阿魏酸和茶堿對山茱萸種子萌發(fā)的影響

李文楊　陳麗文

摘要：試驗選用兩種化感物質(zhì)—阿魏酸和茶堿對山茱萸種子萌發(fā)的影響進(jìn)行研究。結(jié)果表明：不同濃度的茶堿處理下山茱萸的種子萌發(fā)率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)呈下降趨勢；山茱萸種子在阿魏酸0.05 mmol/L萌發(fā)率為6222%，比CK的種子萌發(fā)率高1700%；阿魏酸05 mmol/L時發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)最高，發(fā)芽勢為4222%比對照高2700%，發(fā)芽指數(shù)為CK12倍。

關(guān)鍵詞：山茱萸；化感物質(zhì)；種子萌發(fā)

中圖分類號：Q946文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1004-3020（2017）03-0015-03

Abstract： The investigation studied the effect of two allelochemicals， ferulic acid and theophylline， on Cornus officinalis seed germination.The results showed that the germination rate， germination energy and germination index of C. officinalis seed on different concentrations of theophylline treatment were decreased. The seed germination rate was 6222% with 0.05 mM ferulic acid treatment， and the data was 17% higher than control.With 05 mM ferulic acid treatment， the seed germination energy and germination index rate was highest，the seed germination energy was 42%，and the data was 27% higher than control，the index was 1.2 times higher than control.

Key words：Cornus officinalis；allelochemicals；seed germination

山茱萸Cornus officinale，為山茱萸科Cornaceae山茱萸屬植物，天然分布主要在中國亞熱帶和北溫帶之間的暖溫帶的河南、浙江、陜西等省，在世界其他國家和地區(qū)分布稀少 [1]。山茱萸是中國傳統(tǒng)珍貴中藥材，樹形優(yōu)美，葉、花和果實都具較高的觀賞價值，還有改良土壤和防風(fēng)固沙的作用，在園林綠化和水土保持方面都具有重要意義， 可作為小流域治理和退耕還林中生態(tài)經(jīng)濟(jì)林樹種，是能夠帶來經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的重要樹種 [2-4]。

種子萌發(fā)是植物生活史中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，種子的萌發(fā)需要一個特定的環(huán)境范圍，其中溫度、光照、土壤、水分等環(huán)境因子都可以影響種子萌發(fā)[5-7]。目前，已發(fā)現(xiàn)的化感物質(zhì)可歸為酚類、萜類、生物堿、黃酮類以及香豆酸等次生代謝產(chǎn)物[8-12]?；形镔|(zhì)幾乎影響到受體植物的生長發(fā)育、種子萌發(fā)、細(xì)胞分裂與生長、呼吸作用、光合作用、物質(zhì)能量代謝等生命活動的各個方面[13]。化感物質(zhì)通過影響種子萌發(fā)而影響種群的建立和更新，生長于不同生境中的植物其萌發(fā)特性可以揭示其生活史特征，本試驗分析阿魏酸和茶堿對山茱萸種子萌發(fā)的影響，山茱萸種子萌發(fā)對環(huán)境條件的響應(yīng)關(guān)系反映了其適應(yīng)局地環(huán)境的生態(tài)機(jī)制。從化感效應(yīng)的角度研究山茱萸生長的環(huán)境因素，為本地植物種的開發(fā)利用提供依據(jù)，促進(jìn)山茱萸的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)，滿足山茱萸藥材市場需求， 為深入揭示植物化感作用機(jī)理，提高生物防治水平提供理論依據(jù)。

1材料和方法

1.1試驗材料

供試實驗材料2015年11月份采集，采種母樹來源于河南省信陽市信陽農(nóng)林學(xué)院南灣實驗基地，樹齡約40年，種子采集后去除果肉，晾曬處理后4℃冷藏。

1.2試驗方法

取樣山茱萸種子若干，用04%（w/v）的高錳酸鉀溶液浸2 h，取出用清水反復(fù)沖洗種子直至無高錳酸鉀溶液殘留；80 ℃始溫浸種后放置24 h，用手術(shù)剪僅破壞種子尖端小部分種皮，不傷及種胚 [14] ，采用機(jī)械損傷處理的山茱萸種子進(jìn)行萌發(fā)試驗。在培養(yǎng)皿中放入濾紙作床置種。

自然光照室內(nèi)培養(yǎng)，每皿30粒，設(shè)置處理梯度，每個處理水平均設(shè)3個重復(fù)。對照采用蒸餾水培養(yǎng)，開始觀察幼苗發(fā)育的規(guī)律并做記錄。將化感物質(zhì)茶堿和阿魏酸先用很少量的DMSO溶解（DMSO終濃度為04%），加蒸餾水配成 2mmol/L的母液，再稀釋得到不同濃度梯度的化感單體處理液[15]，設(shè)置不同阿魏酸和茶堿濃度梯度為0，001，005，02，05，1 mmol/L，以蒸餾水作為對照處理。每皿8 ml溶液，以后每天適量添加，保持種子濕潤。

按照《國際種子發(fā)芽規(guī)程》（胚根突出種皮的長度為種子長度的一半即為發(fā)芽的種子），于20 d終止發(fā)芽實驗，計算發(fā)芽率、發(fā)芽勢以及發(fā)芽指數(shù)。

發(fā)芽率（%）=發(fā)芽的種子數(shù)/供試種子數(shù)×100%，發(fā)芽勢（%）= 7天發(fā)芽種子總數(shù)/種子播種粒數(shù)× 100%；發(fā)芽指數(shù)（GI）=∑ GT/DT（GT為T日種子發(fā)芽數(shù)，DT為相應(yīng)種子發(fā)芽的天數(shù)）。

2結(jié)果與分析

2.1茶堿對山茱萸種子萌發(fā)的影響分析

茶堿處理對山茱萸種子萌發(fā)的影響情況見表1。結(jié)果顯示，在自然光照條件下，不同茶堿濃度梯度培養(yǎng)山茱萸種子，種子萌發(fā)率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)呈下降趨勢，表現(xiàn)出抑制種子萌發(fā)跡象；05，1 mmol/L的茶堿種子萌發(fā)率比低濃度的茶堿的發(fā)芽率有上升表現(xiàn)，但是沒有有超過CK，不同濃度梯度的茶堿處理山茱萸種子；發(fā)芽勢表現(xiàn)為CK>005>1>001>05>02 mmol/L；發(fā)芽指數(shù)為CK>1>001>005>02>05，與對照相比無顯著性差異（P>005）。

2.2阿魏酸對山茱萸種子萌發(fā)的影響分析

不同阿魏酸濃度下山茱萸種子萌發(fā)情況見表2。結(jié)果表明，在001～1 mmol/L的阿魏酸濃度下的種子萌發(fā)率均等于或高于對照，005 mmol/L的阿魏酸濃度條件下山茱萸種子的萌發(fā)率為6222%；高出CK的種子萌發(fā)率1700%，05 mmol/L的阿魏酸濃度條件下山茱萸種子的發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)最高，發(fā)芽勢為4222%比對照高2700%，發(fā)芽指數(shù)為對照高12倍。山茱萸種子在阿魏酸濃度梯度處理下種子萌發(fā)率有上升趨勢，但是差異不顯著（P>005）。

3討論

化感作用是自然普遍存在的一種現(xiàn)象，早在公元前5世紀(jì)，Democritusy就提出在植物之間存在著化學(xué)物質(zhì)的反應(yīng)[16]。化感作用是所有類型植物（含微生物）之間生化物質(zhì)的相互作用，包含有害和有益兩個方面。大多數(shù)化感物質(zhì)對種子萌發(fā)均有一定影響，如小麥提取液中的阿魏酸能使?fàn)颗；↖pomoea lacunosa的種子發(fā)芽率從94%降到6%[17]。本研究發(fā)現(xiàn)不同濃度的茶堿處理下山茱萸的種子萌發(fā)率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)呈下降趨勢；茶堿在目前濃度處理范圍，對各項指標(biāo)的影響均小于對照，從一定角度可以看出對各項指標(biāo)有抑制作用?？赡茉O(shè)置的濃度梯度范圍不適合，需要初篩濃度再進(jìn)行梯度試驗。005 mmol/L的阿魏酸濃度條件下山茱萸種子的萌發(fā)率為6222%；高出CK的種子萌發(fā)率17%，05 mmol/L的阿魏酸濃度條件下山茱萸種子的發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)最高，發(fā)芽勢為4222%比對照高27%，發(fā)芽指數(shù)比對照高12倍。在在001～1 mmol/L的濃度梯度下，阿魏酸對山茱萸種子萌發(fā)有促進(jìn)影響，茶堿對山茱萸種子萌發(fā)有抑制作用，但是差異不顯著（P<005）。這可能與山茱萸種子構(gòu)造有關(guān)，山茱萸種皮由蜂窩狀的分泌組織細(xì)胞構(gòu)成，內(nèi)含物質(zhì)主要成分是單寧，山茱萸種子的水提取液對水稻幼根有強(qiáng)烈的抑制作用[18]；賴力等（1989）提出紅松種子中、內(nèi)種皮阻礙氧氣的進(jìn)入，種皮的透性障礙可能是誘導(dǎo)休眠的主要因素[19]。史忠禮（1991）認(rèn)為南方紅豆杉Taxus chinensis varmairei種子休眠的原因之一就是種子種皮堅硬造成種子透水性差 [20]。孫貴（2003）研究沙棗種子休眠也分析是外種皮的不透性和機(jī)械約束作用是限制種子萌發(fā)的關(guān)鍵因素[21]。山茱萸種皮堅硬并且透氣性能差，這是否影響阿魏酸和茶堿溶液的滲透作用，抵抗了化感物質(zhì)對種子萌發(fā)的作用，這還需要進(jìn)一步的研究。

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（責(zé)任編輯：夏劍萍）