瑞香狼毒化感作用研究

摘要：研究了瑞香狼毒（Ｓｔｅｌｌｅｒａ ｃｈａｍａｅｊａｓｍｅ Ｌ．）提取液對(duì)藜（Ｃｈｅｎｏｐｏｄｉｕｍ ａｌｂｕｍ Ｌ．）、馬齒莧（Ｐｏｒｔｕｌａｃａ ｏｌｅｒａｃｅａ Ｌ．）、益母草（Ｌｅｏｎｕｒｕｓ ｈｅｔｅｒｏｐｈｙｌｌｕｓ Ｓｗｅｅｔ．）、籽粒莧（Ａｍａｒａｎｔｈｕｓ ｈｙｐｏｃｈｏｎｄｒｉａｃｕｓ Ｌ．）、雞冠花（Ｃｅｌｏｓｉａ ｃｒｉｓｔａｔａ Ｌ．）等５種植物種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響。結(jié)果表明，瑞香狼毒化感作用是存在的，并且瑞香狼毒的水、乙醇、丙酮提取液對(duì)種子萌發(fā)的影響不同。３種瑞香狼毒提取液對(duì)益母草幼苗生長(zhǎng)的影響強(qiáng)度一直最大，除瑞香狼毒水提取液對(duì)馬齒莧幼根生長(zhǎng)和籽粒莧幼苗生長(zhǎng)略有促進(jìn)外，其他溶劑提取液對(duì)其他幾種植物苗根、幼芽和幼苗鮮重均有明顯抑制作用。

關(guān)鍵詞：瑞香狼毒（Ｓｔｅｌｌｅｒａ ｃｈａｍａｅｊａｓｍｅ Ｌ．）；化感作用；種子萌發(fā)

中圖分類號(hào)：Ｓ４５１ 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Ａ 文章編號(hào)：0439－８114（２０12）17－3751-04

Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ａｌｌｅｌｏｐａｔｈｙ ｏｆ Ｓｔｅｌｌｅｒａ ｃｈａｍａｅｊａｓｍｅ

ＨＡＮ Ｇｕｏ－ｊｕｎ，ＸＩＡ Ｊｉ－ｑｉａｏ

（Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｂａｉｃｈｅｎｇ Ｎｏｒｍａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ， Ｂａｉｃｈｅｎｇ １３７０００，Ｊｉｌｉｎ，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｆｒｏｍ Ｓｔｅｌｌｅｒａ ｃｈａｍａｅｊａｓｍｅ Ｌ． ｗａｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｉｔｓ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｎ ｓｅｅｄ ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｅｅｄｌｉｎｇ ｇｒｏｗｔｈ ｏｆ ｆｉｖｅ ｐｌａｎｔｓ， Ｃｈｅｎｏｐｏｄｉｕｍ ａｌｂｕｍ Ｌ．， Ｐｏｒｔｕｌａｃａ ｏｌｅｒａｃｅａ Ｌ．， Ｌｅｏｎｕｒｕｓ ｈｅｔｅｒｏｐｈｙｌｌｕｓ Ｓｗｅｅｔ．， Ａｍａｒａｎｔｈｕｓ ｈｙｐｏｃｈｏｎｄｒｉａｃｕｓ Ｌ． ａｎｄ Ｃｅｌｏｓｉａ ｃｒｉｓｔａｔａ Ｌ．． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ revealed the existance of ａｌｌｅｌｏｐａｔｈｙ of Ｓ. ｃｈａｍａｅｊａｓｍｅ Ｌ．， ｗｈｉｃｈ had ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｌｅｖｅｌｓ ｏｆ ａｆｆｅｃｔｉｏｎ ｏｎ ｓｅｅｄ ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ when ｕｓｉｎｇ ｄｉｓｔｉｎｃｔｉｖｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ ｓｏｌｖｅｎｔｓ such as ｄｉｓｔｉｌｌｅｄ ｗａｔｅｒ，ｅｔｈａｎｏｌ ａｎｄ ａｃｅｔｏｎｅ． Ａｌｌ ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｆｒｏｍ Ｓ. ｃｈａｍａｅｊａｓｍｅ Ｌ． ｈａd ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎ effect ｏｎ ｔｈｅ ｓｅｅｄｌｉｎｇ ｇｒｏｗｔｈ ｏｆ Ｌ. ｈｅｔｅｒｏｐｈｙｌｌｕｓ Ｓｗｅｅｔ． Ｔｈｅｒｅ was ｏｂｖｉｏｕｓ ｉｎｈｉｂｉｔｉｖｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｎ ｔｈｅ ｆｒｅｓｈ ｗｅｉｇｈｔ ｏｆ ｓｈｏｏｔ ｒｏｏｔｓ， ｐｌｕｍｕｌｅｓ ａｎｄ ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ ｏｆ Ｃｈｅｎｏｐｏｄｉｕｍ ａｌｂｕｍ Ｌ．， Ｌ. ｈｅｔｅｒｏｐｈｙｌｌｕｓ Ｓｗｅｅｔ ａｎｄ Ｃｅｌｏｓｉａ ｃｒｉｓｔａｔａ Ｌ．， ｅｘｃｅｐｔ ｔｈｅ ｓｌｉｇｈｔ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｎ ｔｈｅ ｒａｄｉｃｌｅ ｇｒｏｗｔｈ ｏｆ Ｐｏｒｔｕｌａｃａ ｏｌｅｒａｃｅａ Ｌ． ａｎｄ ｓｅｅｄｌｉｎｇ growth ｏｆ Ａｍａｒａｎｔｈｕｓ ｈｙｐｏｃｈｏｎｄｒｉａｃｕｓ Ｌ． ｂｙ ｔｈｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ ｓｏｌｖｅｎｔ ｏｆ ｄｉｓｔｉｌｌｅｄ ｗａｔｅｒ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： Ｓｔｅｌｌｅｒａ ｃｈａｍａｅｊａｓｍｅ Ｌ．； ａｌｌｅｌｏｐａｔｈｙ； ｓｅｅｄ ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ

瑞香狼毒（Ｓｔｅｌｌｅｒａ ｃｈａｍａｅｊａｓｍｅ Ｌ．）為瑞香科狼毒屬多年生草本植物。別稱紅狼毒、綿大戟、一把香、山蘿卜、紅火柴頭花、斷腸草，是生長(zhǎng)在鹽堿沙荒高山及草原地區(qū)的一種資源性植物，由于其在抗癌、殺菌、殺蟲方面具較強(qiáng)的作用而引起國(guó)內(nèi)外大量學(xué)者的關(guān)注［１］。有學(xué)者研究瑞香狼毒對(duì)伴生植物的化感作用是造成草地植被退化的原因之一［２，３］。本研究通過(guò)對(duì)瑞香狼毒提取液對(duì)種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)影響的試驗(yàn)，進(jìn)一步探索化感作用——這一植物之間相互作用的特殊方式。并能更深一步地研究瑞香狼毒以及瑞香狼毒與周圍植物之間的相互作用關(guān)系，以使人們更清晰地認(rèn)識(shí)到化感作用在植物群落的組成、植物種群分布格局、種間競(jìng)爭(zhēng)、群落更替及人工復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)等研究領(lǐng)域所起的重要作用。

１ 材料與方法

１．１ 試驗(yàn)材料

瑞香狼毒植株，藜（Ｃｈｅｎｏｐｏｄｉｕｍ ａｌｂｕｍ Ｌ．）種子、馬齒莧（Ｐｏｒｔｕｌａｃａ ｏｌｅｒａｃｅａ Ｌ．）種子、益母草（Ｌｅｏｎｕｒｕｓ ｈｅｔｅｒｏｐｈｙｌｌｕｓ Ｓｗｅｅｔ．）種子、籽粒莧（Ａｍａｒａｎｔｈｕｓ ｈｙｐｏｃｈｏｎｄｒｉａｃｕｓ Ｌ．）種子、雞冠花（Ｃｅｌｏｓｉａ ｃｒｉｓｔａｔａ Ｌ．）種子，９５％乙醇、丙酮、去離子水。

１．２ 試驗(yàn)方法

１．２．１ 供試材料的采集與處理 ２００９年６月１５日在鎮(zhèn)南種羊場(chǎng)采集野生瑞香狼毒整個(gè)植株。用鐵鍬挖出整株瑞香狼毒根系，主根、側(cè)根、須根，簡(jiǎn)單清除根表面浮土，帶回實(shí)驗(yàn)室處理。

在試驗(yàn)基地采集試驗(yàn)所用植物（藜、馬齒莧、益母草、籽粒莧、雞冠花）的健壯植株成熟種子，帶回實(shí)驗(yàn)室處理。

將瑞香狼毒植株表面浮土清除干凈，放在通風(fēng)、干燥處晾干，避免陽(yáng)光直射。晾干后，將瑞香狼毒用報(bào)紙包好，再用塑料袋密封保存。將采集回來(lái)的野生植物種子去除雜質(zhì)，同樣放置在通風(fēng)、干燥處晾干，晾干后用報(bào)紙包好，附上標(biāo)簽，保存，備用。

１．２．２ 瑞香狼毒提取液的提取方法 將風(fēng)干的瑞香狼毒植株用流水沖洗，直至表面塵土沖洗干凈，然后將其剪成小段，再將小段根逐一剪碎，剪得越碎越好。將剪碎的瑞香狼毒稱?。担?ｇ，放入研缽中研磨，研磨過(guò)程中分別加入提取溶劑蒸餾水、５０％乙醇、５０％丙酮，充分研磨。然后將研磨液帶殘?jiān)煌D(zhuǎn)置５００ ｍＬ大燒杯中浸?。矗?ｈ，過(guò)濾備用。

將各類種子用４層紗布包好放入７０％乙醇中浸泡３～５ ｓ，取出后用去離子水沖洗３～５次，然后再放入３％ ＮａＣｌＯ溶液中浸泡３～５ ｓ，取出后再用蒸餾水沖洗３～５次。消毒好的種子備用。

１．3 試驗(yàn)步驟

將消毒處理后的種子隨機(jī)數(shù)１００粒，以１００粒為一個(gè)單位置于小燒杯中。用１５～２０ ℃清水浸泡３０ ｍｉｎ，浸泡后將水倒出。然后分別用去離子水、５０％乙醇、丙酮提取的瑞香狼毒植株提取液浸泡藜、馬齒莧、益母草、籽粒莧、雞冠花種子４ ｈ。另設(shè)去離子水浸泡各種子作對(duì)照。

將高壓滅菌后的培養(yǎng)皿先用去離子水充分潤(rùn)濕，然后鋪上２層濾紙，緊貼培養(yǎng)皿底部展平，不得有氣泡。將種子均勻擺在濾紙上，每個(gè)培養(yǎng)皿擺放種子１００粒，種子上蓋４層紗布以保持水分。以此為標(biāo)準(zhǔn)，分別將用去離子水、５０％乙醇、丙酮提取的瑞香狼毒植株提取液以及去離子水浸泡的各類種子按１００粒／份均勻擺在培養(yǎng)皿上，各試驗(yàn)均設(shè)３次重復(fù)。

將裝好種子的培養(yǎng)皿置于電熱恒溫鼓風(fēng)光照培養(yǎng)箱內(nèi)，溫度控制２５～２７ ℃。每日８∶００和１８∶００時(shí)補(bǔ)各種提取液１次，并于每日１８∶００時(shí)觀察種子發(fā)芽情況，測(cè)定各受體種子的幼苗苗長(zhǎng)、幼苗根長(zhǎng)和幼苗鮮重［４－９］。發(fā)芽結(jié)束后統(tǒng)計(jì)并計(jì)算發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)。

發(fā)芽率＝發(fā)芽終期正常發(fā)芽種子總數(shù)／供試種子數(shù)×１００％；

發(fā)芽勢(shì)＝到發(fā)芽高峰日正常發(fā)芽種子總數(shù)／供試種子數(shù)×１００％。

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析采用Ｗｉｌｌｉａｍｓｏｎ提出的化感效應(yīng)檢驗(yàn)方法［１０］：

ＲＩ＝１－Ｃ／Ｔ（Ｔ≥Ｃ）或ＲＩ＝Ｔ／Ｃ－１（Ｔ＜Ｃ），其中Ｃ為對(duì)照值，Ｔ為處理值，ＲＩ為化感作用效應(yīng)，ＲＩ＞０為促進(jìn)，ＲＩ＜０為抑制，絕對(duì)值的大小表示作用強(qiáng)度大小。

２ 結(jié)果與分析

２．１ 瑞香狼毒提取液對(duì)５種受體植物種子萌發(fā)的影響

由表１和表２可以看出，用瑞香狼毒的水提取液處理藜種子發(fā)芽率變化不大，但發(fā)芽勢(shì)顯著降低，說(shuō)明藜種子發(fā)芽速度顯著變慢，發(fā)芽周期延長(zhǎng)。用瑞香狼毒的乙醇和丙酮提取液處理的藜種子發(fā)芽率顯著降低。說(shuō)明這兩種瑞香狼毒提取液對(duì)藜種子萌發(fā)有抑制作用。

用瑞香狼毒的水提取液處理馬齒莧種子，發(fā)芽率及發(fā)芽勢(shì)變化都不顯著，用瑞香狼毒的丙酮提取液處理馬齒莧種子發(fā)芽率略有提高，而發(fā)芽勢(shì)明顯下降，說(shuō)明馬齒莧種子發(fā)芽速度變慢。用瑞香狼毒的乙醇提取液處理的馬齒莧種子沒(méi)有發(fā)芽，完全抑制了馬齒莧種子的萌發(fā)。從馬齒莧種子的發(fā)芽速度及發(fā)芽周期看，用瑞香狼毒植株的水提取液處理種子發(fā)芽速度較快。用瑞香狼毒植株的乙醇、丙酮提取液處理的馬齒莧種子發(fā)芽速度受到抑制?？梢姡鹣憷嵌局仓瓴煌軇┨崛∫簩?duì)馬齒莧種子萌發(fā)影響明顯。

用去離子水處理的益母草種子發(fā)芽率最高。用瑞香狼毒的水提取液處理的益母草種子發(fā)芽率明顯降低。而用瑞香狼毒的乙醇、丙酮提取液處理的益母草種子發(fā)芽率趨于零?？梢?，用瑞香狼毒的去離子水、乙醇、丙酮提取液對(duì)益母草種子萌發(fā)起抑制作用。由此可見，瑞香狼毒的水提取液抑制益母草種子的萌發(fā)，瑞香狼毒的乙醇、丙酮提取液完全抑制益母草種子的萌發(fā)。

用去離子水及瑞香狼毒的去離子水、丙酮提取液處理莧菜種子發(fā)芽率差異不顯著。用瑞香狼毒的乙醇提取液處理的籽粒莧種子發(fā)芽率最低。而用瑞香狼毒的水提取液處理的籽粒莧種子發(fā)芽率略有提高。從籽粒莧的發(fā)芽速度及發(fā)芽周期看，用瑞香狼毒的乙醇提取液處理的籽粒莧種子發(fā)芽速度明顯降低。相比之下，用瑞香狼毒的去離子水、丙酮提取液處理籽粒莧種子可延長(zhǎng)其發(fā)芽周期，而且發(fā)芽率不受影響甚至升高。因此，瑞香狼毒的乙醇提取液處理籽粒莧種子能抑制其萌發(fā)率及發(fā)芽速度。而用瑞香狼毒的水提取液處理籽粒莧種子則能促進(jìn)其發(fā)芽。

用去離子水和瑞香狼毒的去離子水、乙醇、丙酮提取液處理雞冠花種子，發(fā)芽率變化顯著。從雞冠花的發(fā)芽速度及發(fā)芽周期看，用瑞香狼毒的水提取液處理的種子發(fā)芽速度有所下降，但發(fā)芽率、發(fā)芽周期并無(wú)大的影響；而用瑞香狼毒的丙酮提取液處理雞冠花種子發(fā)芽速度受到抑制，發(fā)芽周期明顯延長(zhǎng)，發(fā)芽率也明顯降低；用瑞香狼毒的乙醇提取液處理雞冠花種子，會(huì)抑制雞冠花種子發(fā)芽。

２．２ 瑞香狼毒提取液對(duì)５種受體植物幼苗根長(zhǎng)的影響

從圖１中可看出，瑞香狼毒提取液對(duì)藜、益母草和雞冠花幼苗根長(zhǎng)有抑制作用，瑞香狼毒水浸提液對(duì)馬齒莧和籽粒莧幼苗根長(zhǎng)有促進(jìn)作用，而乙醇和丙酮提取液對(duì)馬齒莧和籽粒莧幼苗根長(zhǎng)有不同程度的抑制作用。

２．３ 瑞香狼毒提取液對(duì)５種受體植物幼苗苗長(zhǎng)的影響

從圖２中看出，除瑞香狼毒水提取液對(duì)籽粒莧苗長(zhǎng)略有促進(jìn)外，其提取液對(duì)其他4種植物苗長(zhǎng)都有不同程度的抑制作用。不同的瑞香狼毒提取液作用強(qiáng)度不同，同一種浸提液對(duì)不同植物的作用強(qiáng)度也不同。

２．４ 瑞香狼毒提取液對(duì)５種受體植物幼苗鮮重的影響

從圖３中看出，瑞香狼毒浸提液除對(duì)籽粒莧幼苗鮮重略有促進(jìn)作用外，對(duì)其他植物幼苗鮮重都有不同程度的抑制作用，同一種浸提液對(duì)不同植物鮮重的抑制強(qiáng)度不同，不同瑞香狼毒浸提液作用強(qiáng)度也不同。

３ 結(jié)論與討論

１）通過(guò)試驗(yàn)證實(shí)了瑞香狼毒具有化感作用，能對(duì)其他植物種子萌發(fā)、幼苗根系生長(zhǎng)、幼苗的生長(zhǎng)和幼苗鮮重有不同程度的影響。如瑞香狼毒的水、丙酮提取液對(duì)馬齒莧和籽粒莧影響程度較輕，但瑞香狼毒的乙醇提取液則完全抑制馬齒莧和籽粒莧的萌發(fā)。其水、乙醇、丙酮提取液對(duì)藜、益母草和雞冠花的種子萌發(fā)起顯著抑制作用。用同一種溶劑提取的瑞香狼毒植株的提取液處理不同種子，其對(duì)植物種子的萌發(fā)影響也不同，如用蒸餾水提取的瑞香狼毒植株的提取液對(duì)籽粒莧種子的萌發(fā)基本無(wú)影響；而抑制藜、益母草和雞冠花種子萌發(fā)。瑞香狼毒提取液除水浸液對(duì)馬齒莧和籽粒莧根伸長(zhǎng)、籽粒莧的芽伸長(zhǎng)及鮮重略有促進(jìn)外，其他溶劑浸提液都有不同程度的抑制作用。特別是對(duì)益母草種子萌發(fā)幼苗根和莖的伸長(zhǎng)及鮮重的增長(zhǎng)有很強(qiáng)的抑制作用；對(duì)藜、馬齒莧、雞冠花的幼苗生長(zhǎng)也有不同程度抑制作用。這就驗(yàn)證了為什么瑞香狼毒會(huì)破壞草原植被，是草原退化的標(biāo)志。

２）隨著研究的深入，我們將研究瑞香狼毒對(duì)更多的草甸植物的化感作用，探討其在草原演替中的消極作用和生物防治中的積極作用。

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