李珅 祁瑞林 沈玉聰 張紅瑞

三七是我國常用的大宗中藥材之一，具有多種藥理作用。近年，隨著三七的應(yīng)用越來越廣泛，其種植面積也越來越大，但是，種植過三七的土壤要經(jīng)過5年之后才能再次種植，因此需要選擇合適的作物進(jìn)行輪作。玉米是我國最主要的糧食作物之一，南北均可種植，是值得選擇的輪作作物。已有研究表明，三七連作土壤或根際土壤水提液及植株水提液不僅會對其自身種子萌發(fā)及幼苗生長產(chǎn)生化感作用，而且對我國常食用的蔬菜如萵苣、蘿卜、白菜、油菜、蠶豆及常見作物等的種子及幼苗的生長也會產(chǎn)生一定的影響。三七皂苷R1、人參皂苷Rg1、三七總皂苷等是三七的主要成分，在三七根莖中含量很高。研究發(fā)現(xiàn)，三七總皂苷對三七幼苗的苗高、根鮮質(zhì)量等方面存在一定的化感抑制作用，并且專家們從三七根際土壤中分離出了三七皂苷R1、人參皂苷Rg1等皂苷類物質(zhì)。因此，有必要研究三七皂苷R1、人參皂苷Rg1及三七總皂苷對玉米幼苗生長生理的影響，為確定玉米能否與三七進(jìn)行輪作提供依據(jù)。

一、材料與方法

（一）試驗材料

玉米種子（品種為鄭單958）及三七的主要成分三七皂苷R1、人參皂苷Rg1、三七總皂苷。

（二）試驗設(shè)計

首先，用3%次氯酸鈉溶液將玉米種子消毒20 min，其次，用蒸餾水沖洗干凈并浸種催芽10 h，再次，將其放入盛有石英砂的培養(yǎng)盒中（每盒40粒種子），最后分別加入0.01 mg·L-1、0.10 mg·L-1、1.00 mg·L-1、

10.00 mg·L-1、50.00 mg·L-1、100.00 mg·L-1的三七皂苷R1、人參皂苷Rg1及三七總皂苷處理液各45 mL，以蒸餾水為對照，使用小孔保鮮膜保濕，重復(fù)3次，室溫25 ℃左右自然光下培養(yǎng)，每隔12 h往培養(yǎng)盒中加入25 mL 1/2 hoaglands營養(yǎng)液保濕。

（三）測定項目與方法

培養(yǎng)10 d后取玉米幼苗葉片測定其過氧化物酶（POD）活性、超氧化物歧化酶（SOD）活性、過氧化氫酶（CAT）活性、可溶性糖含量、可溶性蛋白質(zhì)含量等生理指標(biāo)。同時測定玉米幼苗高度和主根長。

（四）數(shù)據(jù)處理

用化感效應(yīng)指數(shù)RI（RI=1-C/T，T為處理值，C為對照值）衡量化感強(qiáng)度的大小，RI絕對值的大小代表化感作用強(qiáng)度的大小，RI < 0時為抑制作用，RI > 0時為促進(jìn)作用。

以平均化感指數(shù)比較各測定指標(biāo)間的化感作用強(qiáng)弱。計算公式如下：

其中，MSI < 0時為抑制作用，MSI> 0時為促進(jìn)作用，絕對值的大小與作用強(qiáng)度（敏感性）一致。R為平均敏感指數(shù)（M）的級別或?qū)哟?，n為該級別或?qū)哟螖?shù)據(jù)（RI）的總個數(shù)，a為數(shù)據(jù)項。

采用DPS v7.05和Excel對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。

二、結(jié)果與分析

（一）兩種單體皂苷及三七總皂苷對玉米幼苗高度的影響

由表1可知，在質(zhì)量濃度為0.01 mg·L-1、0.10 mg·L-1三七皂苷R1處理下玉米幼苗高度有所增加，在質(zhì)量濃度為1.00 mg·L-1、10.00 mg·L-1、50.00 mg·L-1、100.00 mg·L-1三七皂苷R1處理下其苗高有所降低，但均未達(dá)到顯著水平；人參皂苷Rg1處理后玉米幼苗苗高均有所增加，但并不顯著；三七總皂苷處理后玉米幼苗的高度均略低于對照。

（二）兩種單體皂苷及三七總皂苷對玉米幼苗主根長的影響

由表2可以看出，兩種單體皂苷及三七總皂苷處理后玉米幼苗的主根長均有所降低。其中，質(zhì)量濃度為1.00 mg·L-1、100.00 mg·L-1三七皂苷R1處理后及質(zhì)量濃度為100.00 m·L-1人參皂苷Rg1和三七總皂苷處理后玉米幼苗主根長變化較為顯著。

（三） 兩種單體皂苷及三七總皂苷對玉米幼苗POD活性的影響

從圖1可以看出，三七皂苷R1和人參皂苷Rg1處理后玉米幼苗的POD活性均有所降低。其中，玉米幼苗的POD活性在三七皂苷R1質(zhì)量濃度為100.00 mg·L-1和人參皂苷Rg1質(zhì)量濃度為1.00 mg·L-1、50.00 mg·L-1、

100.00 mg·L-1處理時顯著低于對照，而在三七總皂苷質(zhì)量濃度為0.01 mg·L-1、0.10 mg·L-1、1.00 mg·L-1處理時有所降低，在質(zhì)量濃度為10.00 mg·L-1、50.00 mg·L-1、

100.00 mg·L-1處理時POD活性無顯著差異。

（四）兩種單體皂苷及三七總皂苷對玉米幼苗SOD活性的影響

從圖2可以看出，不同質(zhì)量濃度兩種單體皂苷及三七總皂苷處理后玉米幼苗的SOD活性均有所降低，但均未達(dá)到顯著水平。

（五） 兩種單體皂苷及三七總皂苷對玉米幼苗CAT活性的影響

由圖3可知，玉米幼苗在不同質(zhì)量濃度兩種單體皂苷及三七總皂苷處理后CAT活性均有所降低。其中，玉米幼苗在三七總皂苷質(zhì)量濃度為50.00 mg·L-1、100.00 mg·L-1處理后CAT活性顯著降低，分別低于對照30.80%、27.55%。

（六）兩種單體皂苷及三七總皂苷對玉米幼苗可溶性糖含量的影響

由下頁圖4可知，玉米幼苗在不同質(zhì)量濃度三七皂苷R1和人參皂苷Rg1處理后可溶性糖含量均有所降低，且在質(zhì)量濃度為0.10 mg·L-1、1.00 mg·L-1、10.00 mg·L-1三七皂苷R1和0.10 mg·L-1人參皂苷Rg1處理后其可溶性糖含量降低較為顯著；玉米幼苗在三七總皂苷處理后可溶性糖含量均有所增加，且在質(zhì)量濃度為0.01 mg·L-1、0.10 mg·L-1、1.00 mg·L-1、10.00 m·L-1、50.00 mg·L-1處理下增加顯著。

（七）兩種單體皂苷及三七總皂苷對玉米幼苗可溶性蛋白質(zhì)含量的影響

由圖5可知，不同質(zhì)量濃度兩種單體皂苷及三七總皂苷處理后玉米幼苗的可溶性蛋白質(zhì)含量均有所降低。其中，玉米幼苗在質(zhì)量濃度為1.00 mg·L-1、10.00 mg·L-1、50.00 mg·L-1、100.00 mg·L-1三七皂苷R1及人參皂苷Rg1處理后可溶性蛋白質(zhì)含量降低均達(dá)到顯著水平。

（八）兩種單體皂苷及三七總皂苷對玉米幼苗的化感作用

不同質(zhì)量濃度兩種單體皂苷及三七總皂苷的一、二、三級敏感指數(shù)大部分為負(fù)值，說明它們對玉米幼苗均有化感抑制作用（見表3）。由一級敏感指數(shù)（M1）可知，皂苷類物質(zhì)對玉米幼苗的主根長、POD活性、SOD活性、CAT活性及可溶性蛋白質(zhì)含量均有抑制作用。由二級敏感指數(shù)（M2）可以看出，不同質(zhì)量濃度兩種單體皂苷及三七總皂苷對玉米幼苗在其形態(tài)和生理方面均有抑制作用。由三級敏感指數(shù)（M3）可以看出，三七皂苷R1和人參皂苷Rg1對玉米幼苗的抑制作用較大，而三七總皂苷對玉米幼苗的抑制作用較小。

三、小結(jié)與討論

苗高和主根長能夠在一定程度上反映植物的生長狀況；可溶性糖能夠在一定程度上反映植物的碳素營養(yǎng)狀況；可溶性蛋白質(zhì)大多數(shù)是參與各種代謝的酶類，是了解植物體總代謝的重要指標(biāo)之一。本研究中，兩種單體皂苷及三七總皂苷均降低了幼苗的主根長，而對幼苗的高度影響相對較小，這可能是因為根為直接接觸處理物質(zhì)的器官，因而變化較為明顯，這與前人的研究結(jié)果也相對一致?？赡芤舱驗檫@樣，影響了幼苗對營養(yǎng)的吸收，從而引起幼苗體內(nèi)可溶性糖含量以及可溶性蛋白質(zhì)含量下降。

植物體內(nèi)普遍存在POD、SOD、CAT等抗氧化性保護(hù)酶，POD具有消除過氧化氫和酚類、胺類毒性的雙重作用，SOD是一種清除超氧陰離子自由基的酶，CAT可以清除植物體里的過氧化氫，這些酶類與植物的抗逆性和衰老密切相關(guān)。本研究的結(jié)果表明，兩種單體皂苷及三七總皂苷處理后，玉米幼苗的SOD和CAT同樣有所降低，POD在1.00 mg·L-1濃度以下顯著降低，這可能是因為玉米幼苗在兩種單體皂苷及三七總皂苷處理下體內(nèi)產(chǎn)生了大量的超氧陰離子自由基，但這超出了SOD的清除能力，從而抑制了SOD活性，進(jìn)而引起幼苗體內(nèi)的POD和CAT活性降低。

從綜合敏感指數(shù)來看，兩種單體皂苷及三七總皂苷

對玉米幼苗均有不同程度的化感抑制作用，三七皂苷R1

和人參皂苷Rg1對玉米幼苗的化感抑制作用較大，而三七總皂苷的抑制作用較小，這表明三七總皂苷中可能還存在能夠促進(jìn)玉米幼苗生長的物質(zhì)，這也進(jìn)一步說明化感作用的復(fù)雜性。

（責(zé)任編輯? ?劉沛儒）