張秋妍 ，劉曉露 ，陶恒港 ，屈長青 ，*，張靜文 ，陸 均

（1.阜陽師范學(xué)院 生物與食品工程學(xué)院，安徽 阜陽236037；2.抗衰老中草藥安徽省工程技術(shù)研究中心，安徽 阜陽236037）

芍藥化感作用對香椿種子生長發(fā)育的影響

張秋妍1，劉曉露2，陶恒港2，屈長青1，2*，張靜文1，陸 均1

（1.阜陽師范學(xué)院 生物與食品工程學(xué)院，安徽 阜陽236037；2.抗衰老中草藥安徽省工程技術(shù)研究中心，安徽 阜陽236037）

以香椿種子為材料，采用不同濃度芍藥水提物（5%、10%）溶液，對香椿種子萌發(fā)進行人工處理，觀測芍藥水提物對香椿種子的生長發(fā)育的影響，并且通過硫代巴比妥酸法檢測香椿根系中MDA的含量，從來判斷出細胞膜脂過氧化程度和植物對逆境條件反應(yīng)的強弱；通過TTC法定量測定香椿根系的活力，從而研究不同濃度芍藥水提物對種子萌發(fā)及幼苗生理生化指標的影響。結(jié)果表明，不同濃度的芍藥水提物對香椿種子的萌發(fā)均有一定的延緩作用，且對香椿種子的發(fā)芽率、根長以及根系活力有一定的抑制效果；而根系抗逆境條件反應(yīng)越弱，其中10%芍藥水提物抑制作用顯著。

香椿種子；芍藥水提物；化感作用；種子萌發(fā)；生理生化指標

香椿（Tooma sinensis）不僅是一種可食用的營養(yǎng)豐富的植物，而且它的提取物含有許多藥用價值[1]，胡敏等對香椿子正丁醇提取物對腦缺血后肝肺損傷的保護作用進行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)香椿子正丁醇提取物可通過其抗氧化應(yīng)激效應(yīng)對腦缺血介導(dǎo)的多器官功能障礙綜合征發(fā)揮保護作用[2]。扶雄等從香椿葉中分離提取多酚，采用活性追蹤法，運用多種分離純化技術(shù)和色譜學(xué)分析，逐級篩選活性強的部位以及單體化合物[3]。研究表明，多酚是香椿葉的有效降血糖功能成分之一[4]。

據(jù)文獻記載，人類很早就了解并記載植物對周圍其他植物的生長產(chǎn)生抑制作用的現(xiàn)象[5]，早在公元前77年已發(fā)現(xiàn)黑胡桃對周圍鄰近植物有毒害作用，德國科學(xué)家Molisch1937年首次把這種現(xiàn)象稱為化感作用（allelopathy）[6]。1992年國家科學(xué)名詞審定委員會把它正式定名為“化感作用”即植物之間（包括微生物）相互的化學(xué)關(guān)系對植物的生長產(chǎn)生抑制或促進的作用[7]。在我國，對于化感作用的關(guān)注較少，真正對作物化感作用的研究直到1970年后才開始，1980年后一段時間才提到化感作用和類似的概念[8]，但近年來國內(nèi)外許多學(xué)者通過利用植物對鄰近其他植物的抑制作用進行雜草防治[9]，并廣泛應(yīng)用于在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中間、套作作物的選擇、作物的連作障礙、作物輪作問題以及秸稈殘茬覆蓋等問題中[10]?；凶饔玫难芯吭诒Ｗo生物多樣性和減少化學(xué)污染負面影響等方面取得了重要進展，所以在科學(xué)領(lǐng)域中占有重要地位，為人類可持續(xù)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)[11]。

芍藥（Paeonia lactiflora）是一種用于治療多種疾病的傳統(tǒng)中藥[12]。在治療炎癥[13]，癌癥[14]以及陣痛方面具有很好的作用，但對于其抗干旱脅迫[15]方面的研究較少。本實驗擬通過研究不同濃度芍藥水提物對香椿種子萌發(fā)率及生理生化指標的影響，探究其在芍藥化感方面的作用，以期為香椿的合理種植提供理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試香椿種子采自安徽阜陽太和，供試芍藥采自安徽阜陽。

1.2 試劑

丙二醛（MDA）法的配制：三氯乙酸（質(zhì)量分數(shù)5%），硫代巴比妥酸（6 g/L），石英砂。氯化三苯基四氮唑（TTC）：TTC（10 g/L），乙酸乙酯，硫酸（1 mol/L），磷酸緩沖液（6 mmol/L，pH7.0），石英砂。

1.3 儀器

分光光度計（Nanodrop）；離心機（LD4-2A）；恒溫水?。ū本〇|方精瑞科技發(fā)展有限公司）；恒溫箱（LHP-250HE）；超純水系統(tǒng)（Milli-Q）；研磨器；容量瓶；燒杯；研缽；量筒；三角燒瓶；具塞試管；中藥粉碎機（HX-200）。

1.4 實驗方法

1.4.1 芍藥水提物溶液的配制

取干燥的芍藥若干，經(jīng)中藥粉碎機粉碎至粉末狀備用，分別稱取適量芍藥粉末與超純水配制成濃度為5%和10%的芍藥水提物溶液，以清水為對照組。

1.4.2 香椿種子萌發(fā)實驗

選取30粒種仁飽滿、新鮮、大小一致的香椿種子，使用0.1%高錳酸鉀溶液消毒5 min[16]，用純水將種子沖洗干凈后置于55℃水中攪拌10～15 min，待水溫降至30℃時停止攪拌。然后將香椿種子分別浸泡在清水、5%的芍藥溶液、10%的芍藥溶液中，置于溫度為30℃的恒溫水浴中，保溫12 h。再均勻置于鋪有一層預(yù)先用10 mL超純水浸泡（稍有余液滲出）的濾紙的培養(yǎng)皿中。然后置于溫度為25℃的光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，待種子萌芽后，每天光照8 h。每個處理做3次重復(fù)。

試驗期間，每天在實驗組培養(yǎng)皿中滴加相應(yīng)濃度的芍藥提取液5 mL，對照組滴加相同體積的超純水，以保持香椿種子濕潤但又勿使種子浸在溶液中，2～4 d換1次濾紙，并及時清理發(fā)霉腐爛的種子，以防止感染其他種子，發(fā)霉腐爛的種子計作不發(fā)芽[16]。

2 測定方法

2.1 發(fā)芽率測定

以胚根長度等于種子長度的1/2作為發(fā)芽標準。當3個重復(fù)中有1個種子發(fā)芽，將這個時間記為該種子發(fā)芽的起始期，以后每天記錄發(fā)芽種子的數(shù)量。當連續(xù)4 d沒有種子發(fā)芽時,記為發(fā)芽的結(jié)束期。參照《種子生物學(xué)研究指南》計算發(fā)芽率。以發(fā)芽結(jié)束時對照的各項指標記作100%，計算脅迫處理各指標的相對值[17]。

2.2 上胚軸和胚根比例及根長的測定

測量香椿種子萌發(fā)后的胚根和上胚軸的長度以及根長，并進行相應(yīng)的計算。

2.3 MDA的測定方法

硫代巴比妥酸法：取香椿根部材料0.2 g，洗凈擦干，分別放入研缽中。待研磨徹底后轉(zhuǎn)移到離心管，將離心管中的研磨液加到5 mL為止。再分別往各個離心管中加入0.5%的TBA 5 mL，即最后每個離心管中共10 mL液體。沸水浴10 min，冷卻后離心（3 000 r/min，10 min）。測定上清液在450 nm、532 nm和600 nm處的吸光度值，并按公式C（μmol/g）=[6.452（A532-A600）-0.56 A450]*VT/（V0*W）算出單位鮮重組織中的MDA濃度C（μmol/g）。

2.4 根系活力的測定方法

實驗采用TTC法測定根系活力，將香椿種子分別浸泡在清水、5%的芍藥溶液、10%的芍藥溶液中6 h后，沿果實頂端約縱軸長度1/5處橫切，使露出果實的四室，然后沿與縱軸成30°角斜切種子以暴露出種胚，放入盛有四氮唑溶液的培養(yǎng)皿中。在20～30℃下染色，四氮唑的濃度分別為0.1%、1%（用磷酸緩沖液配制2，3，5-氯化三苯基四氮唑溶液，pH 6.5～7.5），染色時間為 15 min。染色后根據(jù)胚著色程度和部位鑒定種子的生活力，計算有生活力種子的百分率。每個處理設(shè)1組重復(fù)，每次重復(fù)用50粒[18]。

2.5 數(shù)理統(tǒng)計方法

實驗數(shù)據(jù)利用SPSS18.0做差異性分析。采用Excel繪圖。

3 結(jié)果與討論

3.1 芍藥提取液對種子發(fā)芽率及發(fā)芽勢的影響

圖1顯示，不同濃度的芍藥水提物都可抑制香椿種子的發(fā)芽率，其中濃度為10%芍藥水提物對發(fā)芽率抑制作用明顯。

圖1 不同濃度芍藥水提物對香椿發(fā)芽率的影響 圖中數(shù)據(jù)為平均值±標準誤差，小寫字母表示0.05水平上的差異，字母相同差異不顯著，字母不同差異顯著

3.2 芍藥提取液對香椿種子根長的影響

兩周后，濃度為5%和10%的芍藥水提液均顯示對香椿種子具有較強的抑制作用，而濃度為5%的芍藥水提液相對10%的芍藥水提液抑制作用較弱如圖2。

3.3 芍藥提取液對種子胚根和上胚軸比例的影響

在香椿種子生長初期，芍藥水提物對香椿種子的胚根和上胚軸比例的延緩作用與對照組相比無顯著差異如圖3。

3.4 芍藥提取液化感后種子發(fā)芽胚根MDA含量

由圖4可知，不同濃度的芍藥水提物處理后，香椿種子根系中的MDA含量與對照組呈現(xiàn)出明顯差異，在供試范圍內(nèi)，隨著芍藥水提物濃度的增加，MDA值呈現(xiàn)上升趨勢，質(zhì)量分數(shù)為5%芍藥水提物的MDA值比對照組高77.88%，質(zhì)量分數(shù)為10%芍藥水提物高84.21%。

3.5 芍藥提取液化感后香椿種子根系活力（TTC）

通過TTC法來測定試驗種子根系的還原活力，結(jié)果表明，芍藥水提物濃度越高，種子根系活力越弱。

圖2 不同濃度芍藥水提物對香椿種子發(fā)芽總長的影響圖中數(shù)據(jù)為平均值±標準誤差，小寫字母表示0.05水平上的差異，字母相同差異不顯著，字母不同差異顯著；大寫字母表示0.01水平上的差異，字母相同差異未達極顯著，字母不同差異極顯著

圖3 不同濃度芍藥水提物對香椿種子胚根和上胚軸比例的影響 圖中數(shù)據(jù)為平均值±標準誤差，小寫字母表示0.05水平上的差異，字母相同差異不顯著，字母不同差異顯著；大寫字母表示0.01水平上的差異，字母相同差異未達極顯著，字母不同差異極顯著

4 小結(jié)與討論

植物的化感作用是指植物或微生物通過釋放化學(xué)物質(zhì)到環(huán)境中而產(chǎn)生對其它植物或微生物直接或間接的有害或有益作用，分泌的這些化學(xué)物質(zhì)稱為化感物質(zhì)。目前有關(guān)化感物質(zhì)對植物種子萌發(fā)的影響要集中在抑制植物種子萌發(fā)方面，許多化感物質(zhì)能夠顯著抑制植物種子萌發(fā)，并影響以后幼苗的生長發(fā)育，研究顯示化感物質(zhì)主要通過調(diào)控種子萌發(fā)機制來達到抑制作用，包括抑制胚的生長，破壞種子細胞結(jié)構(gòu)，干擾種子活性氧的產(chǎn)生與積累，影響種子萌發(fā)的代謝途徑等。植物不同部位的化感物質(zhì)對植物種子的影響有所不同，Yuan等的研究表明，加拿大一枝黃花水提液能夠顯著抑制雞眼草，萵苣，蘿卜等種子的萌發(fā)[19]，Han等研究表明生姜的莖和葉的水提取液在多個濃度下均能抑制大豆及北蔥種子萌發(fā)，但不同部位的提取液抑制效果有所差異[20]。芍藥的研究主要集中在中醫(yī)藥方面，對于其抗干旱脅迫方面和對其他植物的化感作用方面的研究較少，羅小勇等研究了芍藥不同器官的除草活性，研究表明芍藥的果實，葉和花的抑制活性最強，而根和莖的抑制效果相對較弱[21]。

圖4 不同濃度芍藥水提物對香椿根系MDA含量的影響

圖5 不同濃度芍藥水提物對香椿根系活力的影響

本實驗選取質(zhì)量分數(shù)5%和10%的芍藥水提物為實驗組，清水為對照組，通過對香椿種子進行形態(tài)指標和生理指標測定。結(jié)果表明，在形態(tài)指標上，實驗組對香椿種子的發(fā)芽率、根長以及根系活力有一定的抑制效果，且濃度越高抑制作用越明顯，但是芍藥水提物對香椿種子的胚根和上胚軸比例的延緩作用與對照組相比無顯著差異，這說明10%濃度芍藥水提物對香椿種子的胚根和上胚軸比例的形態(tài)學(xué)指標影響微弱，而且并非每類化感物質(zhì)都能通過同時抑制胚根和上胚軸的伸長來抑制胚的生長。在生理指標上，實驗組的MDA值均高于對照組，表明其細胞膜脂過氧化程度和對逆境條件反應(yīng)的越弱，其中質(zhì)量10%香椿水提物MDA值最高，膜發(fā)生膜脂過氧化程度最強；通過TTC法測定，質(zhì)量分數(shù)為5%的芍藥提取液處理后的香椿根系活力與對照組差異不明顯，而質(zhì)量分數(shù)1。

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Allelopathy effect ofPaeonia lactifloraaqueous extract on the growth ofToona sinensisseeds

ZHANG Qiu-yan1,LIU Xiao-lu2,TAO Heng-gang2,QU Chang-qing1，2*,ZHANG Wen-jing1,LU Jun1
(1.School of Biological and Food Engineering,Fuyang Normal University,Fuyang Anhui236037,China;2.Key Laboratory of Embryo Development and Reproductive Regulation in Anhui，F(xiàn)uyang Anhui236037,China)

Allelopathy effect of different concentrations(5%and 10%)ofPaeonia lactifloraaqueous extract on the growth ofToona sinensisseeds were determined via laboratory bioassay,and the content of MDA in roots ofToona sinensiswas determined by sulfur acid method.The vitality of the roots ofToona sinensiswas determined by TTC method.The results showed that the different concentrations ofPaeonia lactifloraaqueous extract had a certain delaying effect on the germination ofToona sinensisseeds,and had some inhibitory effect on germination rate,root length,and root vigor ofToona sinensisseeds.The response of root system to the stress was weaker.The inhibitory effect of 10%Paeonia lactifloraaqueous extract was significant.

seed ofToona sinensis;Paeonia lactifloraaqueous extract;allelopathy effect;seed germination;physiological and biochemical indicators

Q948文獻識別碼：A

1004-4329（2017）04-041-04

10.14096/j.cnki.cn34-1069/n/1004-4329（2017）04-041-04

2017-10-10

安徽省省級科研平臺委托專項項目（2014KSLZX01ZD）；大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目（201610371060，201510371019，201610371062）；安徽省教育廳高校創(chuàng)新平臺項目（2016）資助。

屈長青（1972－ ），男，博士，教授，研究方向：中草藥抗衰老機理。Email：qucq518@163.com。