紫莖澤蘭凋落物提取液對自身種子萌發(fā)和幼苗生長的影響

張鳳英, 杜芝芝, 和加衛(wèi), 楊麗云

(1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué) 熱帶作物學(xué)院, 昆明 650201; 2.中國科學(xué)院 昆明植物研究所,昆明 650201; 3.云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 高山經(jīng)濟(jì)植物研究所, 云南 麗江 674100)

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紫莖澤蘭凋落物提取液對自身種子萌發(fā)和幼苗生長的影響

張鳳英1, 杜芝芝2, 和加衛(wèi)3, 楊麗云3

(1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué) 熱帶作物學(xué)院, 昆明 650201; 2.中國科學(xué)院 昆明植物研究所,昆明 650201; 3.云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 高山經(jīng)濟(jì)植物研究所, 云南 麗江 674100)

采用恒溫培養(yǎng)法研究了不同濃度紫莖澤蘭凋落物提取液對其種子萌發(fā)和幼苗生長的影響。結(jié)果表明：紫莖澤蘭凋落物提取液對自身種子萌發(fā)與幼苗生長起到一定程度的抑制作用，并且濃度越高抑制作用越強(qiáng)；當(dāng)提取液濃度低于0.05 g/ml時(shí)，種子萌發(fā)和幼苗生長過程中各指標(biāo)與對照均無顯著差異(p>0.05)；提取液濃度高于0.05 g/ml時(shí)，種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、胚根長、幼苗鮮重和干重隨提取液濃度的增加急劇降低(p<0.05)，并且紫莖澤蘭凋落物提取液延長了種子發(fā)芽時(shí)間，而對幼苗鮮重和干重影響不顯著(p>0.05)；高濃度(0.30 g/ml)紫莖澤蘭凋落物提取液致使種子失活。統(tǒng)計(jì)相關(guān)檢驗(yàn)表明，紫莖澤蘭葉片丙二醛(MDA)含量、細(xì)胞膜透性均與提取液濃度呈顯著的線性正相關(guān)(p<0.001)，葉綠素含量、根系活力(TTC)、保護(hù)性酶(POD，SOD，CAT)和非保護(hù)性酶(PPO，PAL)活性均與提取液濃度呈顯著的線性負(fù)相關(guān)(p<0.001)。綜合以上結(jié)果表明紫莖澤蘭凋落物提取液對其種子萌發(fā)和幼苗生長存在一定程度的自毒作用。

紫莖澤蘭; 凋落物; 提取液; 種子萌發(fā); 幼苗生長

凋落物是植物和微生物所需養(yǎng)分的主要來源和維持生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)與能量流動的物質(zhì)基礎(chǔ)[1-3]，生態(tài)系統(tǒng)長期的穩(wěn)定性主要依賴于植物生長和凋落物養(yǎng)分之間的動態(tài)平衡[4-6]。傳統(tǒng)意義上的凋落物主要包括植物的枯枝落葉、落皮、繁殖器官，林下枯死的草本植物以及枯死植物的根等[1,7-10]，在植被原生演替過程中具有改變?nèi)郝渖车淖饔茫瑥?qiáng)烈影響種群、群落的結(jié)構(gòu)和動態(tài)，物種組成和多樣性，其在地表的積累被認(rèn)為是植被演替的一部分[11-13]。天然條件下的種子萌發(fā)和幼苗生長是植物生活史中的脆弱階段，植物將對不利環(huán)境因素的適應(yīng)力大幅度提高[14-16]，此階段對土壤環(huán)境變化十分敏感，尤其是種子在凋落物覆蓋的表層土壤中等待萌發(fā)期間，凋落物分泌的營養(yǎng)與化學(xué)物質(zhì)對自身種子萌發(fā)、形成幼苗并完成定居整個(gè)過程產(chǎn)生強(qiáng)烈的影響[9,17-18]，認(rèn)知這種影響及其作用機(jī)制，對于理解和預(yù)測生態(tài)系統(tǒng)中群落組成、演替以及種子更新具有重要的指導(dǎo)作用。

紫莖澤蘭(EupatoriumadenophorumSpreng.)是菊科澤蘭屬多年生草本植物，為我國西南地區(qū)的主要外來入侵植物，對全球自然和農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)造成了嚴(yán)重危害[19-20]，紫莖澤蘭入侵后排擠當(dāng)?shù)刂参铮憩F(xiàn)出較強(qiáng)的競爭優(yōu)勢，并且種子產(chǎn)量高，適應(yīng)光和養(yǎng)分變化的能力強(qiáng)，其繁殖及擴(kuò)散能力強(qiáng)，它的入侵帶來了一些頗具爭議的生態(tài)環(huán)境問題[21-23]。為了深入理解紫莖澤蘭的入侵和危害機(jī)制，本文從凋落物對自身種子萌發(fā)和幼苗生長方面揭示其危害機(jī)制、廣泛蔓延特性和田間防治有著重要的指導(dǎo)意義，并且為深入探討紫莖澤蘭的化感作用與其入侵關(guān)系提供數(shù)據(jù)支撐。鑒于此，本研究以紫莖澤蘭凋落物為供體，通過室內(nèi)模擬試驗(yàn)并采用恒溫培養(yǎng)法研究不同濃度紫莖澤蘭凋落物提取液對自身種子萌發(fā)各項(xiàng)指標(biāo)和幼苗生長中根系活力、細(xì)胞膜的受損程度以及抗氧化物酶活性等的影響，從生理生化角度探討不同濃度紫莖澤蘭凋落物提取液與自身種子萌發(fā)和幼苗生長的關(guān)系，為全面評估紫莖澤蘭入侵對生態(tài)系統(tǒng)的影響提供理論科學(xué)依據(jù)。

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

紫莖澤蘭凋落物取自于四川省西昌市馬鞍山鄉(xiāng)外10 km處的山谷地帶(27°41′15″N，102°03′41″E)，屬亞熱帶高原季風(fēng)氣候，常綠闊葉混交林，海拔1 420～1 903 m，干濕季節(jié)分明，年均降雨量870～1 250 mm，5—10月為雨季，其余為旱季，年均氣溫15.8℃，極端最高氣溫41.3℃，極端最低氣溫-10.3℃，總積溫5 000℃以上，日照豐富，全年日照時(shí)數(shù)2 500 h以上，無霜期120～140 d，土壤類型為沖擊紅壤，土質(zhì)較緊實(shí)，質(zhì)地較粘，研究區(qū)紫莖澤蘭從中心向邊緣地帶輻射分布，大部分已形成紫莖澤蘭單優(yōu)群落，株高約2 m，并有大量凋落物。于2013年10月，在研究區(qū)采集大量紫莖澤蘭凋落物，帶回實(shí)驗(yàn)室用自來水清洗后再用蒸餾水沖洗自然風(fēng)干后粉碎過60目篩后貯藏備用；同時(shí)并在四川農(nóng)科院購買大量的紫莖澤蘭種子帶回實(shí)驗(yàn)室備用。

紫莖澤蘭種子千粒重為63.54 g，選取健壯飽滿、無損傷和蟲害的灰黑色種子，福爾馬林消毒10 min后蒸餾水沖洗數(shù)次，100℃水5 min 處理后蒸餾水沖洗降溫，放置24 h備用。

1.2紫莖澤蘭凋落物提取液的配置

分別稱取風(fēng)干并碾碎的紫莖澤蘭凋落物50，100，150，200，250，300 g溶入1 L蒸餾水中靜置24 h，然后5 000 rpm離心機(jī)離心15 min，過濾得到5種濃度分別為0.05，0.10，0.15，0.20，0.25，0.30 g/ml(1 g/ml為1 ml水溶液中含有1 g凋落物干物質(zhì)的提取物)的提取液，于4℃冰箱貯藏備用。

1.3提取液對種子萌發(fā)和幼苗生長的試驗(yàn)

室內(nèi)試驗(yàn)在山東省濟(jì)寧學(xué)院生科院進(jìn)行，從紫莖澤蘭種子中精選大小基本一致的種子均勻擺放在鋪有兩層濾紙的培養(yǎng)皿中，每個(gè)培養(yǎng)皿擺放種子50粒，分別加入不同濃度的提取液15 ml(對照采用去離子蒸餾水)，包括對照共7個(gè)處理，每個(gè)處理3次重復(fù)。在恒溫生化培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，調(diào)節(jié)光周期25℃，12 h，暗周期15℃，8 h，光強(qiáng)50 nmol/(m2·s)，相對濕度控制在75%～80%的范圍內(nèi)，種子萌發(fā)以胚根突破種皮為標(biāo)準(zhǔn)，每天等量補(bǔ)充少量對應(yīng)處理濃度的提取液以保持發(fā)芽盒內(nèi)濾紙的濕度，安置發(fā)芽的當(dāng)天為第1天，第3天后每天觀察、統(tǒng)計(jì)并記錄種子發(fā)芽數(shù)。待連續(xù)3 d無萌發(fā)時(shí)測量根長(mm)、苗高(mm)、鮮重和干重(精度0.1 mg)，計(jì)算各處理種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)，并取紫莖澤蘭幼苗的根和幼葉測定其生理生化指標(biāo)。

1.4種子萌發(fā)和幼苗生長各生理指標(biāo)測定

發(fā)芽率=(發(fā)芽數(shù)/50)×100%；

發(fā)芽勢=(發(fā)芽初期12 d的發(fā)芽粒數(shù)/50)×100%；

發(fā)芽指數(shù)=∑(Gt/Dt)；式中：Gt——在t天的種子發(fā)芽數(shù)；Dt——相對應(yīng)的種子發(fā)芽天數(shù)。采用愈創(chuàng)木酚法測定過氧化物酶(POD)活性；氮藍(lán)四唑(NBT)光還原法測定超氧化物歧化酶(SOD)活性；過氧化氫分解法測定過氧化氫酶(CAT)活性；比色法測定丙二醛含量(MDA)；四氮唑法測定幼苗根系活力(TTC)；相對電導(dǎo)率法測定細(xì)胞膜透性；多酚氧化酶(PPO)活性測定采用分光光度計(jì)；液氮分離純化測定苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性；參照《植物生理學(xué)試驗(yàn)指導(dǎo)》方法測量并計(jì)算出葉綠素含量[24]。

1.5數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差(mean±SD)表示，采用Excel 2003.0和SPSS 18.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，種子萌發(fā)和幼苗生長過程中各指標(biāo)進(jìn)行單因素方差比較(One-way ANOVA)分析，方差分析用Duncan′s法(顯著水平設(shè)置α=0.05)，Origin 7.5作圖。

2　結(jié)果與分析

2.1紫莖澤蘭凋落物提取液對種子萌發(fā)的影響

由表1可知，紫莖澤蘭凋落物提取液對自身種子萌發(fā)起到不同程度的抑制作用，并且隨提取液濃度的增大抑制作用增強(qiáng)，紫莖澤蘭種子萌發(fā)各項(xiàng)指標(biāo)隨提取液濃度的增加而逐漸降低，并且降低幅度逐漸變大。多重分析比較顯示，當(dāng)提取液濃度為0.05 g/ml時(shí)，紫莖澤蘭種子萌發(fā)各項(xiàng)指標(biāo)與對照均無顯著差異(p>0.05)，當(dāng)提取液濃度高于0.05 g/ml時(shí)，不同濃度提取液處理后的紫莖澤蘭種子萌發(fā)各項(xiàng)指標(biāo)與對照的差異均達(dá)到顯著水平，并且不同處理間也基本達(dá)到顯著差異(p<0.05)；當(dāng)提取液濃度為0.25，0.30 g/ml時(shí)，種子萌發(fā)各項(xiàng)指標(biāo)無顯著差異(p>0.05)，也即，高濃度紫莖澤蘭凋落物提取液對自身種子的萌發(fā)造成了一定程度的傷害，提取液濃度為0.30 g/ml時(shí)，種子基本不再萌發(fā)，相比于對照，提取液對自身種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、胚芽長和胚根長的抑制率分別為90.18%，93.36%，93.92%，62.95%，70.03%；經(jīng)不同濃度提取液處理后，雖然對紫莖澤蘭幼苗鮮重和干重的增加表現(xiàn)出了一定的抑制作用，但與對照的差異不顯著(p>0.05)，抑制率分別為63.96%和22.80%；另外，提取液也延長了紫莖澤蘭種子萌發(fā)所需時(shí)間。由此可見，紫莖澤蘭凋落物提取液對其種子萌發(fā)的抑制作用非常明顯。

表1　紫莖澤蘭凋落物提取液對種子萌發(fā)的影響

注：同列相同字母表示在0.05水平差異不顯著，下同。

2.2紫莖澤蘭凋落物提取液對幼苗葉綠素含量和細(xì)胞膜透性的影響

由圖1A可知，幼苗葉綠素含量隨紫莖澤蘭凋落物提取液濃度的增加呈降低趨勢，并且降低幅度逐漸增大，二者呈顯著的負(fù)線性相關(guān)關(guān)系，低濃度提取液(0.05 g/ml)對幼苗葉綠素含量無顯著影響(p>0.05)，隨提取液濃度的增加，紫莖澤蘭凋落物提取液對自身幼苗葉片葉綠素含量的抑制作用也逐漸增加，當(dāng)提取液濃度為0.30 g/ml時(shí)，與對照相比，葉綠素含量降低了84.88%。

由圖1B可知，幼苗細(xì)胞膜透性隨紫莖澤蘭凋落物提取液濃度的增加呈增加趨勢，并且增加幅度逐漸增大，二者呈顯著的正線性相關(guān)關(guān)系，低濃度紫莖澤蘭凋落物提取液對種自身幼苗葉片細(xì)胞膜透性無顯著影響(p>0.05)，當(dāng)濃度逐漸增加時(shí)，顯著增加了幼苗葉片細(xì)胞膜透性，當(dāng)提取液濃度為0.30 g/ml時(shí)，與對照相比，葉片細(xì)胞膜透性增加了82.65%，直到幼苗生長后期，部分高濃度處理的幼苗已經(jīng)死亡。

2.3紫莖澤蘭凋落物提取液對幼苗MDA和TTC的影響

由圖2A可知，幼苗MDA含量隨紫莖澤蘭凋落物提取液濃度的增加呈增加趨勢，并且增加幅度逐漸增大，二者呈顯著的正線性相關(guān)關(guān)系，低濃度紫莖澤蘭凋落物提取液對種自身幼苗葉片MDA含量無顯著影響(p>0.05)，當(dāng)濃度逐漸增加時(shí)，紫莖澤蘭明顯受到傷害，并且凋落物提取液顯著增加了自身幼苗葉片MDA含量；當(dāng)提取液濃度高于0.20 g/ml時(shí)，MDA隨著凋落物提取液濃度的增加呈平緩的上升，但總的來說MDA含量的增幅不大表明其受到傷害程度較小，說明紫莖澤蘭種子對凋落物提取液較為敏感，輕微質(zhì)量濃度種子就已經(jīng)開始出現(xiàn)不適；當(dāng)提取液濃度為0.30 g/ml時(shí)，與對照相比，葉片MDA含量增加了75.37%，此時(shí)紫莖澤蘭種子受到嚴(yán)重傷害，也可能是因?yàn)榉N子隨著時(shí)間加長受到病菌侵染霉變，內(nèi)部毒害物質(zhì)上升所致。

由圖2B可知，不同濃度紫莖澤蘭凋落物提取液對自身幼苗TTC有不同程度的抑制作用，TTC含量隨提取液濃度的增加呈顯著下降，相比于對照，分別下降了13.23%，23.68%，45.36%，62.68%，83.79%，93.56%，并且與提取液濃度呈極顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，且隨提取液濃度的增加，其抑制作用愈強(qiáng)，當(dāng)提取液濃度在0～0.10 g/ml變化時(shí)，幼苗TTC含量緩慢下降，提取液濃度高于0.10 g/ml時(shí)，幼苗TTC含量急劇下降，說明紫莖澤蘭凋落物提取液處理下種子內(nèi)部反應(yīng)更為劇烈，物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)化率要明顯低于對照，從而降低了種子的成活率和抗逆性。

注：*，**分別表示與對照在0.05，0.01水平上差異顯著，下同。

圖1紫莖澤蘭凋落物提取液對幼苗葉片葉綠素含量和細(xì)胞膜透性的影響

圖2紫莖澤蘭凋落物提取液對幼苗MDA和TTC的影響

2.4紫莖澤蘭凋落物提取液對幼苗保護(hù)性酶及非保護(hù)性酶活性的影響

由表2可知，紫莖澤蘭凋落物提取液對幼苗保護(hù)酶(SOD，POD，CAT)活性的影響整體呈下降趨勢，經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)檢驗(yàn)(p<0.001)，均與提取液呈顯著的負(fù)線性關(guān)系關(guān)系，其相關(guān)系數(shù)在R2介于0.879 7與0.985 5之間。當(dāng)提取液濃度為0.05 g/ml時(shí)，幼苗保護(hù)酶活性與對照沒有明顯差異(p>0.05)，局部略高于對照，表明紫莖澤蘭幼苗對保護(hù)酶活性較為敏感，在輕微的提取液下就能誘導(dǎo)保護(hù)酶活性增加或者降低；當(dāng)提取液濃度高于0.10 g/ml時(shí)，幼苗保護(hù)酶活性急劇降低，當(dāng)提取液濃度為0.30 g/ml時(shí)，與對照相比，SOD，POD和CAT活性分別降低了53.13%，86.36%，84.93%。從表2可以看出，紫莖澤蘭幼苗非保護(hù)酶(PAL，PPO)活性與保護(hù)酶(SOD，POD，CAT)活性的變化趨勢一致，也即紫莖澤蘭凋落物提取液降低了自身幼苗非保護(hù)酶活性，當(dāng)提取液濃度為0.30 g/ml時(shí)，與對照相比，PAL和PPO活性分別降低了89.67%和89.08%，綜合以上可知高濃度紫莖澤蘭凋落物提取液抑制了幼苗保護(hù)酶活性和非保護(hù)酶活性。

表2　紫莖澤蘭凋落物提取液對幼苗保護(hù)性酶及非保護(hù)性酶活性的影響

3　討 論

在紫莖澤蘭凋落物提取液處理前期，低濃度提取液對自身種子萌發(fā)和幼苗生長產(chǎn)生了一定的刺激效應(yīng)(表1)，0.05 g/ml的提取液處理下種子萌發(fā)和幼苗生長各項(xiàng)指標(biāo)均高于對照，與對照無明顯差異(p>0.05)；在此濃度范圍內(nèi)，細(xì)胞中離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白和各種離子通道蛋白可以參與細(xì)胞離子穩(wěn)態(tài)重建，提高植物的生存能力[9,14,25-27]。本研究初步表明了紫莖澤蘭種子萌發(fā)最佳凋落物提取液濃度為0.05 g/ml，高于0.05 g/ml閾值以后，提取液能夠顯著抑制種子萌發(fā)和幼苗生長的各項(xiàng)指標(biāo)，但對幼苗鮮重和干重的影響并不顯著(p>0.05)，說明紫莖澤蘭凋落物提取液幼苗生長的各項(xiàng)指標(biāo)對提取液濃度的敏感度不一樣；當(dāng)提取液濃度為0.30 g/ml時(shí)，種子基本不再萌發(fā)，各項(xiàng)生理指標(biāo)均為最低，由此可知，高濃度紫莖澤蘭凋落物提取液在一定程度上導(dǎo)致了種子基本失活。

從紫莖澤蘭種子萌發(fā)和幼苗生長的整個(gè)過程來看，凋落物提取液對種子萌發(fā)和幼苗生長均具有明顯的抑制作用，種子萌發(fā)各項(xiàng)指標(biāo)均隨提取液濃度的增加而降低(表1)，葉片中丙二醛(MDA)含量和細(xì)胞膜透性與提取液濃度呈顯著的線性正相關(guān)(p<0.001)，葉綠素含量、根系活力(TTC)、保護(hù)性酶(POD，SOD，CAT)和非保護(hù)性酶(PPO，PAL)活性與提取液濃度呈顯著的線性負(fù)相關(guān)(p<0.001)，高濃度提取液不僅導(dǎo)致種子萌發(fā)率降低，而且還延長了種子的初始萌發(fā)時(shí)間，而低濃度下恰恰相反，種子萌發(fā)和幼苗生長階段各項(xiàng)指標(biāo)均高于對照，同時(shí)也大大縮短了發(fā)芽時(shí)間，這可能是由于高濃度凋落物提取液導(dǎo)致種子產(chǎn)生淺度休眠，而在低濃度下環(huán)境相對適宜，種子迅速萌發(fā)以免除環(huán)境變化帶來的負(fù)效應(yīng)[14,25,28-29]。

正常情況下，植物細(xì)胞內(nèi)自由基的產(chǎn)生與清除處于一種動態(tài)平衡，逆境條件下這種平衡被打破，當(dāng)自由基積累到一定程度時(shí)產(chǎn)生膜脂過氧化，對植物造成傷害，但生物體本身的保護(hù)酶系統(tǒng)可清除產(chǎn)生的自由基[18,30-31]。SOD是活性氧清除系統(tǒng)中發(fā)揮作用的抗氧化酶，POD和CAT可以使植物體內(nèi)的H2O2分解成無毒的H2O和O2，維持體內(nèi)的活性氧代謝平衡，使植物在一定程度上忍耐、減緩或抵抗逆境脅迫[14,30-32]。本研究中，低濃度提取液使幼苗保護(hù)酶活性升高，主要是由于受到化感物質(zhì)的脅迫后體內(nèi)過氧化產(chǎn)物增多而啟動的一種應(yīng)激機(jī)制，但這種適應(yīng)性的反應(yīng)只能夠在一定受害程度內(nèi)發(fā)揮作用，當(dāng)幼苗體內(nèi)氧化產(chǎn)物累積到一定水平時(shí)導(dǎo)致酶活性下降。

MDA在植物體內(nèi)的積累在一定程度上反映了自由基的活動狀態(tài)；同時(shí)，MDA也是膜脂過氧化產(chǎn)物，與細(xì)胞膜的損害程度直接相關(guān)，可以反映植物遭受逆境傷害的程度[14,33-37]。本研究表明低濃度的紫莖澤蘭凋落物提取液(0.05 g/ml)能促進(jìn)種子萌發(fā)和幼苗生長，提高保護(hù)酶(SOD，POD，CAT)和非保護(hù)酶(PPO，PAL)活性(表2)，修復(fù)膜系統(tǒng)損傷，提高其生存能力；當(dāng)提取液濃度高于0.05 g/ml，幼苗MDA含量隨提取液濃度的升高顯著增加(圖2左)，這可能是提取液通過抑制、清除內(nèi)源活性氧酶的活性，導(dǎo)致活性氧的積累和膜脂過氧化加劇，從而導(dǎo)致幼苗細(xì)胞膜透性與MDA含量的變化趨勢相一致(圖1B)，由此說明紫莖澤蘭凋落物提取液迫使種子對逆境條件反應(yīng)增強(qiáng)，高濃度提取液造成植株生理代謝紊亂，最終導(dǎo)致其受到傷害和各項(xiàng)生理指標(biāo)均下降等。綜合圖1，圖2和表2的結(jié)果可知，紫莖澤蘭幼苗在低濃度提取液下MDA含量低于對照，隨著提取液濃度的增加，MDA含量增加引起種子代謝紊亂、造成無氧呼吸上升，并且引起保護(hù)酶活性下降，減弱機(jī)體清除自由基能力；在化感作用下，提取液對自身幼苗產(chǎn)生一定的自毒作用，保護(hù)酶(SOD，POD，CAT)和非保護(hù)酶(PPO，PAL)活性系統(tǒng)的啟動抵御高濃度凋落物提取液產(chǎn)生的自毒作用，從而最終導(dǎo)致高濃度的抑制作用。濃度相對較低時(shí)，自毒性物質(zhì)對幼苗生長的抑制作用掩蓋了營養(yǎng)物質(zhì)的化感效應(yīng)[9,35-37]；高濃度提取液下與種子萌發(fā)和幼苗生長相關(guān)的各種酶活性急劇降低，主要受體植物對紫莖澤蘭自身凋落物提取液化感和自毒作用產(chǎn)生的生理調(diào)節(jié)反應(yīng)[9,18,37-39]。

綜合來看，紫莖澤蘭凋落物提取液對其種子萌發(fā)和幼苗生長各生理指標(biāo)具有一定的自毒作用，說明紫莖澤蘭凋落物提取液凋落物中含有自毒物質(zhì)，至于自毒物質(zhì)的主要成分及主要作用機(jī)理還有待進(jìn)一步研究鑒定。值得注意的是，低濃度的凋落物提取液可能使自毒物質(zhì)的抑制作用轉(zhuǎn)變?yōu)檩p微的促進(jìn)作用，如在凋落物提取液濃度為0.05 g/ml時(shí)，對種子和幼苗生長各指標(biāo)表現(xiàn)出一定的促進(jìn)作用等，與前人的研究結(jié)果相一致[14,33-36,40-41]，此濃度的作用效果在化感作用的機(jī)理研究和實(shí)際應(yīng)用中具有重要的意義。

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Effects ofEupatoriumadenophorumiiLitter Aqueous Extract on Its Seed Germination and Seedling Growth

ZHANG Fengying1, DU Zhizhi2, HE Jiawei3, YANG Liyun3

(1.CollegeofTropicalCrops,YunnanAgricultureUniversity,Kunming665000,China;2.KunmingInstituteofBotany,ChineseAcademyofSciences,Kunming650204,China;3.InstituteofAlpineEconomicPlants,YunnanAcademyofAgriculturalSciences,Lijiang,Yunnan674100,China)

Seed germination and seedling growth ofEupatoriumadenophorumiiwere measured under treatments of its litter aqueous extracts with the concentrations ranging from 0.05 to 0.30 gDW/ml under incubation. The results showed that the indexes of seed germination and seedling growth were significantly inhibited by the higher concentration ofEupatoriumadenophorumiilitter aqueous extract. When the concentration of aqueous extract was 0.05 g/ml, the indexes of seed germination and seedling growth was no significant difference with CK (p>0.05). Seed germination rate, germination potential, germination index, radicle length, seedling fresh weight and dry weight were sharply reduced with the increase of the aqueous extract concentration (p<0.05). At the same time, the seed germination time was delayed when the concentration of aqueous extract was higher than 0.05 g/ml, but the increase of seedling dry weight were not affected under the same concentration. The higherEupatoriumadenophorumiilitter aqueous extract (0.30 g/ml) led to the seed deactivation. Correlation analysis showed that contents of malondialdehyde (MDA) and membrane permeability were a significant linear positive correlation with aqueous extract concentration (p<0.001), respectively. The content of chlorophyll, root activity (TTC), protective enzyme (POD, SOD, CAT) and the activity of protective enzyme (PPO, PAL) had the significant linear negative correlation with aqueous extract concentration (p<0.001). Comprehensive analysis indicated that the aqueous extracts from the litter ofEupatoriumadenophorumiihad autotoxicity on its seed germination and seedling growth.

Eupatoriumadenophorumii; litter; aqueous extract; seed germination; seedling growth

2015-12-04

2015-12-23

張鳳英(1971—),女,云南昆明人,講師,主要從事植物學(xué)、植物生長與環(huán)境、樹木學(xué)、植物生理學(xué)等課程的教學(xué)與研究。E-mail:ZHANGfy1971@126.com

Q793

A

1005-3409(2016)03-0291-06