紅景天果皮水提液對(duì)5種植物種子的化感作用

， ， ， ， ， (成都大學(xué)藥學(xué)與生物工程學(xué)院， 四川 成都 610106)

紅景天果皮水提液對(duì)5種植物種子的化感作用

王躍華，彭梅，劉洪明，劉鑫，朱紅林，羅倩
(成都大學(xué)藥學(xué)與生物工程學(xué)院， 四川 成都 610106)

以狹葉紅景天種子、榆蕎種子、櫻桃番茄種子、意大利耐抽薹生菜種子和新牛角椒種子為受試材料，研究了狹葉紅景天果皮水提液對(duì)5種植物的化感作用。結(jié)果表明，不同濃度的狹葉紅景天果皮水提液對(duì)5種植物種子的萌發(fā)、胚根及幼苗生長(zhǎng)均表現(xiàn)出不同的化感作用影響。其中，對(duì)狹葉紅景天種子萌發(fā)和胚根生長(zhǎng)都表現(xiàn)為明顯的抑制作用，并且隨著處理濃度增高，抑制作用表現(xiàn)越強(qiáng)，但對(duì)幼苗的生長(zhǎng)卻表現(xiàn)出明顯的促進(jìn)生長(zhǎng)作用，其中以0.02 g/mL的水浸液處理的狹葉紅景天幼苗生長(zhǎng)速度最快；對(duì)榆蕎種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)表現(xiàn)為低濃度促進(jìn)生長(zhǎng)和高濃度抑制生長(zhǎng)的作用，而對(duì)胚根生長(zhǎng)卻表現(xiàn)抑制作用，并隨著處理濃度的增高，抑制作用也越強(qiáng)；對(duì)櫻桃番茄和意大利耐抽薹生菜種子的萌發(fā)和胚根生長(zhǎng)也都表現(xiàn)為明顯的抑制作用，對(duì)櫻桃番茄幼苗的生長(zhǎng)影響與榆蕎的一致，對(duì)意大利耐抽薹生菜幼苗的生長(zhǎng)影響與狹葉紅景天植物一致；對(duì)新牛角椒種子萌發(fā)的影響與榆蕎種子相同，對(duì)其胚根和幼苗生長(zhǎng)影響都表現(xiàn)為促進(jìn)作用，但也存在隨著處理濃度增高，其產(chǎn)生的促進(jìn)生長(zhǎng)作用逐漸減弱的現(xiàn)象。

狹葉紅景天； 水浸提液； 化感作用； 種子萌發(fā)； 幼苗生長(zhǎng)

化感作用是植物在其生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，通過(guò)淋溶、揮發(fā)、殘?bào)w分解和根系分泌等方式釋放化學(xué)物質(zhì)而改變其周圍的微生態(tài)環(huán)境，從而導(dǎo)致同一環(huán)境中植物與植物之間相互排斥或促進(jìn)的一種自然現(xiàn)象[1-2]。

紅景天屬于景天科紅景天屬多年生草本或亞灌木植物，廣泛分布于亞洲中部、歐洲中部和東南部以及北極，多生長(zhǎng)在海拔1 600～ 4 000 m的高山巖石縫隙或灌木叢中[3]。全世界有90多種,而我國(guó)紅景天種類有70多種,主產(chǎn)于華北、東北、西南、西北和華中等地，尤以云南、四川和西藏高寒地區(qū)種類最多，其中西藏有32個(gè)種，2個(gè)變種，四川省有22種[4-5]。

大量研究表明，紅景天植物中含有多糖類、苷類、酚類、黃酮類、香豆素類、有機(jī)酸類和生物堿類等多種有效成分[6-7]，具有適應(yīng)原樣作用，可以協(xié)助身體回復(fù)穩(wěn)態(tài)，并具有抗病毒、抗衰老、抗腫瘤、抗疲勞、抗缺氧、抗寒冷、抗微波輻射和降血糖等功效[8-11]。

本試驗(yàn)通過(guò)分析狹葉紅景天果皮的不同濃度水提液對(duì)狹葉紅景天、榆蕎、櫻桃番茄、意大利耐抽薹生菜和新牛角椒5種植物化感作用的影響，旨在為各作物的栽種提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料與儀器

供體材料：狹葉紅景天種子及果皮采自四川省紅原縣。

受體材料：櫻桃番茄、意大利耐抽薹生菜和新牛角椒種子均購(gòu)于韓育種業(yè)，榆蕎種子由成都大學(xué)國(guó)家雜糧技術(shù)中心重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室提供。

實(shí)驗(yàn)儀器：50 g手提式高速萬(wàn)能粉碎機(jī)( DFT-50)由溫嶺市林大機(jī)械有限公司制造；循環(huán)水式多用真空泵( SHZ-95 B )由鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司制造； 菲恰爾高速離心機(jī)(TDL-4 A)由上海菲恰爾分析儀器有限公司制造。

1.2 方 法

1.2.1 狹葉紅景天果皮水提液的制備

將紅景天植物果皮在60 ℃條件下干燥至恒重后，用高速萬(wàn)能粉碎機(jī)粉碎后過(guò)二號(hào)篩，稱取60 g紅景天果皮粉末加入500 mL蒸餾水中混合均勻后放置在室溫下靜置24 h,經(jīng)3 000 r/min的離心機(jī)離心10 min后過(guò)濾制得0.12 g/mL的狹葉紅景天果皮水提母液；再用蒸餾水稀釋后分別制得0.12，0.08，0.04，0.02 g/mL 4個(gè)濃度梯度，空白對(duì)照組為蒸餾水(ck)。

1.2.2 狹葉紅景天果皮水提液對(duì)受體植物種子萌發(fā)的影響

選取生長(zhǎng)健康的狹葉紅景天、榆蕎、櫻桃番茄、意大利耐抽薹生菜和新牛角椒種子各30粒作為受試體材料，用不同濃度的狹葉紅景天果皮水提液先浸種12 h后，再放置在鋪有2層濾紙的培養(yǎng)皿中進(jìn)行種子萌發(fā)實(shí)驗(yàn)，每個(gè)處理濃度設(shè)3個(gè)重復(fù)組，對(duì)照組用蒸餾水處理。各處理種子均放在24 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。每天定時(shí)補(bǔ)充對(duì)應(yīng)濃度的水提液2 mL使濾紙保持濕潤(rùn)，每天記錄1次，連續(xù)觀察7 d，并記錄種子的發(fā)芽率。

1.2.3 狹葉紅景天果皮水提液對(duì)受體植物幼苗胚根及苗高生長(zhǎng)的影響

選取上述處理后露白一致的狹葉紅景天種子、榆蕎種子、櫻桃番茄種子、意大利耐抽薹生菜種子和新牛角椒種子為實(shí)驗(yàn)材料，以30粒為1組放入小燒杯中，并加入不同濃度的水提液10 mL后，放置在24 ℃恒溫培養(yǎng)箱中進(jìn)行幼苗生長(zhǎng)培養(yǎng)，并在培養(yǎng)第5天后測(cè)定其幼苗的胚根和苗高生長(zhǎng)情況。

1.2.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

化感指數(shù)(IR)計(jì)算方法[12]，IR(%)=(Ti-To)/To×100%，式中，Ti為處理值，T0為對(duì)照值，絕對(duì)值越大，表示化感作用潛力也越大，IR≥0表示不存在抑制作用即呈促進(jìn)作用，IR<0表示存在抑制作用。

萌發(fā)率(%)=發(fā)芽種子數(shù)/供試種子總數(shù)×100%。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度的狹葉紅景天果皮水提液對(duì)受體植物種子萌發(fā)的影響

用不同濃度的狹葉紅景天果皮水提液處理5種植物的種子，在培養(yǎng)7 d后統(tǒng)計(jì)其種子的萌發(fā)率和對(duì)5種植物的種子萌發(fā)生長(zhǎng)的化感作用，結(jié)果見表1。

從表1可以看出，用不同濃度的狹葉紅景天果皮水提液處理狹葉紅景天種子、榆蕎種子、櫻桃番茄種子、意大利耐抽薹生菜種子和新牛角椒種子時(shí)，對(duì)各種子萌發(fā)的影響各不相同。分析表1中的化感指數(shù)可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)使用的狹葉紅景天果皮水提液處理濃度由0.02～0.12 g/mL不斷升高，狹葉紅景天種子、櫻桃番茄種子和意大利耐抽薹生菜種子受到的化感抑制作用均不斷加強(qiáng)，這說(shuō)明狹葉紅景天果皮水提液對(duì)這3種植物種子的萌發(fā)率有明顯的抑制作用，并且隨著狹葉紅景天果皮水提液處理濃度的增大，其抑制作用越明顯。

表1 不同濃度的狹葉紅景天果皮水提液對(duì)5種植物種子萌發(fā)的影響

水提液的濃度(g/mL) 狹葉紅景天 榆 蕎 櫻桃番茄 意大利耐抽薹生菜 新牛角椒 萌發(fā)率(%)IR值萌發(fā)率(%)IR值萌發(fā)率(%)IR值萌發(fā)率(%)IR值萌發(fā)率(%)IR值ck87．78-95．65-98．86-100-34．44-0．0285．56-2．531004．5598．75-0．1198．86-1．1465．5690．320．0474．44-15．1997．782．2289．66-2．697．78-2．2268．891000．0871．11-18．9987．78-8．1488．89-3．4396．89-3．1189．77160．660．1268．89-21．5285．56-10．5581．11-17．9687．95-12．0512．2-64．86

注：種子萌發(fā)以胚根突破種皮為準(zhǔn)。

表2 不同濃度的狹葉紅景天果皮水提液對(duì)5種植物胚根生長(zhǎng)的影響

水提液的濃度(g/mL) 狹葉紅景天 榆 蕎 櫻桃番茄 意大利耐抽薹生菜 新牛角椒 根長(zhǎng)(cm)IR值根長(zhǎng)(cm)IR值根長(zhǎng)(cm)IR值根長(zhǎng)(cm)IR值根長(zhǎng)(cm)IR值ck1．34-4．93-5．18-3．05-0．41-0．020．71-46．794．02-18．293．97-23．252．02-33．771．01146．340．040．38-71．63．63-26．333．37-34．841．8-40．980．83102．430．080．34-74．292．88-41．491．76-66．090．91-70．10．8095．120．120．25-81．172．68-45．551．728-66．630．9-70．690．5124．39

注：培養(yǎng)5 d后測(cè)定胚根的長(zhǎng)度。

由表1還發(fā)現(xiàn)，榆蕎種子和新牛角椒種子受不同濃度狹葉紅景天果皮水提液的影響與上述3種植物的種子所受的影響情況不一樣；具體表現(xiàn)在當(dāng)用濃度為0.02 g/mL和0.04 g/mL的狹葉紅景天果皮水提液處理榆蕎植物種子時(shí)，其影響種子萌發(fā)的化感指數(shù)分別為4.55和2.22，表明用此濃度處理種子對(duì)其種子萌發(fā)有促進(jìn)作用，并且以濃度為0.02 g/mL的狹葉紅景天果皮水提液處理對(duì)榆蕎種子的萌發(fā)促進(jìn)作用最強(qiáng)；但進(jìn)一步將狹葉紅景天果皮水提液的處理濃度增加到0.08 g/mL時(shí)，其化感指數(shù)開始變?yōu)?8.14，表現(xiàn)為對(duì)榆蕎種子的萌發(fā)有抑制作用，并且隨著處理濃度的進(jìn)一步增加，其抑制作用還逐漸增大。

而當(dāng)用濃度為0.02，0.04 g/mL和0.08 g/mL的狹葉紅景天果皮水提液處理新牛角椒種子時(shí)，對(duì)其種子的萌發(fā)均表現(xiàn)為明顯的促進(jìn)作用，并且，當(dāng)處理濃度增加到0.08 g/mL時(shí)，其種子萌發(fā)率可由蒸餾水處理對(duì)照組的34.44%提高到89.77%，化感指數(shù)也達(dá)到最高值，為160.66 ，由此說(shuō)明，用此濃度處理對(duì)新牛角椒種子的萌發(fā)促進(jìn)作用最強(qiáng)；但是，當(dāng)處理濃度再進(jìn)一步增加到0.12 g/mL時(shí)，其化感指數(shù)則變?yōu)?64.86，又呈現(xiàn)出明顯的抑制作用。

2.2 不同濃度的狹葉紅景天果皮水提液對(duì)受體植物胚根生長(zhǎng)的影響

用不同濃度的狹葉紅景天果皮水提液處理已露白剛萌發(fā)的5種植物種子,在培養(yǎng)5 d后統(tǒng)計(jì)其胚根的生長(zhǎng)情況，結(jié)果見表2。

如表2顯示，用不同濃度的狹葉紅景天果皮水提液處理5種植物已露白剛萌發(fā)的種子時(shí)，對(duì)其各植物胚根生長(zhǎng)的影響作用也各不相同；具體比較分析發(fā)現(xiàn)，使用不同濃度的狹葉紅景天果皮水提液處理狹葉紅景天、榆蕎、櫻桃番茄和意大利耐抽薹生菜4種已露白的萌發(fā)種子時(shí)，對(duì)其植物幼苗胚根的生長(zhǎng)均表現(xiàn)為明顯的抑制作用，并且隨著使用狹葉紅景天果皮水提液處理濃度的升高，對(duì)4種植物胚根生長(zhǎng)的抑制作用也明顯增強(qiáng)。

但值得一提的是，狹葉紅景天果皮水提液對(duì)新牛角椒植物的胚根生長(zhǎng)卻有明顯的促進(jìn)作用，其中以采用0.02 g/mL的狹葉紅景天果皮水提液處理其露白的萌發(fā)種子時(shí)，對(duì)胚根生長(zhǎng)的促進(jìn)作用最強(qiáng)，并測(cè)得的化感指數(shù)(IR值)也最高，為146.34，但隨著濃度的進(jìn)一步升高，其對(duì)胚根生長(zhǎng)的促進(jìn)作用也呈現(xiàn)出逐漸減弱的趨勢(shì)，當(dāng)處理濃度增加到0.12 g/mL時(shí)，其化感指數(shù)(IR值)僅為24.39，表明其促進(jìn)作用已大大減弱。

2.3 不同濃度的狹葉紅景天果皮水提液對(duì)受體植物種子幼苗生長(zhǎng)的影響

用不同濃度的狹葉紅景天果皮水提液處理5種植物已露白剛萌發(fā)的種子,在培養(yǎng)5 d后統(tǒng)計(jì)其幼苗的生長(zhǎng)情況，結(jié)果見表3。

由表3可知，用不同濃度的狹葉紅景天果皮水提液處理5種植物已露白的剛萌發(fā)種子時(shí)，對(duì)5種植物的幼苗生長(zhǎng)的影響主要表現(xiàn)為2類；一類是對(duì)狹葉紅景天、意大利耐抽薹生菜和新牛角椒3種植物幼苗的生長(zhǎng)均表現(xiàn)為促進(jìn)作用，并對(duì)幼苗的促進(jìn)作用最強(qiáng)的是使用濃度為0.02 g/mL的狹葉紅景天果皮水提液時(shí)，其測(cè)得的化感指數(shù)(IR值)最高，分別為58.82、124.03和65.23；但值得一提的是，隨著紅景天果皮水提液濃度由0.02～0.12 g/mL的逐漸升高，對(duì)其各幼苗生長(zhǎng)的促進(jìn)作用表現(xiàn)為逐漸減弱的趨勢(shì)，其化感指數(shù)(IR值)也分別降低為20.17、46.57和22.2。另一類是榆蕎和櫻桃番茄的幼苗生長(zhǎng)，也是濃度為0.02 g/mL的狹葉紅景天果皮水提液對(duì)其幼苗生長(zhǎng)促進(jìn)作用最強(qiáng)，此時(shí)測(cè)得的化感指數(shù)(IR值)也最高，分別為30.36和59.88；但當(dāng)使用0.12 g/mL的高濃度狹葉紅景天果皮水提液處理時(shí)，其測(cè)得的化感指數(shù)(IR值)最低，分別為-18.14和-14.35；說(shuō)明使用此濃度處理對(duì)榆蕎和櫻桃番茄的幼苗生長(zhǎng)產(chǎn)生了明顯的抑制作用。

表3 不同濃度的狹葉紅景天果皮水提液對(duì)5種植物幼苗生長(zhǎng)的影響

水提液的濃度(g/mL) 狹葉紅景天 榆 蕎 櫻桃番茄 意大利耐抽薹生菜 新牛角椒 苗高(cm)IR值苗高(cm)IR值苗高(cm)IR值苗高(cm)IR值苗高(cm)IR值ck1．19-19．73-13．31-4．66-5．09-0．021．8958．8225．7230．3621．2859．8810．44124．038．4165．230．041．742．8624．1322．316．1121．0410．28120．66．7232．020．081．5933．6123．5619．4114．156．317．152．366．4526．720．121．4320．1716．15-18．1411．4-14．356．8346．576．2222．2

注：培養(yǎng)5 d后測(cè)定苗高。

3 結(jié)論與討論

本研究結(jié)果表明，狹葉紅景天果皮水提液中存在著對(duì)不同植物種子萌發(fā)、胚根和幼苗生長(zhǎng)有明顯影響的化感物質(zhì)。據(jù)高興祥等的研究表明，植物的化感物質(zhì)是其在次生代謝過(guò)程中產(chǎn)生的各種次生代謝產(chǎn)物，主要包括酚類、萜類、糖苷類及生物堿類[13]。在本實(shí)驗(yàn)研究中，狹葉紅景天果皮水提液對(duì)5種受體植物種子的萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)均有不同程度的化感作用，分析原因主要是狹葉紅景天果皮浸出液中水溶性物質(zhì)所致。

本實(shí)驗(yàn)研究了狹葉紅景天果皮水提液對(duì)上述5種不同受體植物種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)產(chǎn)生的不同化感作用；但在自然界生長(zhǎng)的植物所受到的各種影響因素是相當(dāng)復(fù)雜的，除了各種化感物質(zhì)外，還有光照、養(yǎng)分、水分、CO2及溫度等生態(tài)因子的影響[15-16],并且釋放到環(huán)境中的各種化感物質(zhì)還會(huì)受到土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)、土壤化學(xué)性質(zhì)以及土壤微生物的影響[17]。因此, 探究狹葉紅景天果皮對(duì)不同植物的化感作用，還需要進(jìn)行更深入的研究, 才能探明各化感物質(zhì)和各生態(tài)因子之間的相互作用機(jī)理。

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Allelopathic Effects of the Aqueous Extract fromRhodiolaKirilowii(Regel)MaximSkin on Five Crops

WANGYuehua,PENGMei,LIUHongming,LIUXin,ZHUHonglin,LUOQian
(Collgel of Pharmacy and Biological Engineering Chengdu University，Chengdu Sichuan 610106，China)

Allelopathy effects of different concentrations of the extracts fromRhodiolaKirilowii(Regel)Maximskin on germination and seedling growth of five crops was evaluated,includingRhodiolaKirilowii(Regel)Maxim,Buckwheat,Cherry Tomatoes,Italy resistant bolting lettuce and New Cow-horn pepper.The results showed that different concentrations of Rhodiola peel extract water for 5 cultivated species,their seed germination,radicle and seedling growth exhibited different allelopathic influence.Wherein the processing Rhodiola seed,seed germination and radicle growth both showed significant inhibition,and with the increase of concentration,the performance of inhibition was the stronger,and the growth of seedlings was clearly promoted,in which the growth rate of Rhodiola seedlings treated with aqueous extracts of 0.02 g/mL was fastest;Buckwheat seed processing,seed germination and seedling growth showed promoting effect under low concentration and inhibition effect under high concentration while the radical growth has demonstrated inhibition,and with increase of concentration,inhibition effect was more strong;when Cherry tomatoes and Italy bolting resistance lettuce seeds were treated,the seed germination and growth of radicle were characterized obvious inhibitory effect,influence on Cherry tomato seedlings growth and Buckwheat consistent,influence on Italy bolting resistance lettuce seedlings growth in line withRhodiolaKirilowii(Regel)Maxim.When dealing with the New Cow-horn pepper seed,effect for seed germination was coincident with Buckwheat seed,and effect for radicle and seedlings were promoting role,but with the increase of concentration,effect of promotion will gradually diminish.

RhodiolaKirilowii(Regel)Maxim; aqueous extract; allelopathic effects；seed germination； seedling growth

2017-01-21

四川省科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2015 SZ 0034)。

王躍華(1963—)，女，教授，碩士生導(dǎo)師，主要從事藥用植物生物技術(shù)研究；E-mail:1961689636@qq.com。

10.16590/j.cnki.1001-4705.2017.07.008

S 567.23+9

A

1001-4705(2017)07-0008-05