青葙葉水浸提液對豆科植物種子發(fā)芽化感作用研究

姜紅宇 楊 瑾 汪亞楠 田祎穎 黃俊霖 黃光文

（1.湖南科技學院 化學與生物工程學院，湖南 永州425199；2.湖南科技學院 湘南優(yōu)勢植物資源綜合利用湖南省重點實驗室，湖南永州425199）

青葙（Celosia argentea L.）是莧科青葙屬的一年生草本植物。幾乎遍布全國，野生或栽培，為旱田雜草。青葙為錳，鎘，鉀超富集植物，可以用來進行重金屬污染土地修復[1]。種子藥用，清肝明目，降壓；全草有清熱利濕之效；嫩莖葉作蔬菜食用，也可作飼料；青葙提取物具有抗菌消炎、止血涼血，清熱消毒功效[2]；可降血壓，降血糖[3-4]；去瘙癢、白帶等癥，治療眼膜炎、角膜炎，預防癌癥[5]和心血管病等功效。國內(nèi)外對青葙根提取物的化感作用有研究[6-8]，而青葙的莖、葉的化感作用研究報道較少。本研究以豆科植物為研究對象，探究青葙葉水浸提液對它們的種子萌發(fā)生長影響。

1 材料與方法

1.1 青葙葉水浸提液的制備

2018 年8 月20 日，在永州市零陵區(qū)西山采集生長旺勢的青葙植株。取其葉，洗凈、晾干，剪成1cm 左右的小段，搗碎，加煮沸過的冷卻純凈水，超聲波浸提，靜置24 小時，過濾，濾液備用。

1.2 植物種子

綠豆、黃豆、豇豆、豌豆、蠶豆種子市售。

1.3 青葙葉水浸提液化感活性的測定

植物種子萌發(fā)的生物測定選擇顆粒飽滿、大小均勻的豌豆、蠶豆、綠豆、黃豆、豇豆種子，用 1 mg/mL 高錳酸鉀溶液消毒五分鐘后，用蒸餾水反復沖洗。在直徑為9 cm 培養(yǎng)皿中放置雙層濾紙，然后每個培養(yǎng)皿中放置10 粒已經(jīng)消毒好的實驗種子，再在每皿中加入之前已經(jīng)配置好的浸提液5mL，蓋上蓋子，用封口膜封住邊緣（貼好標簽注明時間，種類）。每組3 個培養(yǎng)皿，以蒸餾水為對照。置于25℃ 恒溫箱中，每天補充浸提液或者蒸餾水5 mL，并觀察種子的發(fā)芽情況，胚根突破種皮且長度大于1 mm 時為種子萌芽，每天定時記錄種子萌芽粒數(shù)，重復試驗3 次，3 天后無種子萌發(fā)則視為萌發(fā)結束。7 天后統(tǒng)計青葙葉水浸提液對不同豆科植物種子發(fā)芽的抑制率和發(fā)芽率[9-10]。

抑制率(Y)：Y=1-T/C，C 為蒸餾水對照值，T為浸提液處理值。當Y < 0 時，表示促進作用；當Y>0 時，表示抑制作用。Y 值越大，青葙葉浸提液的化感作用越強。

2 結果與分析

2.1 青葙葉水浸提液對綠豆發(fā)芽的化感作用

青葙葉水浸提液分別配置成 0.01g/mL,0.025 g/mL，0.05 g/mL，0.075 g/mL 不同濃度。不同濃度的浸提液對綠豆種子萌發(fā)的影響見圖1。

圖1 青葙葉水浸提液對綠豆種子萌發(fā)的影響

從圖1 可以看出，不同濃度的水浸提液對綠豆種子的萌發(fā)存在較小差異。與空白對照相比，在0.01 g/mL 水浸提液濃度下，對綠豆種子萌發(fā)的抑制率為4.72%，不產(chǎn)生顯著影響；在0.025～0.05 g/mL 水浸提液濃度下，對綠豆種子萌發(fā)的抑制率為8.1%，有輕微抑制作用；在0.075 g/mL 水浸提液濃度時，對綠豆種子萌發(fā)抑制率為15.82%，產(chǎn)生一定的抑制作用。

2.2 青葙葉水浸提液對黃豆的化感作用

青葙葉水浸提液分別配置成 0.01g/ml,0.025 g/ml，0.05 g/ml,0.075 g/ml 不同濃度。不同濃度的水浸提液對黃豆種子萌發(fā)的影響見圖2。

圖2 青葙葉水浸提液對黃豆種子萌發(fā)的影響

從圖2 可以看出，不同濃度的水浸提液對黃豆種子的萌發(fā)存在差異。與空白對照相比，在0.01～0.025 g/mL 水浸提液濃度下，對黃豆種子萌發(fā)的抑制率為5.48%，沒有顯著影響；當濃度達到0.05 g/mL水浸提液時，對黃豆種子萌發(fā)的抑制率為14.67%，已經(jīng)產(chǎn)生顯著抑制作用；在0.075 g/mL 水浸提液時，對黃豆種子萌發(fā)的抑制率為30.01%，影響作用較強。

2.3 青葙葉水浸提液對豇豆的化感作用

青葙葉水浸提液分別配置成 0.01g/mL,0.025 g/mL，0.05 g/mL，0.075 g/mL 不同濃度。不同濃度的水浸提液對豇豆種子萌發(fā)的影響見圖3。

圖3 青葙葉水浸提液對豇豆種子萌發(fā)的影響

從圖3 可以看出，不同濃度的水浸提液對豇豆種子的萌發(fā)存在差異。與空白對照相比，在0.01g/mL 水浸提液濃度下，對豇豆種子的抑制率為7.96%，對豇豆種子的萌發(fā)產(chǎn)生較小影響；在0.025g/mL 水浸提液濃度下，對豇豆種子的抑制率為21.51%，已經(jīng)對種子萌發(fā)產(chǎn)生較大影響；水浸提液濃度為0.05g/mL 時，對豇豆種子萌發(fā)有顯著抑制作用；在0.075g/mL 水浸提液時，對豇豆種子萌發(fā)的抑制率為38.56%，抑制作用顯著。

2.4 青葙葉水浸提液對豌豆的化感作用

青葙葉水浸提液分別配置成 0.01g/mL,0.025 g/mL，0.05 g/mL,0.075 g/mL 不同濃度。不同濃度的水浸提液對豌豆種子萌發(fā)的影響見圖4。

圖4 青葙葉水浸提液對豌豆種子萌發(fā)的影響

從圖4 可以看出，不同濃度的水浸提液對豌豆種子的萌發(fā)存在差異。與空白對照相比，在0.01～0.025 g/mL 水浸提液濃度下，對豌豆種子的萌發(fā)抑制率為18.23%，具有一定影響；在0.05 g/mL 水浸提液濃度時，對豌豆種子萌發(fā)抑制率為36.02%，產(chǎn)生顯著抑制作用；在0.075 g/mL 水浸提液濃度時，對豌豆種子萌發(fā)的，影響作用非常顯著。

2.5 青葙葉水浸提液對蠶豆的化感作用

青葙葉水浸提液分別配置成 0.01 g/mL,0.025 g/mL，0.05 g/mL，0.075 g/mL 不同濃度。不同濃度的水浸提液對蠶豆種子萌發(fā)的影響見圖5。

圖5 青葙葉水浸提液對蠶豆種子萌發(fā)的影響

從圖5 可以看出，不同濃度的水浸提液溶液對蠶豆種子的萌發(fā)存在差異。與空白對照相比，在0.01～0.025 g/mL 水浸提液濃度下，對蠶豆種子的萌發(fā)產(chǎn)生影響；在 0.05 g/mL 水浸提液濃度時，對蠶豆種子萌發(fā)的抑制率為37.76%，產(chǎn)生顯著抑制作用；在0.075 g/mL 水浸提液濃度時，對蠶豆種子萌發(fā)的抑制率高達47.49%，影響作用最顯著。

2.6 青葙葉水提物對5 種豆科植物萌發(fā)的影響

不同濃度青葙葉水浸提液對5 種豆科種子萌發(fā)的影響見圖6。

圖6 不同濃度青葙葉水浸提液對5 種豆科種子萌發(fā)影響

結果表明，不同濃度的水浸提液對5 種豆科種子的萌發(fā)影響存在差異。當濃度為 0.01 g/mL 對豆科種子萌發(fā)均未產(chǎn)生顯著抑制作用；在0.025～0.05 g/mL 濃度范圍內(nèi)，均對種子產(chǎn)生顯著抑制作用；當濃度達到0.075 g/mL 時，對蠶豆的抑制作用最強；各種濃度對綠豆的種子抑制作用均較小，原因是綠豆發(fā)芽速度快，三天已全部發(fā)芽。

從各種子發(fā)芽速度來看，綠豆發(fā)芽速度快，青葙葉水浸提液對其抑制作用弱；蠶豆發(fā)芽速度慢，青葙葉水浸提液對其抑制作用強。豆科種子的體積大小對種子萌發(fā)也有影響，蠶豆種子越大，青葙葉水浸提取液對其的抑制作用越顯著。

3 討 論

植物的成長伴隨著各種各樣的競爭，除了與周圍的其他植物爭奪水、肥料、陽光等成長資源，還面臨彼此的化感作用競爭。植物化感作用，就是植物的根、莖、葉等部位可以分泌各種化學物質(zhì)，對另外植物有抑制或促進生長等作用，來使自己獲得優(yōu)先生長。這些有化感活性的化學物質(zhì)逐漸成為世界各國科學家和生態(tài)學家關注的重點，尤其是具有活性的化感物質(zhì)，以化感物質(zhì)或以化感物質(zhì)為先導化合物開發(fā)為天然產(chǎn)物源生物農(nóng)藥已經(jīng)有許多成功的例子[11]。

野生植物之間的競爭比栽培植物之間的競爭更為激烈。青葙在黃豆、綠豆等農(nóng)作物種植地比較常見，研究青葙植物對豆科植物的化感作用有積極意義。研究表明，青葙葉水浸提取液濃度越高，對豆科植物的發(fā)芽抑制作用越顯著；與種子發(fā)芽速度成反比，發(fā)芽速度越慢，抑制作用越強；與種子的體積大小成正比，體積越大，抑制作用越強。本研究結果具有一定的實際應用和理論研究價值。