全 文 :2012年4月 甘 肃 农 业 大 学 学 报 第4 7卷
第2期76~79 JOURNAL OF GANSU AGRICULTURAL UNIVERSITY 双 月 刊
旱冬瓜水提液对云南松幼苗生长的化感效应
王晓丽1,曹子林2,朱霞1
(1.西南林业大学林学院,云南 昆明 650224;2.西南林业大学环境科学与工程学院,云南 昆明 650224)
摘要:利用旱冬瓜鲜叶不同浓度(20、10、5g/L)水浸提液处理云南松种子,研究了旱冬瓜鲜叶水浸液对云南松
种子发芽后幼苗生长及其生理生化特性的影响.结果表明:与对照相比,用20、10g/L水提液处理的云南松幼苗的
生长受到抑制,保护酶SOD、POD和CAT活性降低,O-2 和丙二醛含量升高,根系活力降低,叶绿素含量减少;5g/
L水提液可促进云南松幼苗的生长,保护酶SOD、POD和CAT活性升高,O-2 和丙二醛含量降低,根系活力增强,
叶绿素含量增加.统计分析表明,20、5g/L水提液处理的幼苗生长指标和生理指标与对照间皆呈显著或极显著差
异,其中生长指标中根长对化感作用最为敏感,生理指标中根系活力、SOD酶活性对化感作用较为敏感.
关键词:旱冬瓜;云南松;化感作用;生理生化指标;幼苗
中图分类号:S 791.257 文献标识码:A 文章编号:1003-4315(2012)02-0076-04
作者简介:王晓丽(1976-),女,硕士,副教授,研究方向为种苗及林木生理生态.E-mail:fjxlwang@yahoo.com.cn
基金项目:云南省教育厅科研基金项目(5Y0194B);云南省省级重点建设学科“森林培育学”基金(500018);西南山地森林资源保育与利用省部
共建教育部重点实验室基金.
收稿日期:2010-11-15;修回日期:2012-02-18
Alelopathy of water extract of Alnus nepalensis on
the seedling growth of Pinus yunnanensis
WANG Xiao-li 1,CAO Zi-lin2,ZHU Xia1
(1.Colege of Forestry,Southwest Forestry University,Yunnan 650224,China;2.Colege of Environmental
Science and Engineering,Southwest Forestry University,Yunnan 650224,China)
Abstract:Effect of water extract of different concentrations(20、10、5g/L)from Alnus nepalensis on
the seedling growth and its physiology and biochemistry characteristics of Pinus yunnanensis was studied.
Results showed that compared with the contrast,after treated with 20g/L and 10g/L water extract,the
seedling growth was inhibited especialy the root length,the activities of protective enzymes,SOD,POD and
CAT decreased,the contents of O-2 and malondialdehyde both increased,the root activity decreased and
chlorophyl content decreased too.While treated with 5g/L water extract,seedling growth was promoted,
the activity of protective enzymes,SOD,POD and CAT increased,the contents of O-2 and malondialdehyde
decreased,the root activity and chlorophyl content increased.Through the analysis of variance and multiple
comparisons,the seedling growth and physiological indexes between high concentration water extract treat-
ments and control were significant or extremely significant different.Among al growth indexs,the root
length was the most sensitive on alelopathy.Root activity and SOD enzyme activity were more sensitive on
alelopathy among physiological indexs.
Key words:Alnus nepalensis;Pinus yunnanensis;alelopathy;physiological and biochemical index;see-
ding
第2期 王晓丽等:旱冬瓜水提液对云南松幼苗生长的化感效应
化感作用是植物或微生物的代谢分泌物对环境
中其他植物或微生物产生的有利或不利的作用.化
感作用在森林生态系统中对维持混交林群落的稳定
性具有重要的影响[1].云南松(Pinus yunnanensis)
属松科松属,是我国中部及西部地区的优良速生针
叶树种.云南松常形成大面积纯林,深根性,耐干旱
瘠薄,为我国西南重要的用材树种[2].旱冬瓜(Alnus
nepdensis)属桦木科桤木属,根部具根瘤,有固氮作
用,叶含氮、磷、钾等养分,对林地土壤有较好的改良
作用,而且由于旱冬瓜枝叶含水率高,凋落物易分
解,具有较强的抗火性能[3-4],所以旱冬瓜可与多种
针叶树种混交,对于改变纯林结构,增加养分归还
量,促进目的树种的生长等具有重要作用.
针对云南松与旱冬瓜混交的种间生物化学关
系,近年来的研究表明,旱冬瓜水提液及有机溶剂浸
提液对云南松种子萌发及幼苗生长皆有明显的化感
作用[5-6].但关于旱冬瓜水提液对云南松种子萌发后
幼苗生长化感效应的生理生化机理的研究还未见报
道,为深入了解云南松旱冬瓜混交林云南松天然更
新过程中化感物质对种子萌发后幼苗生长的生理生
化机理,本文以云南松种子为受体,研究不同浓度旱
冬瓜水提液对云南松种子萌发后幼苗生长的化感效
应及其生理生化机理,以期为营造云南松旱冬瓜混
交林时的树种合理配置提供依据.
1 材料与方法
1.1 研究材料
供试云南松种子来自云南省林木种苗站;旱冬
瓜鲜叶来自昆明西山森林公园猫猫箐村的旱冬瓜人
工纯林.
1.2 研究方法
1.2.1 旱冬瓜鲜叶水提液的制备 用旱冬瓜鲜叶
制备水提液.将洗净、晾去叶片表面水分的样品放入
小塑料桶内用蒸馏水浸泡24h,水浸液母液的浓度
为0.1g/mL(即相当于1g烘干样的新鲜样浸于10
mL蒸馏水中)[7].将浸泡液通过纱布过滤2次,再
将滤液通过离心机离心除去杂质,得到水浸液母液,
放入冰箱内低温保存,备用.同时用母液分别配制浓
度为20、10、5g/L的水浸液于小玻璃瓶内,并放入
冰箱低温保存,备用.
1.2.2 云南松幼苗生长指标的测定 发芽条件参
照GB2772-1999《林木种子检验规程》[8].将旱冬瓜
鲜叶水提液等量浇在由培养皿、双层滤纸构成的发
芽床上,对照用蒸馏水,然后放置云南松种子.每个
处理3个重复,每个重复100粒种子,放入发芽箱.
发芽结束用直尺测量幼苗苗高和根长,每皿测定50
苗.称其鲜质量后,再将其放在洗净的培养皿中,在
80℃的烘箱中烘至质量恒定,称其干质量.
1.2.3 云南松幼苗生理生化指标的测定 根系活
力采用TTC(氯化三苯基四氮唑)法[9];叶绿素含量
采用张志良的方法[10]测定;超氧阴离子(O-2 )含量的
测定采用王爱国和罗广华的方法测定[11];丙二醛含
量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧
化氢酶(CAT)活性采用张治安等的方法[12]测定.
2 结果与分析
2.1 旱冬瓜鲜叶水提液对云南松幼苗生长的影响
由表1可知,与对照相比,水提液浓度为20、10
g/L时,对幼苗根长、苗高、鲜质量、干质量均表现出
一定的抑制作用,且随水提液浓度的降低,抑制作用
减弱.水提液浓度为5g/L时,表现出促进作用.经
20g/L水提液处理的幼苗根长与对照存在极显著
差异,5g/L水提液处理的幼苗根长与对照存在显
著差异,3种浓度水提液处理的幼苗根长两两间存
在极显著差异;经5g/L水提液处理的幼苗苗高分
别与20、10g/L水提液处理的苗高间存在极显著差
异,各处理的幼苗鲜质量间不存在显著差异;经20
g/L水提液处理的幼苗干质量与对照间存在极显著
差异;经5g/L水提液处理的幼苗干质量与20g/L
水提液处理的干质量间存在极显著差异,经5g/L
水提液处理的幼苗干质量与10g/L水提液处理的
干质量间存在显著差异.可见,4个生长指标中,根
长对化感作用更为敏感.
2.2 旱冬瓜鲜叶水提液对云南松幼苗生理生化特
性的影响
与对照相比水提液浓度为20、10g/L时,对幼
苗根系活力、叶绿素含量均表现出一定的抑制作用;
水提液浓度为5g/L时,表现出促进作用.经20、
5g/L水提液处理的幼苗根系活力均与对照间存在
极显著差异.3种浓度水提液处理的幼苗根系活力
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甘 肃 农 业 大 学 学 报 2012年
表1 不同浓度旱冬瓜水提液对云南松幼苗生长的影响
Tab.1 The effects of different concentration of Alnus nepalensis water extract on
seedling growth of Pinus yannanensis
浓度/(g·L-1) 根长/cm 苗高/cm 鲜质量/g 干质量/g
20 0.938cC 5.014bB 2.863aA 0.430cBC
10 1.651bB 5.056bB 3.107aA 0.472bcAC
5 2.178aA 5.598aA 3.182aA 0.533aA
CK 1.850bAB 5.371abAB 3.095aA 0.518abA
同列数据不同小写和大写字母分别表示在5%和1%水平上差异显著.
两两间存在极显著差异;经20g/L水提液处理的
幼苗叶绿素含量与对照存在极显著差异,5g/L水
提液处理的幼苗叶绿素含量与对照存在显著差
异,20g/L与5g/L水提液处理的幼苗叶绿素含
量存在极显著差异(表2).可见,根系活力对水提
液的化感作用更为敏感,这与前面对生长指标的
分析结果一致.
与对照相比,旱冬瓜水提液在浓度为20、10
g/L时均提高了云南松幼苗中O-2 和 MDA的含量,
并随处理浓度增加,O-2 和 MDA含量提高,表明高
浓度的旱冬瓜水提液可使云南松幼苗体内活性氧产
生积累,诱发了膜脂的过氧化,导致根系活力降低,
根长生长受抑制,最终抑制了云南松幼苗的生长.旱
冬瓜水提液浓度为5g/L时,则起到了降低活性氧
的作用,O-2 和 MDA含量均比对照低(表2).经20
g/L水提液处理的幼苗O-2 含量、MDA含量分别与
对照存在显著差异和极显著差异,这与上述对根系
活力的分析结果一致.
云南松幼苗中SOD、POD、CAT等保护酶活性
随着旱冬瓜水提液浓度降低而提高.当浓度分别为
20、10g/L时SOD、POD、CAT等保护酶活性均低
于对照,其中SOD活性与对照呈极显著差异;当浓
度为5g/L时SOD、POD、CAT活性均高于对照,
其中SOD活性与对照呈极显著差异.可见,低浓度
水提液情况下,保护酶活性的升高,对清除云南松幼
苗体内积累的活性氧,防止膜脂的过氧化起到积极
作用(表2),这与对幼苗中 O-2 的分析结果一致.
SOD活性对水提液的化感作用更为敏感.
表2 不同浓度旱冬瓜水提液对云南松幼苗生理生化指标的影响
Tab.2 The effects of different concentration of Alnus nepalensis water extract on
seedling physiological and biochemical indexes
浓度/
(g·L-1)
根系活力/
(mg·g-1·h-1)
叶绿素含量/
(mg·g-1)
O-2 含量/
(μg·g
-1)
MDA含量/
(μmol·g
-1)
SOD活性/
(μg·g
-1)
POD活性/
(μg·g
-1·min-1)
CAT活性/
(μg·g
-1·min-1)
20 0.292cC 0.854cB 0.896aA 0.008 83aA 17.400dD 7.309cA 213.111aA
10 0.343bB 1.057bA 0.828aA 0.007 03bB 43.850cC 9.430abA 214.804aA
5 0.479aA 1.277aA 0.625bA 0.006 05cB 76.600aA 7.579bcA 216.348aA
CK 0.352bB 1.080bA 0.749abA 0.006 70bcB 60.470bB 10.222aA 216.179aA
同列数据后不同小写和大写字母分别表示在5%和1%水平上差异显著.
3 讨论与结论
目前关于化感作用的研究,多集中在供体植物
化感物质的分离、纯化和鉴定方面,而关于其对受体
植物的作用机制普遍缺乏深入的研究.关于化感作
用生物测定指标,现多采用种子发芽率、根长(或胚
根长)和苗高(或芽高)等一些相对较简单的指
标[13-15].这种研究方法的简单化、趋势化和模式化,
限制了化感作用研究的发展.化感作用应进一步加
强深层次的机理研究,特别是要加强生理生化和分
子水平上的研究.本研究结果表明,不同浓度的旱冬
瓜水提液对云南松种子发芽后幼苗生长和生理生化
特性的影响,与对照相比,20、10g/L水提液处理的
云南松幼苗的生长受到抑制;保护酶SOD、POD和
CAT活性降低;O-2 和丙二醛含量升高;根系活力
降低,叶绿素含量减少.5g/L水提液处理可促进云
南松幼苗的生长,保护酶SOD、POD和CAT活性
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第2期 王晓丽等:旱冬瓜水提液对云南松幼苗生长的化感效应
升高,O-2 和丙二醛含量降低,根系活力增强,叶绿
素含量增加.统计结果表明:20、5g/L水提液处理
的幼苗生长指标和生理指标与对照间皆呈显著或极
显著差异,其中生长指标中根长对化感作用最为敏
感,生理指标中根系活力、SOD酶活性较为敏感.这
可为后续的进一步的化感机理的研究工作奠定
基础.
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