香草醛和肉桂酸在茄子種內(nèi)的化感作用差異*

李夏　周寶利（遼寧省阜新市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站3000；沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)）

香草醛和肉桂酸在茄子種內(nèi)的化感作用差異*

李夏1周寶利2**
（1遼寧省阜新市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站123000；2沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)）

化感作用是通過植物分泌到環(huán)境中的一些植物次生代謝物即化感物質(zhì)（ALLeLochemicaLs）來實現(xiàn)的。植物的化感作用包括自毒作用和他感作用，對自身及種內(nèi)其它植物產(chǎn)生危害即是1種自毒作用。許多研究已表明，自毒作用是產(chǎn)生連作障礙的重要原因之一。已初步證實，茄子根系分泌物的釋放與積累是引發(fā)自毒作用、加重土傳病害、導(dǎo)致土壤變化的根本原因。王茹華等人已研究證實，高濃度香草醛和肉桂酸具有抑制茄子種子萌發(fā)、促進茄子黃萎菌孢子萌發(fā)的化感效應(yīng)。

本試驗運用模擬方法，用外源酚酸處理，探討這兩種化感物質(zhì)在茄子種內(nèi)的化感作用差異及作用原理，為深入研究自毒作用與連作障礙的關(guān)系和原理及生產(chǎn)上的品種選擇提供科學(xué)依據(jù)。

1　材料與方法

1.1供試茄子品種和酚酸溶液的配制

供試茄子（SoLanum meLongena）品種為西安綠茄和遼茄。茄子自毒物質(zhì)香草醛和肉桂酸為外源酚酸，均為國產(chǎn)分析純，二者配制濃度為0、0.1mmoL/L、0.5mmoL/L、1mmoL/L、4mmoL/L。肉桂酸先用少量乙醇溶解，再加入蒸餾水，調(diào)節(jié)各溶液乙醇含量達1.5%。香草醛易溶于水，可直接用蒸餾水配制，但為了消除試驗誤差，也使各濃度溶液中乙醇含量達到1.5%。

1.2生物測定

1.2.1室內(nèi)培養(yǎng)采用濾紙培養(yǎng)皿法，在鋪有兩張φ9.0cm定性濾紙的培養(yǎng)皿中，放入經(jīng)10%H2O2消毒處理、浸種膨脹均勻一致的茄子種子各50粒，加入5mL香草醛或肉桂酸溶液。放入多功能氣候培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，以30℃-16h，18℃-8h變溫管理，每天補充適量水分以保持濾紙濕度。

1.2.2計算方法培養(yǎng)至種子發(fā)芽后，連續(xù)7d記錄發(fā)芽數(shù)，計算總發(fā)芽率。為解釋化感物質(zhì)對種子的延緩作用，用發(fā)芽速度指數(shù)I來定量。I的計算公式: I=2×（7×X1+6×X2+5×X3+4×X4+3×X5+2×X6+1×X7），X是指每隔24h發(fā)芽的種子數(shù)，X1為24h記錄的發(fā)芽數(shù)，X2為48h記錄的發(fā)芽數(shù)，依此類推。各處理均設(shè)3次重復(fù)。

1.3田間試驗

1.3.1試材的培養(yǎng)試驗于2012年在沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)蔬菜基地10號日光溫室內(nèi)進行。3月5日分別播種西安綠茄和遼茄，播種前先進行消毒和催芽處理，以獲得整齊一致的幼苗。當(dāng)幼苗長至4～5片真葉時移至內(nèi)徑為15cm的黑色塑料缽中進行盆栽，每盆1株，盆栽基質(zhì)為草炭∶蛭石∶珍珠巖=1∶1∶1。緩苗1周后，選擇生長較一致的幼苗，盆栽株距40cm、行距60cm。試驗共9個處理，5次重復(fù)，隨機排列。在植株根際約10cm范圍內(nèi)均勻施加150mL不同濃度的酚酸溶液，每隔5d施加1次，培養(yǎng)1個月后測定各項指標(biāo)。

1.3.2生理指標(biāo)的測定（1）根系活力的測定：根系活力采用氯化三苯基四氮唑（TTC）法測定，取根鮮樣，約0.5cm長的根尖0.5g，放入小三角瓶中，加入藥品，置于37℃黑暗條件下保溫1～2h，根系活力以單位時間內(nèi)單位根重的TTC還原量計算。（2）葉綠素含量的測定：取鮮葉0.2g左右，剪碎放人裝有10mL浸提液（80%丙酮和無水乙醇等量混合）的試管中，加塞置于暗處室溫下浸提24h，待葉片變白后在440nm、663nm、645nm下測光密度，然后計算葉綠素的含量。

2　結(jié)果與分析

2.1香草醛和肉桂酸對茄子種子萌發(fā)的影響

2.1.1香草醛和肉桂酸對茄子種子發(fā)芽率的影響由圖1可知，香草醛對西安綠茄和遼茄的種子發(fā)芽具有相似的化感作用，都表現(xiàn)為低濃度促進、高濃度抑制。香草醛濃度為4mmoL/L時，與對照相比西安綠茄的受抑制程度為38.10%，遼茄的受抑制程度為22.86%。肉桂酸在濃度為0.1mmoL/L時，對西安綠和遼茄的種子發(fā)芽都表現(xiàn)為促進作用，隨著濃度的升高，對西安綠茄表現(xiàn)為抑制作用，濃度越大，抑制作用越強。而遼茄依然表現(xiàn)為促進作用，但隨著濃度升高，促進作用逐漸減弱。

圖1　不同濃度香草醛和肉桂酸對茄子種子發(fā)芽率的影響

2.1.2香草醛和肉桂酸對茄子種子發(fā)芽速度指數(shù)的影響由圖2可知，香草醛在0～0.5mmoL/L濃度范圍內(nèi)時，西安綠茄與遼茄的發(fā)芽速度指數(shù)都在升高；0.5～4mmoL/L濃度范圍內(nèi)時，發(fā)芽速度指數(shù)逐漸下降，變化規(guī)律與香草醛對發(fā)芽率的影響相同。肉桂酸在0～0.1mmoL/L濃度范圍內(nèi)時，兩種茄子的發(fā)芽速度指數(shù)呈上升趨勢，隨后逐漸下降；濃度為4mmoL/L時，與對照相比，遼茄受抑制程度為24.4%，西安綠茄的受抑制程度達到37.85%。

圖2　不同濃度香草醛和肉桂酸對茄子種子發(fā)芽速度的影響

2.2香草醛和肉桂酸對茄子生理指標(biāo)的影響

2.2.1香草醛和肉桂酸對茄子根系活性的影響

由圖3可知，西安綠茄在香草醛0～0.1 mmoL/L濃度范圍內(nèi)時根系活力升高，隨后隨著濃度增大，根系活力不斷下降，但差異不顯著。遼茄在香草醛試驗各濃度下根系活力都小于對照，且隨濃度增大根系活力不斷下降，但下降趨勢較緩和。肉桂酸各濃度處理下，西安綠茄與遼茄根系活力都呈不斷下降趨勢，西安綠茄較遼茄的受抑制程度更大，與對照相比，各濃度均達顯著水平，最大濃度時受抑制程度為31.33%。

圖3　不同濃度香草醛和肉桂酸對茄子根系活力的影響

2.2.2香草醛和肉桂酸對茄子葉綠素含量的影響葉片葉綠素在光合作用中起到十分關(guān)鍵的作用。由圖4可知，香草醛在0～0.1 mmoL/L濃度范圍內(nèi)時，西安綠茄與遼茄的葉綠素含量都有增加，0.1 mmoL/L后一直呈下降趨勢，西安綠茄較遼茄變化趨勢更明顯，遼茄各濃度下都沒有達到顯著水平。西安綠茄以肉桂酸濃度0.5 mmoL/L為臨界點，葉綠素含量逐漸升高、下降趨勢，但差異較小。肉桂酸在0.1 mmoL/L濃度時，遼茄葉綠素含量最高，其它濃度下葉綠素含量有所下降，但都高于對照，且差異不顯著。

3　結(jié)論

香草醛和肉桂酸對西安綠茄和遼茄的種子萌發(fā)，具有低濃度促進高濃度抑制的化感作用。香草醛和肉桂酸高濃度時，西安綠茄與遼茄生長發(fā)育受阻，其相關(guān)生理指標(biāo)表現(xiàn)出受抑制的變化，西安綠茄的受抑制程度強于遼茄，肉桂酸相對香草醛作用強度更大。酚酸進入土壤后經(jīng)過滯留（retention）、轉(zhuǎn)化（transformation）和轉(zhuǎn)移（transport）3個基本過程的變化，還會受到環(huán)境和微生物等多方面的作用。因此，具體的作用機制是1個動態(tài)的復(fù)雜過程，還有待做進一步研究。

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·食用菌·

國家自然科學(xué)基金，國家科技支撐計劃重點項目，遼寧省教育廳高等學(xué)校創(chuàng)新團隊資助項目。

**通迅作者：周寶利。