE 质量浓度达到 2 g
·L -1,蚕豆和豌豆的根系活力分别比对照降低
65. 9%,87. 4%。
3. 5 CRE对蚕豆和豌豆种子养分利用的影响
CRE显著抑制蚕豆种子中的养分利用,浓度愈
高,抑制作用越强。低浓度的 CRE 促进豌豆种子中
的养分利用,当质量浓度高于 400 mg·L -1时则表
现出抑制现象,且随浓度的增高而增强(图 3)。
CRE的浓度达到 2 g·L -1时,蚕豆和豌豆种子的养
分利用率分别比对照降低了 73. 9%,67. 5% (N) ,
60. 0% ~29. 3%(P) ,67. 0%,48. 5% (K)。
4 讨论与结论
在生产实践中发现,集约化种植黄连抑制后季
作物生长,造成减产。本试验表明,CRE 抑制 2 种
豆科作物种子的萌发。尽管低浓度的 CRE 促进蚕
豆和豌豆幼苗生长,但质量浓度高于 400 mg·L -1
(相当于小檗碱 20 mg·L -1)时则抑制它们的幼苗
生长,其抑制作用随浓度的提高而增强,由此可以解
图 3 CRE对蚕豆(A)和豌豆(B)种子养分利用率的影响
Fig. 3 The effects of Coptis chinensis fibrous root extracts on the
seed nutrient use efficiency of Vicia faba(A)and Pisum sativum
(B)
释集约化种植黄连抑制后季作物生长,并造成减产
的现象。但是,从生态学角度看,在黄连生长过程
中,释放的化感物质对周围的其他植物产生有害作
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用,使之处于生存竞争的优势地位,有益于自己的生
长发育,扩大自身生存空间和种群数量。研究化感
作用可了解生态系统中,植物群落的发生、发展和演
替规律,调控植物的种群结构和生长发育,减轻化感
危害[16]。
用 CRE处理蚕豆和豌豆种子提高了浸泡液的
电导率,尤以高浓度的 CRE 最为明显。据报道,小
檗碱是黄连中的有效成分之一,能与它们的主要靶
点———膜蛋白发生非特异性结合,导致细胞膜的通
透性改变,进而弥散进入细胞内,与细胞核膜上的磷
脂成分结合,导致细胞器消失,对细胞的毒性极
强[17-18]。此外,黄连中的阿魏酸等酚酸类化合物可
破坏细菌和苜蓿种子的细胞膜,造成细胞透性增大,
细胞内物质外渗[19]。因此,CRE中的化感成分可能
也破坏了 2 种豆科植物种子的细胞膜,使其透性增
加,胞内物质外溢,导致浸泡液电导率增大。种子细
胞膜破坏降低种子活力,抑制其萌发。
种子在萌发过程中,胚乳中的淀粉和蛋白质发
生水解,其产物是单糖和氨基酸,然后再经合成作用
构建植物体[20]。在逆境条件下,植物体内的水解酶
活性增强,合成酶活性降低,多糖和蛋白质的分解速
率大于合成,体内可溶性糖和游离氨基酸含量增
加[21-22]。但在本项试验中,CRE 显著降低了蚕豆种
子中的可溶性糖和 2 种豆科植物种子中的游离氨基
酸含量。根据蚕豆和豌豆种子发芽和幼苗生长也受
到抑制的现象,推测在豆科植物种子发芽过程中,
CRE中的活性物质可能抑制了胚乳中淀粉和蛋白
质水解,或加速细胞内葡萄糖的酵解,导致种子萌发
率降低。此外,在作物种子中,氮磷主要以蛋白质和
六磷酸肌醇的形式存在。在种子发芽时,种子内的
蛋白酶和植素磷酸酶水解蛋白质和植素磷酸盐,形
成氨基酸和无机磷,供幼苗利用[23]。CRE抑制胚乳
中的养分利用,可能源于对蛋白酶和植素磷酸酶的
抑制作用。
据报道,植物根系分泌的化感物质可以改变硝
酸还原酶(NR)、谷氨酰合成酶(GS)、谷氨酸脱氢酶
(GDH)、吲哚乙酸氧化酶(IAAO)等多种酶的活性,
影响相关代谢途径[24-25]。在旱地土壤中,无机氮以
硝态氮为主,硝酸还原是植物利用硝态氮的原初反
应,硝酸还原酶是植物利用硝态氮的关键酶之
一[26]。CRE总体上抑制豆科植物幼苗的硝酸还原
酶活性和根系活力,在大田条件下可能不利于植物
吸收利用土壤中的硝态氮和多种养分,这可能是集
约化种植黄连抑制后季作物生长,造成减产的重要
原因之一。
综上所述,CRE 破坏种子细胞膜结构,较高浓
度的 CRE抑制蚕豆和豌豆种子发芽,幼苗生长,胚
乳养分利用,硝酸还原酶和根系活性。由此可以解
释集约化种植黄连影响后季作物生长,并造成减产
的现象,深入研究黄连的化感机制可能为消除化感
效应提供有效途径。
[参考文献]
[1] 董宇,张英丰,杨庆,等 . 黄连提取物在大鼠肠外翻实验中
的吸收研究[J]. 中国中药杂志,2008,33(9) :1056.
[2] 徐锦堂,王立群,徐蓓 . 黄连研究进展[J]. 中国医学科学
院学报,2004,26(6) :704.
[3] Sun J,Ma J S,Jin J,et al. Qualitative and quantitative deter-mi-
nation of the main components of huanglianjiedu decoction by
HPLC-UV /MS[J]. Acta Pharm Sin,2006,41(4) :380.
[4] 李雪改,杨立国,陈丽霞,等 . 黄连水提液化学成分的分离
与鉴定[J]. 沈阳药科大学学报,2012,29(3) :193.
[5] 匡艳辉,朱晶晶,王智民,等 . 一测多评法测定黄连中小檗
碱、巴马汀、黄连碱、表小檗碱、药根碱含量[J]. 中国药学杂
志,2009,44(5) :390.
[6] 银福军,瞿显友,曾纬,等 . 黄连不同部位水浸液自毒作用
研究[J]. 中药材,2009,33(3) :329.
[7] 徐帆,李平,楚更五,等 . 3 种中药提取物对幽门螺杆菌的
体外联合抗菌效应研究[J]. 中国药房,2007,18(33) :2573.
[8] 赵茉,高莉,彭晓明,等 . 黄连提取物对角质形成细胞增殖
活性的影响[J]. 中国中医药信息杂志,2010,17(8) :22.
[9] Cernakova M,Kostalova D. Antimicrobial activity of berberine--
a constituent of Mahonia aquifolium[J]. Folia Microbiol,2002,
47 (4) :375.
[10] Jiang Q,Liu P,Wn X,et al. Berberine attenuates lipopolysac-
charide-induced extracelluar matrix accumulation and inflamma-
tion in rat mesangial cells:involvement of NF-[kappa]B signa-
ling pathway[J]. Mol Cell Endocrinol ,2011,331(1) :34.
[11] Mitani N,Murakami K,Yamaura T,et al. Inhibitory effect of
berberine on the mediastinal lymp node metastasis produced by
orthotopic implantation of Lewis lung carcinoma[J]. Cancer
Lett,2001,165(1) :35.
[12] Philogène B J R,Arnason J T,Towers G H N,et al. Berberine:
a naturally occurring phototoxic alkaloid [J]. J Chem Ecol,
1984,10(1) :115.
[13] 王彦荣,余玲,刘友良,等 . 用活力指标评价几种牧草的种
批质量和田间出苗率[J]. 草业学报,2003,12(5) :62.
[14] 萧浪涛,王三根 . 植物生理学实验技术[M]. 北京:中国农
业出版社,2005.
[15] 鲍士旦 . 土壤农化分析[M]. 北京:中国农业出版社,1999:
84.
·018·
第 38 卷第 6 期
2013 年 3 月
Vol. 38,Issue 6
March,2013
[16] 张玉娟,唐士明,邵新庆,等 . 植物化感作用在草地生态系
统中的研究进展[J]. 安徽农业科学,2012,40(2) :958.
[17] Martinoia E,Massonneau A,Frangne N. Transport processes of
solutes across the vacuolar membrane of higher plants[J] . Plant
Cell Physiol,2000,41(11) :1175.
[18] Otani M,Shitan N,Sakai K,et al. Characterization of vacuolar
transport of the endogenous alkaloid berberine in Coptis japonica
[J]. Plant Physiol,2005,138(4) :1939.
[19] 宋亮,潘开文,王进闯,等 . 酚酸类物质对苜蓿种子萌发及
抗氧化物酶活性的影响[J]. 生态学报,2006,26(10) :
3393.
[20] 潘瑞炽 . 植物生理学[M]. 北京:高等教育出版社,2008.
[21] 肖强,郑海雷,陈瑶 . 盐度对互花米草生长及脯氨酸、可溶
性糖和蛋白质含量的影响[J]. 生态学杂志,2005,24(4) :
373.
[22] 方志红,董宽虎 . NaCl 胁迫对碱蒿可溶性糖和可溶性蛋白
含量的影响[J]. 中国农学通报,2010,26(16) :147.
[23] 陆景陵 . 植物营养学 . 上册[M]. 2 版 . 北京:中国农业大学
出版社,2010:23.
[24] 李洪益 . 花椒主效化感物质分离鉴定及化感作用研究[D].
北京:中国科学院,2009.
[25] 徐鹏,程智慧,梁静 . 百合根系分泌物中不同组分的化感作
用[J]. 西北林科技大学学报:自然科学版,2011,39(11) :
167.
[26] 吴巍,赵军 . 植物对氮素吸收利用的研究进展[J]. 中国农
学通报,2010,26(13) :75.
Allelopathic effects of extracts from fibrous roots of
Coptis chinensis on two leguminous species
LI Qian,WU Ye-kuan,YUAN Ling ,HUANG Jian-guo*
(College of Natural Resources and Environment,Southwest University,Chongqing 400716,China)
[Abstract] An experiment was carried out to study the allelopathic effects of Coptis chinensis fibrous root extracts(CRE)on the
germination and seedling growth of Vicia faba and Pisum sativum in order to alleviate the allelopathic effects and increase land produc-
tivity. The seeds of both garden pea (P. sativum)and broad been (V. faba)were germinated in CRE solution of various concentra-
tions,the germination rate,seedling growth and related physiological indexes were measured. The result indicated that there were no
significant effects of CRE in low concentrations on seed germination,including both the rate and index,and seed vitality and membrane
permeability. With the increment of CRE concentrations,however,the high seed membrane permeability and germination inhibition
were observed. For example,the germination rates were reduced by 23. 4% (P. sativum)and 9. 5% (V. faba) ,respectively,in
CRE solution with 800 mg·L -1 . Simultaneously,soluble sugars and the free amino acids in the seeds were lower than those in the
control (without CRE)after soaking seeds in CRE solutions. In addition,the seedling growth and nitrate reductase activity were stimu-
lated by CRE at low concentrations in contrast to high concentrations which behaved otherwise and inhibited the nutrient utilization in
endosperm. Therefore,the large amount of allelochemicals released from the roots and remains of C. chinensis in soils could inhibit the
seed germination and seedling growth of legumes,which may lead to decrease even fail crop yields after growing this medical plant.
[Key words] Coptis chinensis;fibrous root extracts;leguminous plant;allelopathic effect
doi:10. 4268 /cjcmm20130606
[责任编辑 吕冬梅]
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