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(1.四川師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院, 成都 610101； 2.成都大學(xué)藥學(xué)與生物工程學(xué)院， 成都 610106；3.四川金土地中藥材種植集團(tuán)有限公司， 成都 611130)

羌活種子浸提液對3種作物種子萌發(fā)及幼苗生長的化感作用

何詩虹1，王躍華2,張韻詩2,彭世明3,何新友2，劉洪明2

(1.四川師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院, 成都 610101； 2.成都大學(xué)藥學(xué)與生物工程學(xué)院， 成都 610106；3.四川金土地中藥材種植集團(tuán)有限公司， 成都 611130)

[目的]探討提高羌活種子快速萌發(fā)的最佳方法。[方法]通過室內(nèi)生物測定法，研究在不同溫度下提取羌活種子浸提液，并配制成不同濃度處理小白菜、黑麥和芹菜3種作物種子，以觀察其對3種作物種子的萌發(fā)和幼苗生長的化感作用。[結(jié)果]實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在35 ℃條件下提取的羌活種子浸提液對3種作物種子萌發(fā)及幼苗生長各指標(biāo)的抑制作用最強(qiáng)，其次為25 ℃，而15 ℃最弱；對3種作物的萌發(fā)率、發(fā)芽勢、根長、地下鮮重的測定結(jié)果均顯示，隨著浸提液濃度的增加其抑制作用顯著增強(qiáng)；對苗高和地上鮮重2個指標(biāo)的研究發(fā)現(xiàn)，小白菜和芹菜幼苗的生長隨浸提液濃度升高，呈現(xiàn)出“低促高抑”的現(xiàn)象。另外，3種作物幼苗根系的SOD酶及小白菜和黑麥的POD酶活性都隨浸提液濃度的增加表現(xiàn)為持續(xù)增高，而芹菜根系POD酶活性卻呈“先升后降”趨勢。[結(jié)論]:適宜溫度下浸泡羌活種子有助于減少羌活種子的化感物質(zhì)，提高萌發(fā)率，低濃度有促進(jìn)小白菜和芹菜幼苗生長的作用，而較高濃度對3種作物幼苗具有一定的損傷作用。

羌活種子； 化感； 黑麥； 小白菜； 芹菜； SOD； POD

羌活(NotopterygiumincisumTing ex H.T.Chang)為傘形科植物羌活的干燥根莖和根，作為傳統(tǒng)中藥材，用于風(fēng)寒感冒，頭痛等病癥[1]。由于羌活藥效好，市場需求量增大，人們開始大量采挖野生羌活，使得自然界中的野生羌活急劇減少，目前，羌活已被列入國家三級瀕危保護(hù)植物。在自然條件下，羌活種子萌發(fā)率低，僅為0.52%[2]。因此，深入研究影響羌活種子萌發(fā)率的原因就顯得十分重要。

化感作用指一些植物通過向周邊環(huán)境中釋放化學(xué)物質(zhì)以影響周圍和自身植物的種子萌發(fā)、生長發(fā)育和次生代謝產(chǎn)物的產(chǎn)生[3-4]。超氧化物歧化酶(SOD)和過氧化物酶(POD) 是植物細(xì)胞中防御活性氧自由基毒害的保護(hù)酶系統(tǒng)，維持植物體內(nèi)活性氧自由基代謝的動態(tài)平衡[5]。本研究通過分析羌活種子不同浸提液對黑麥、小白菜和芹菜種子的萌發(fā)、幼苗生長及根生長的SOD酶和POD酶活性的影響，以探討羌活種子快速萌發(fā)的最佳方法。

1 材 料

1.1 供試材料

羌活種子于2015年9月份采集于紅原種植基地。

1.2 受試材料

黑麥草、小白菜和芹菜購買于成都市龍泉驛大面鎮(zhèn)種子市場。

1.3 試驗(yàn)儀器及試劑

1.3.1 儀 器

恒溫振蕩培養(yǎng)箱(THZ-98 A)，上海一恒科技有限公司；酶標(biāo)儀(Spectra Max M 2)，美國Molecular Devices公司；冷凍高速離心機(jī)(J-25)Beckman coulter. Inc;電子天平；Denver Instrument T-203，北京賽多利斯系統(tǒng)儀器有限公司。

1.3.2 試 劑

核黃素、甲硫氨酸、NBT、愈創(chuàng)木酚、30% H2O2、EDTA-Na2、NaH2PO3、Na2HPO3。

2 方 法

2.1 羌活種子水浸提液制備

選取9月份采集后于室內(nèi)陰干的羌活種子粉碎后過5號篩，分別取3份羌活種子粉末50 g于3個500 mL錐形瓶中，并加入適量蒸餾水密封，再分別置于15，25 ℃和35 ℃恒溫?fù)u床中振蕩48 h后過濾，將濾液置于500 mL容量瓶中用蒸餾水定容，并配制成100 g/L的母液，然后將母液分別稀釋成80，60，40，20 g/L 4個質(zhì)量濃度的浸提液，置于4 ℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

2.2 種子萌發(fā)及幼苗生長實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)所用的黑麥、小白菜和芹菜種子用0.01% HgCl2表面消毒10 min，無菌水反復(fù)沖洗3～5次。選取50粒大小飽滿相同的種子，放在鋪有2層濾紙的滅菌培養(yǎng)皿中，分別加入羌活種子浸提液濃度為20，40，60，80 g/L和100 g/L各15 mL，以蒸餾水作空白對照，每處理 3 次重復(fù)。將培養(yǎng)皿置于室內(nèi)，在室溫下培養(yǎng)。每天觀察和記錄種子發(fā)芽數(shù)，按需補(bǔ)充相同量的浸提液及蒸餾水。于培養(yǎng)第7天統(tǒng)計(jì)黑麥和小白菜種子的發(fā)芽率，第14天統(tǒng)計(jì)芹菜種子的發(fā)芽率，并完成3種作物幼苗生長情況的各指標(biāo)測定。

2.3 指標(biāo)測定方法及數(shù)據(jù)處理

2.3.1 種子發(fā)芽指標(biāo)測定

黑麥和小白菜種子選擇在培養(yǎng)第4天統(tǒng)計(jì)發(fā)芽勢，第7天統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率；芹菜在播種第10天統(tǒng)計(jì)發(fā)芽勢，第14天統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率。

發(fā)芽勢(%)=發(fā)芽種子數(shù)達(dá)到最高峰時萌發(fā)的種子數(shù)/播種種子總數(shù)×100%；

發(fā)芽率(%)=發(fā)芽終止時全部正常發(fā)芽的種子數(shù)/播種種子總數(shù)×100%。

2.3.2 生長指標(biāo)測定

每皿隨機(jī)選擇15株幼苗，測其苗高和根長，計(jì)算平均值。

將作物幼苗按地上部分和地下部分分開稱取鮮重。

2.3.3 化感指數(shù)計(jì)算

參照Williamson等[6]的方法進(jìn)行化感作用評價，即采用化感效應(yīng)指數(shù)(RI，簡稱化感指數(shù))評估化感作用強(qiáng)度。

RI=1-C/T(T≥C)，RI=T/C-1(Tlt;C)，其中C為對照值，T為處理值。RIgt;0表示為促進(jìn)作用，RIlt;0表示為抑制作用，RI的絕對值代表化感作用的強(qiáng)度。

2.3.4 超氧化物歧化酶(SOD)活性和過氧化物酶(POD)活性的測定

超氧化物歧化酶(SOD)活性測定采用氮藍(lán)四唑(NBT)光化還原法；過氧化物酶(POD)活性測定采用愈創(chuàng)木酚法[7]。

表1 羌活種子15 ℃浸提液對3種作物種子萌發(fā)及幼苗生長的影響

作物名稱處理濃度(g/L)萌發(fā)率(%)發(fā)芽勢(%)根長(cm)苗高(cm)地上鮮重(g)地下鮮重(g)黑麥0(ck)100．00a100．00a6．87±0．09a8．57±0．12a0．62±0．03a0．62±0．02a2096．01±2．51b81．35±0．93b5．60±0．53a6．80±0．15b0．56±0．01b0．41±0．01b4093．12±2．14b72．77±1．37c3．40±1．05b4．33±0．13c0．32±0．01c0．38±0．00b6089．77±1．52c64．74±0．91d1．43±0．48c3．80±0．11d0．24±0．01d0．29±0．002c8088．21±1．00c60．01±0．01e0．50±0．06c2．53±0．09e0．11±0．01e0．18±0．00d10072．34±1．31d50．22±0．64f0．30±0．01c1．03±0．08f0．03±0．00f0．08±0．01e小白菜0(ck)100a100a6．87±0．09a3．13±0．08b1．23±0．03c0．69±0．01a2098．45±0．61b95．16±0．63b2．70±0．06b2．87±0．09c2．18±0．04a0．46±0．03b4098．21±0．58b90．77±0．34c2．00±0．07b2．00±0．06a1．87±0．02b0．42±0．01c6096．11±0．65c87．31±0．91d1．87±0．12cd1．70±0．05d1．18±0．03c0．13±0．01d8070．06±0．59d64．76±0．34e1．63±0．08d1．10±0．05e0．16±0．01e0．02±0．01e10053．54±0．60e42．34±1．53f1．10±0．05e0．90±0．05b0．12±0．00e0．01±0．00f芹菜0(ck)66．71±0．88a46．38±1．93a1．80±0．11a0．90±0．03b0．04±0．00c0．05±0．00a2064．33±0．90b35．06±0．58b0．83±0．09b1．90±0．06a0．06±．001a0．04±0．00b4033．08±0．65c19．35±0．73c0．33±0．03c0．93±0．03b0．05±0．00b0．03±0．01c6022．36±0．32d11．06±0．66d0．10±0．01d0．67±0．03c0．03±0．00d0．03±0．01c8017．34±0．57e6．36±0．85e0．06±0．09d0．47±0．03d0．02±0．00e0．02±0．01d10014．03±0．61f3．18±0．91f0．04±0．03d0．27±0．04e0．02±0．00e0．01±0．01e

注:同列數(shù)據(jù)中字母不同表示plt;0.05差異顯著。下同。

2.3.5 數(shù)據(jù)處理

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用Excel 2003處理，用SPSS 17.0軟件對其進(jìn)行DUNCANa統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同溫度下羌活種子浸提液對3種作物種子萌發(fā)及幼苗生長的影響

3.1.1 在15 ℃下羌活種子浸提液對3種作物種子萌發(fā)及幼苗生長的影響

由表1可知，15 ℃下羌活種子浸提液對3種作物種子的萌發(fā)率、發(fā)芽勢、幼苗根長、地下鮮重表現(xiàn)出較強(qiáng)的抑制作用，小白菜和芹菜的苗高及地上鮮重在濃度為20 g/L和40 g/L處理下高于對照組，當(dāng)濃度≥60 g/L時低于對照組，表現(xiàn)為“低促高抑”的現(xiàn)象，說明化感物質(zhì)在低濃度時有促進(jìn)作物生長的作用。黑麥種子萌發(fā)率各濃度與對照組之間差異顯著，但在濃度為20 g/L和40 g/L之間，以及60 g/L和80 g/L之間時差異不顯著，這說明在浸提液濃度變化不明顯時對作物各指標(biāo)抑制作用也不明顯，但隨浸提液濃度增加，使得受試種子受到的抑制作用也逐漸增強(qiáng)，故而引起差異性；另外在處理濃度變化下，黑麥其他指標(biāo)及另外2種作物各指標(biāo)之間表現(xiàn)出的顯著性與不顯著性原因同上述黑麥，且同種植株不同器官表現(xiàn)出的化感作用不同，結(jié)果表明，15 ℃下的羌活種子浸提液中所含的化感物質(zhì)量少。

3.1.2 在25 ℃下羌活種子浸提液對3種作物種子萌發(fā)及幼苗生長的影響

由表2可知，25 ℃下羌活種子浸提液對3種作物種子的萌發(fā)率、發(fā)芽勢、幼苗根長及地下鮮重表現(xiàn)出較為強(qiáng)烈的抑制作用；小白菜和芹菜的苗高及地上鮮重在濃度為20 g/L時大于對照組，表現(xiàn)為促進(jìn)作用，在濃度≥40 g/L時，苗高和地上鮮重的值低于對照組，表現(xiàn)為抑制作用；當(dāng)濃度≥80 g/L時，芹菜的各項(xiàng)指標(biāo)均為0，這是由隨著浸提液濃度增加抑制了芹菜種子萌發(fā)導(dǎo)致的；這說明25 ℃下的羌活種子浸提液中的化感物質(zhì)含量比15 ℃下的多，起到的抑制作用較強(qiáng)。

3.1.3 在35 ℃下羌活種子浸提液對3種作物種子萌發(fā)及幼苗生長的影響

由表3可知，35 ℃下羌活種子浸提液對3種作物種子的萌發(fā)率、發(fā)芽勢、幼苗根長、地下鮮重表現(xiàn)出強(qiáng)烈的抑制作用；小白菜和芹菜的苗高及地上鮮重在濃度為20 g/L時只表現(xiàn)出輕微的促進(jìn)作用。當(dāng)濃度為100 g/L時，黑麥的各項(xiàng)指標(biāo)均為0,說明該濃度下的浸提液完全抑制了黑麥種子萌發(fā)；當(dāng)濃度≥80 g/L時，小白菜苗高及地上鮮重為0，這是由該濃度下的浸提液抑制了小白菜地上物質(zhì)積累導(dǎo)致的；當(dāng)濃度≥60 g/L時，芹菜的各項(xiàng)指標(biāo)均為0，這與上述黑麥的情況相似；結(jié)果表明，35 ℃下的羌活種子浸提液中含的化感物質(zhì)含量相比25 ℃下浸提液中的化感物質(zhì)更多，抑制作用更強(qiáng)，這與曹子林等[8]的結(jié)果相似。

表2 羌活種子25 ℃浸提液對3種作物種子萌發(fā)及幼苗生長的影響

作物名稱處理濃度(g/L)萌發(fā)率(%)發(fā)芽勢(%)根長(cm)苗高(cm)地上鮮重(g)地下鮮重(g)黑麥0(ck)100．00a100．00a6．87±0．09a8．57±0．12a0．620±0．03a0．624±0．02a2095．32±1．22b79．74±0．30b3．80±1．15b4．80±0．11b0．510±0．05b0．213±0．01b4093．06±0．51c68．09±1．53c1．37±0．16c2．97±0．08c0．305±0．02c0．170±0．01c6039．10±0．63d31．03±0．54d0．50±0．05c1．47±0．08d0．174±0．04d0．055±0．00d8034．57±0．92e26．31±0．88e0．30±0．00c0．50±0．07e0．080±0．01e0．043±0．00d100323±0．64e20．35±0．31f0．23±0．03c0．200±0．05f0．025±0．00f0．022±0．00d小白菜0(ck)100．00a100．00a6．87±0．09a2．10±0．08b1．23±0．03b0．69±0．01a2098．10±0．60b93．72±0．73b2．43±0．12b2．70±0．05a1．702±0．03a0．452±0．02b4094．07±0．75c87．06±0．86c1．00±0．05c1．97±0．08bc1．168±0．02c0．420±0．01c6072．23±0．45d64．71±0．31d0．50±0．05d1．83±0．07d0．614±0．01d0．131±0．02d8020．11±0．10e13．33±0．35e0．27±0．03e1．23±0．03e0．130±0．01e0．015±0．00e1005．05±0．06f2．03±0．00f0．10±0．00e1．10±0．06e0．101±0．00e0．009±0．00f芹菜0(ck)66．71±0．01a46．38±0．63a1．80±0．11a0．90±0．03b0．04±0．00c0．05±0．00a2052．01±0．01b30．06±0．45b0．70±0．05b1．40±0．06a0．05±0．00a0．03±0．00b4030．16±0．05c14．32±0．16c0．33±0．03c0．70±0．05c0．03±0．00b0．02±0．00b6018．02±0．06d8．33±0．03d0．10±0．00d0．53±0．03cd0．02±0．00d0．01±0．00c800．00e0．00e0．00e0．00d0．00e0．00d1000．00e0．00e0．00e0．00d0．00e0．00d

表3 羌活種子35 ℃浸提液對3種作物種子萌發(fā)及幼苗生長的影響

作物名稱處理濃度(g/L)萌發(fā)率(%)發(fā)芽勢(%)根長(cm)苗高(cm)地上鮮重(g)地下鮮重(g)黑麥0(ck)100．00a100．00a6．87±0．90a8．57±0．12a0．62±0．03a0．69±0．02a2088．72±0．91b79．06±0．60b1．53±0．09b2．40±0．05b0．493±0．02b0．30±0．01b4053．01±0．66c38．36±0．12c0．83±0．08c1．97±0．08c0．296±0．00c0．23±0．00c608．33±0．38d3．72±0．34d0．27±0．03d1．00±0．04d0．030±0．00d0．09±0．00d804．24±0．00e2．56±0．23d0．10±0．00d0．49±0．02e0．011+0．00e0．04±0．00e1000．00f0．00d0．00d0．00f0．00f0．00f小白菜0(ck)100．00a100．00a6．87±0．09a2．10±0．04a1．23±0．032a0．69±0．02a2098．04±2．37b93．01±1．02b1．80±0．11b2．87±0．08b1．26±0．004a0．47±0．01b4094．17±3．16c83．75±1．19c0．87±0．08c2．03±0．08c1．21±0．004a0．13±0．01c6061．30±1．18d48．76±0．11d0．40±0．06d1．00±0．05d0．45±0．008b0．11±0．01d8015．73±2．03e8．71±0．77e0．10±0．00e0．00e0．00c0．05±0．00e1005．22±0．11f2．00±0．00f0．05±0．06e0．00e0．00c0．04±0．00e芹菜0(ck)66．71±2．53a46．33±1．03a1．80±0．11a0．900±0．03a0．03±0．00b0．03±0．00a2045．70±4．14b25．06±0．22b0．60±0．05b0．933±0．03a0．04±0．00a0．02±0．00b4017．04±1．73c12．03±0．99c0．23±0．03c0．700±0．05b0．02±0．00c0．01±0．00c600．00d0．00d0．00d0．00c0．00d0．00d800．00d0．00d0．00d0．00c0．00d0．00d1000．00d0．00d0．00d0．00c0．00d0．00d

3.2 羌活種子浸提液對3種作物化感效應(yīng)的影響比較

3.2.1 羌活種子浸提液對3種作物種子萌發(fā)的化感效應(yīng)比較

為進(jìn)一步探討羌活種子浸提液對3種作物種子萌發(fā)和幼苗生長的化感作用影響，重點(diǎn)選取了3種作物的種子萌發(fā)率、幼苗的根長和苗高進(jìn)行深入分析。

從圖1可知，羌活種子浸提液對3種作物種子萌發(fā)率均表現(xiàn)為抑制作用(RIlt;0)。圖1 a中，15 ℃浸提液對黑麥、小白菜及芹菜種子萌發(fā)分別在濃度為80，60，20 g/L時抑制作用增加，這說明浸提液對不同作物的化感作用不同；圖1 b中，25 ℃浸提液對黑麥和白菜種子萌發(fā)均在濃度gt;40 g/L后抑制作用明顯增加，芹菜種子在濃度為80 g/L時受抑制作用達(dá)到最大(RI=-1)；圖1 c中，35 ℃浸提液對3種作物的種子萌發(fā)抑制作用顯著增加，黑麥和芹菜種子分別在濃度為100 g/L和60 g/L時受抑制作用達(dá)到最大(RI=-1)；結(jié)果表明，35 ℃羌活種子浸提液對各種子萌發(fā)的抑制作用最強(qiáng)，對芹菜的抑制作用最大。

圖1 不同溫度下羌活種子浸提液對3種作物種子萌發(fā)率的化感作用

圖2 不同溫度下羌活種子浸提液對3種作物幼苗根長的化感作用

3.2.2 羌活種子浸提液對3種作物幼苗根長的化感效應(yīng)比較

從圖2可知，羌活種子浸提液對3種作物根長均表現(xiàn)出明顯的抑制作用(RIlt;0)。圖2 a中，15 ℃浸提液對黑麥幼苗根長在濃度為80 g/L時抑制作用明顯，隨濃度的增加對芹菜幼苗根長的抑制作用明顯強(qiáng)于其它2種作物；圖2 b中，25 ℃浸提液對3種作物根長的抑制作用在濃度為60 g/L時明顯增強(qiáng)，當(dāng)濃度為80 g/L時，芹菜幼苗根長受抑制作用達(dá)到最大(RI=-1)；圖2 c中，35 ℃浸提液對3種作物根長的抑制作用在濃度為20 g/L時顯著增強(qiáng)，黑麥和芹菜幼苗根長分別在濃度為100 g/L和60 g/L時受抑制作用達(dá)到最大(RI=-1)；結(jié)果表明，35 ℃羌活種子浸提液中含的化感物質(zhì)最多，抑制幼根的生長作用最大，且浸提液對芹菜幼苗根長的抑制作用強(qiáng)于黑麥和小白菜。

3.2.3 羌活種子浸提液對3種作物幼苗苗高的化感效應(yīng)比較

從圖3可知，羌活種子浸提液對3種作物幼苗苗高隨作物不同而出現(xiàn)促進(jìn)和抑制的現(xiàn)象，其中對黑麥幼苗苗高則一直表現(xiàn)為抑制作用(RIlt;0)，這表明不同作物的化感作用不同，這與桂富榮等[9]研究紫莖澤蘭化感作用結(jié)果相似。圖3 a中，15 ℃浸提液對小白菜和芹菜幼苗苗高在濃度為20 g/L和40 g/L時表現(xiàn)為促進(jìn)作用(RIgt;0)，但是對芹菜幼苗苗高在濃度為40 g/L時只有輕微的促進(jìn)作用；圖3 b中，25 ℃浸提液對幼苗苗高的抑制作用逐漸增強(qiáng)，小白菜和芹菜幼苗苗高在濃度為20 g/L時表現(xiàn)為促進(jìn)作用(RIgt;0)，但在濃度≥40 g/L時表現(xiàn)為抑制作用(RIlt;0)，且芹菜幼苗苗高在濃度為80 g/L時受到抑制作用達(dá)到最大(RI=-1)，這是由種子未萌發(fā)導(dǎo)致的；圖3 c中，35 ℃浸提液對黑麥、小白菜和芹菜幼苗苗高分別在濃度為100，80 g/L和60 g/L時抑制作用達(dá)到最大(RI=-1)，小白菜和芹菜苗高濃度為20 g/L時仍表現(xiàn)為促進(jìn)作用(RIgt;0)，但促進(jìn)作用明顯降低。結(jié)果表明，35 ℃浸提液對各幼苗苗高的抑制作用最強(qiáng)，小白菜和芹菜幼苗苗高在浸提液處理下，表現(xiàn)出“低促高抑”的現(xiàn)象。

3.3 不同溫度下羌活種子水浸提液對3種作物幼根酶活性的影響

3.3.1 不同溫度下的羌活種子浸提液對3種作物幼根的SOD酶活性的影響

為進(jìn)一步探明羌活種子浸提液中的化感物質(zhì)對3種作物幼根的影響；本實(shí)驗(yàn)測定了各幼根的SOD酶活性，由圖4可知，3種作物幼根的SOD酶活性都隨著羌活種子浸提液濃度的增加而上升。圖4 a中，15 ℃浸提液中濃度為100 g/L時，各幼根的SOD酶活性明顯增大，這是因?yàn)樵诟邼舛认?，幼根受到的抑制作用增大，SOD在岐化超氧物陰離子自由基生成過氧化氫和分子氧時保護(hù)了細(xì)胞免受氧化損傷，這與勾曉華等[10]的研究結(jié)果類似；圖4 b，25 ℃浸提液中濃度≥60 g/L時，各幼根SOD酶活性上升趨勢明顯增大，但芹菜在濃度≥80 g/L后無法測得SOD酶活性；圖4 c，35 ℃浸提液中，芹菜在濃度≥60 g/L時，黑麥在濃度為100 g/L時也無法測得SOD酶活性數(shù)據(jù)，這是因?yàn)椋S著浸提液濃度的增加化感物質(zhì)物抑制了種子的萌發(fā)，甚至導(dǎo)致種子發(fā)生霉變腐爛。

圖3 不同溫度下羌活種子浸提液對3種作物幼苗苗高的化感作用

圖4 不同羌活種子浸提液對3種作物幼根SOD酶活性的影響

圖5 不同羌活種子浸提液對3種作物幼根的POD酶活性的影響

3.3.2 不同溫度下的羌活種子浸提液對3種作物幼根的POD酶活性的影響

為進(jìn)一步說明羌活種子浸提液對3種作物幼根的生長影響，本實(shí)驗(yàn)還測定了各幼根POD酶活性。由圖5可知，隨作物及浸提液濃度不同，各幼根POD酶活性表現(xiàn)各異。圖5 a，15 ℃浸提液中，當(dāng)濃度lt;80 g/L后，芹菜幼根代謝受到影響，POD酶活性升高；當(dāng)濃度gt;80 g/L后，其POD酶活性下降，這是由于高濃度時芹菜根受到的危害增大，使得POD無法修復(fù)造成的[11]。圖5 b，3種作物幼根POD酶活性均明顯升高，說明25 ℃浸提液中的化感物質(zhì)對幼根產(chǎn)生了較強(qiáng)的損傷作用；圖5 c，3種作物幼根POD酶活性顯著升高，這說明35 ℃浸提液中的化感物質(zhì)對幼根產(chǎn)生了強(qiáng)烈的損傷作用；此外，圖5 b和圖5 c中黑麥和芹菜幼根POD酶活性缺失的數(shù)據(jù)，原因同圖4 b和圖4 c中缺失的數(shù)據(jù)。

4 結(jié)論與討論

4.1 結(jié) 論

化感物質(zhì)是經(jīng)自然途徑進(jìn)入環(huán)境的化學(xué)物質(zhì)，在自然條件下，水是唯一的能夠?qū)⒅参矬w中的化感物質(zhì)溶解出來的溶劑[12]。因此本研究用水作為溶劑，以受試種子萌發(fā)、幼苗生長及幼根酶活性為指標(biāo)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，浸提液溫度對3種作物種子萌發(fā)及幼苗生長各指標(biāo)抑制強(qiáng)度表現(xiàn)為35 ℃時對作物種子萌發(fā)及幼苗生長的抑制作用最強(qiáng)，25 ℃次之，15 ℃表現(xiàn)最弱，且隨著濃度的增加抑制作用增強(qiáng)。

小白菜和芹菜的苗高和地上鮮重在浸提液作用下，表現(xiàn)出“低促高抑”的現(xiàn)象。3種作物幼根的SOD隨著羌活種子浸提液濃度的增加幼根受損作用增大，酶活性上升；黑麥和小白菜幼根的POD酶活性也隨著浸提液濃度的增加而上升，而芹菜幼根的POD酶活性在15 ℃浸提液處理下呈“先升后降”的現(xiàn)象。

通過以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，提取溫度和處理濃度是化感物質(zhì)含量多少的主要影響因素。因此采用本實(shí)驗(yàn)中的35 ℃搖床蒸餾水浸種48 h，有利于溶解更多的羌活種子本身所含的抑制物，且稀釋倍數(shù)越大，化感物質(zhì)含量越少，這在生產(chǎn)實(shí)踐中有助于減少羌活種子本身所含的抑制物。

4.2 討 論

在目前的研究中，羌活種子萌發(fā)一直是生產(chǎn)實(shí)踐中急需克服的難題。通過對3種作物種子萌發(fā)率、根長和苗高的RI值對比，本研究還發(fā)現(xiàn)化感效應(yīng)對同種植株不同器官也存在差異，其中化感物質(zhì)對胚根的抑制強(qiáng)度最大。

本研究結(jié)果證明，羌活種子浸提液中含有一定的化感物質(zhì)。李彩琴等[13]研究表明，寬葉羌活種子自身存在較強(qiáng)的內(nèi)源物質(zhì)，但并未探討是何種物質(zhì)，而張恩和等[14]研究表明，羌活種子繁殖低的一個內(nèi)在原因是存在內(nèi)源抑制物ABA(脫落酸)。但通過本實(shí)驗(yàn)，筆者發(fā)現(xiàn)羌活種子浸提液散發(fā)獨(dú)特的氣味，推斷含有羌活種子揮發(fā)油，且實(shí)驗(yàn)用羌活種子粉末過5號篩，故在搖床提取浸提液時揮發(fā)油會更多的溶解在水中。同時甄潤德等[15]認(rèn)為，細(xì)葉亞菊揮發(fā)油對垂穗披堿草種子的萌發(fā)率、株高、根長都有不同程度的抑制作用,表明揮發(fā)油對作物種子的萌發(fā)及生長存在抑制作用。此外，張桂芝等[16]通過GC-MS分析羌活揮發(fā)油成分得知，該揮發(fā)油主要包括α-蒎烯，β-蒎烯等，而主要成分α-蒎烯能夠做抗氧化劑，在空氣中自動氧化聚合變稠，正由于這樣，其氧化后可能引起本實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)皿中的浸提液變稠，使浸提液腐敗至種子腐爛。本實(shí)驗(yàn)過程中，處理組雖定期補(bǔ)加或更換浸提液，但相比對照組而言，培養(yǎng)皿中的浸提液仍有變稠的情況，且浸提液提取溫度越高，濃度越大，培養(yǎng)皿中浸提液變稠的情況越厲害，所以推測，α-蒎烯可能是直接影響羌活種子浸提液，間接影響作物種子萌發(fā)及阻礙幼苗生長的主要物質(zhì)。但羌活揮發(fā)油中所含的其他物質(zhì)是否與α-蒎烯共同作用，對細(xì)胞膜產(chǎn)生損傷，可采用MTT法體外抗腫瘤實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究驗(yàn)證。另外，浸提液中可能還有其他物質(zhì)與揮發(fā)油共同作用，也還有待繼續(xù)研究。最終研究結(jié)果以便能在生產(chǎn)實(shí)踐中更好地達(dá)到去除抑制物，提高羌活種子萌發(fā)率。

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Allelopathy ofNotopterygiumSeed Extracts on Three Kinds of CropSeeds Germination and Seedling Growth

HEShihong1,WANGYuehua2，ZHANGYunshi2,PENGShiming3,HEXinyou2,LIUHongming2

(1.College of Life Science，Sichuan Normal University，Chengdu 610101，China;2.College of Pharmacy and Biological Engineering，Chengdu University，Chengdu 610106，China;3.Sichuan Jintudi Cultivation of Chinese Herbal Medicines Group co.，Ltd，Chengdu 611130，China)

[Objective]To explore the best way to improve the rapid germination ofNotopterygiumseeds.[Method] By means of bioassay in laboratory,usingNotopterygiumseeds extracts under the different temperature,and formulated into different concentration to treat withBrassicachinensisL.,rye and celery three kinds of crop seeds,to observe allelopathy of the three kinds of crop seeds germination and seedlings growth.[Result]The experimental results show that,under the condition of 35 ℃ to extract the extracts ofNotopterygiumseeds on three kinds of crop seeds germination and seedlings growth of each index has the strongest inhibitory,followed by 25 ℃,15 ℃ is the weakest;The germination rate,germination potential,root length and fresh weight underground of the three crops all show that the inhibition effect are significantly increase with the increase of the concentration of the extracts；The two indicators of seedlings height and fresh weight on the ground of theBrassicachinensisL. and celery seedlings show that follow the increase of the concentration of extracts，they present the phenomenon of “l(fā)ow to promote and high to suppress”.In addition,three kinds of crop seedlings roots of SOD enzyme activity and POD enzyme activity ofBrassicachinensisL. and rye both show a continuous increase with the increase of the concentration of the extracts,while POD enzyme activity of the celery roots show First rise and then fall.[Conclusion] Soak theNotopterygiumseeds at a suitable temperature can help to reduce the allelochemicals ofNotopterygiumseeds to promote germination,and low concentration can promote the growth ofBrassicachinensisL. and celery seedlings,while higher concentrations have some damage on three kinds of crop seedlings.

Notopterygiumseeds; allelopathy; rye;BrassicachinensisL.; celery; SOD; POD

2017-02-07

四川省科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2015 SZ 0034)。

何詩虹(1990—)，女，四川南充人；在讀碩士研究生，研究方向：植物生物技術(shù)；E-mail：862364068@qq.com。

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.1001-4705.2017.06.035

S 567

A

1001-4705(2017)06-0035-08