園葉牽牛對小白菜種子的化感作用研究

高 汝 勇

(衡水學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院，河北 衡水053000)

園葉牽牛對小白菜種子的化感作用研究

高 汝 勇

(衡水學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院，河北 衡水053000)

采用生物測定法研究了入侵雜草圓葉牽牛水浸提液對 2個小白菜品種種子萌發(fā)和幼苗生長的影響．結(jié)果表明：低質(zhì)量分數(shù)的浸提液提高了種子的發(fā)芽率，促進了根長，但高質(zhì)量分數(shù)的浸提液起抑制作用．浸提液只有在最高質(zhì)量分數(shù)時才對苗高起抑制作用，其余質(zhì)量分數(shù)均起促進作用．浸提液抑制了活力指數(shù)．抑制作用隨質(zhì)量分數(shù)升高而增強．圓葉牽牛浸提液對2個品種的影響不同，田嫩黃金抗性較強．

圓葉牽牛；小白菜；種子萌發(fā)；幼苗生長

圓葉牽牛(Ipomoea purpurea)是旋花科牽牛屬的一年生攀援草本，原產(chǎn)于熱帶美洲，該種耐干旱瘠薄，適應(yīng)性強，故分布廣泛，現(xiàn)已分布于我國的絕大多數(shù)地區(qū)，是一種危害嚴重的外來入侵雜草．外來物種入侵后，和本土植物競爭營養(yǎng)、光照等資源，另外還向周圍環(huán)境中釋放一些化學(xué)物質(zhì)即化感物質(zhì)來影響本土植物的生長，結(jié)果導(dǎo)致其發(fā)育不良或死亡，引起本土植物種類下降甚至滅絕，使生物多樣性喪失，生態(tài)環(huán)境破壞．中國是全球受外來入侵影響最大的國家之一[1]．外來植物成功入侵的原因是多方面的，其中化感作用在植物入侵過程中起著非常重要的作用[2]．化感作用是指一種植物通過向環(huán)境釋放化學(xué)物質(zhì)而對另一種植物所產(chǎn)生的直接或間接的傷害或有益的作用[3]．其中的化感物質(zhì)可以通過雨水的淋溶、植物本身的揮發(fā)、殘枝落葉的分解和根系分泌等途徑進入土壤等周圍環(huán)境中．目前，關(guān)于入侵植物的化感作用已有一些報道[4-6]，圓葉牽牛這一成功入侵的外來植物的化感作用研究未見報道．小白菜是深受人們喜愛的蔬菜之一．本實驗以 2個小白菜品種為受體，研究圓葉牽牛浸提液對其種子萌發(fā)和幼苗生長的影響，以進一步探討圓葉牽牛成功入侵的機理，為其綜合防治和合理利用提供參考依據(jù)．

1 材料和方法

供試品種為小白菜正旺達88和田嫩黃金．于2009年9月采集健壯的圓葉牽牛地上部分，洗凈晾干，剪成1 cm左右的小段，加蒸餾水浸提48 h，經(jīng)常搖晃、過濾，配制成質(zhì)量分數(shù)為10%的浸提液．以此作為母液分別稀釋成1%，2.5%，5%，7.5%，10%的5種處理液．

精選大小一致且飽滿的白菜種子，1‰ HgCl2消毒10 min，蒸餾水清洗3次，將100粒種子置于鋪有雙層濾紙的培養(yǎng)皿中，分別加入等體積的 5種處理液，以蒸餾水為對照．3次重復(fù)．于 25 ℃培養(yǎng)箱中進行萌發(fā)實驗．每天更換新鮮的處理液以保持處理液質(zhì)量分數(shù)基本不變．每天觀察記錄發(fā)芽的種子數(shù)目，5 d后從各處理中隨機挑選10株幼苗，測定根長、苗長和鮮重，統(tǒng)計發(fā)芽率，發(fā)芽勢，活力指數(shù)．發(fā)芽率(%)=(發(fā)芽的種子數(shù)目/供試種子總數(shù))×100%, 活力指數(shù)=發(fā)芽指數(shù)×幼苗單株平均重量, 發(fā)芽勢(%)=(3 d內(nèi)供試種子的發(fā)芽數(shù)目/供試種子總數(shù))×100%．化感作用強度采用抑制率來表示，抑制率=(1－處理/對照)×100%，負值表示促進作用，正值表示抑制作用，絕對值大小和作用強度一致．

2 結(jié)果與分析

2.1 圓葉牽牛浸提液對種子萌發(fā)的影響

發(fā)芽率和發(fā)芽勢是種子萌發(fā)的重要參數(shù)．浸提液對小白菜種子萌發(fā)的影響結(jié)果見表1．由表1可知，低質(zhì)量分數(shù)的浸提液稍微提高了2個品種的發(fā)芽率和發(fā)芽勢．因此，浸提液中的一些活性成分是小白菜種子萌發(fā)時必需的物質(zhì)．但是，隨著浸提液質(zhì)量分數(shù)的提高，發(fā)芽率和發(fā)芽勢開始下降，低于對照值，說明浸提液又開始起抑制作用，從抑制率來看，抑制程度和浸提液質(zhì)量分數(shù)有關(guān)，隨浸提液質(zhì)量分數(shù)的升高而加強．因此，浸提液質(zhì)量分數(shù)過高時反而會起相反作用．

表1 浸提液對種子萌發(fā)的影響 %

2.2 圓葉牽牛浸提液對幼苗生長的影響

圓葉牽牛浸提液對小白菜幼苗生長的影響結(jié)果見表 2．從根長來看，1%的較低質(zhì)量分數(shù)的浸提液處理時，2個品種的根長均大于對照值，說明浸提液起促進根系生長的作用．但是隨著浸提液質(zhì)量分數(shù)的升高，根長數(shù)值下降，但對正旺達 88來說，根長開始小于對照值，浸提液起抑制根系生長的作用，抑制程度隨質(zhì)量分數(shù)升高而顯著；對于田嫩黃金來說，浸提液質(zhì)量分數(shù)從2.5%一直增加到5%的中質(zhì)量分數(shù)時，根長數(shù)值都大于對照值，只有浸提液質(zhì)量分數(shù)超過5%以后，浸提液才表現(xiàn)為抑制作用，抑制作用的大小也具有濃度效應(yīng)．

表2 浸提液對小白菜幼苗生長的影響

從苗高來看，10%的最高質(zhì)量分數(shù)的浸提液處理抑制了2個品種地上部分的生長和發(fā)育，其余的質(zhì)量分數(shù)都起促進作用，作用大小也與質(zhì)量分數(shù)有關(guān)，呈現(xiàn)隨質(zhì)量分數(shù)增加而減小或先增加后減小的趨勢．

活力指數(shù)是幼苗生長健壯的指標．在圓葉牽牛浸提液處理時，小白菜幼苗的活力指數(shù)都小于對照值，從抑制率來看，抑制作用大小也具有濃度效應(yīng)．

3 討論

迄今，部分外來植物已在世界范圍內(nèi)造成嚴重災(zāi)難，其潛在的負效應(yīng)還難以估量[7]，因此迫切需要深入了解其入侵機理．本實驗通過培養(yǎng)皿濾紙法測定小白菜種子萌發(fā)及生長狀況．研究結(jié)果表明，圓葉牽牛存在化感物質(zhì)，影響小白菜種子而對萌發(fā)和幼苗的生長和發(fā)育．綜合分析認為，從種子萌發(fā)情況來看，低質(zhì)量分數(shù)的浸提液可提高種子的發(fā)芽率，高質(zhì)量分數(shù)時起抑制萌發(fā)的作用．從幼苗生長來看，浸提液抑制活力指數(shù)，化感作用具有濃度效應(yīng)．圓葉牽牛的這種抑制作用與黃頂菊，加拿大一年蓬等其它入侵植物的化感作用一致．2個品種的表現(xiàn)不同，這可能是基因型不同的緣故，對比2個品種，田嫩黃金較正旺達88抗性強．

化感物質(zhì)可存在于圓葉牽牛的莖、葉、果實、種子等內(nèi)部，屬于次生代謝物質(zhì)．本實驗所用的浸提液僅是圓葉牽牛地上部分的粗提物，其具體成分和入侵機理還有待進一步研究．

[1] 萬方浩,鄭小波,郭建英.重要農(nóng)林外來入侵物種的生物學(xué)與控制[M].北京:科學(xué)出版社,2005:11-12.

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Abstract:By means of laboratory bioassay, the allelopathy effect of water extract from invasive plant Ipomoea purpure on seed germination and seedling growth was investigated, using the two cabbage varieties. The results showed that: The lower concentrations extract accelerated the germination percentage, root length, but the higher concentrations had the inhibition.Only the highest concentration had the inhibition on the shoot height, other concentrations could accelerate the shoot height.The water extract inhibited vigor index. The inhibition showed enhanced trends with the increasing of the concentrations. The extract had the different effect on the two varieties. Tiannenhuangjin showed relatively stronger resistance, compared to Zhengwangda 88.

Key words:Ipomoea purpurea; cabbage; germination; seedling growth

(責(zé)任編校：李建明英文校對：李玉玲)

Study on Cabbage Seed’s A llelopathic Effects of Ipomoea Purpurea

GAO Ru-yong

(Coolege of Life Science, Hengshui University, Hengshui, Heibei 053000, China)

Q948.1

A

1673-2065(2011)01-0042-03

2010-09-05

高汝勇(1973-),女,河北棗強人,衡水學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院副教授,理學(xué)碩士.