紫茉莉甲醇提取物對(duì)黃豆、蕃茄種子萌發(fā)與幼苗生長的影響

趙赫南, 聶爭飛, 王鳳詔, 周立穎, 孫 佳, 韓俊艷(沈陽大學(xué) 城市有害生物治理與生態(tài)安全遼寧省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 遼寧 沈陽 110044)

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紫茉莉甲醇提取物對(duì)黃豆、蕃茄種子萌發(fā)與幼苗生長的影響

趙赫南, 聶爭飛, 王鳳詔, 周立穎, 孫 佳, 韓俊艷
(沈陽大學(xué) 城市有害生物治理與生態(tài)安全遼寧省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 遼寧 沈陽 110044)

制備出質(zhì)量濃度為5、10和15 mg/mL的紫茉莉甲醇提取液,用其處理黃豆和茄子種子,并測定了種子發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、根長、根鮮重.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:紫茉莉甲醇提取液的質(zhì)量濃度變化對(duì)黃豆和茄子種子萌發(fā)與幼苗生長有影響,且作用復(fù)雜.提示開發(fā)紫茉莉植物農(nóng)藥時(shí)要充分考慮到其對(duì)作物的可能不利影響.

紫茉莉;種子萌發(fā);幼苗生長;化感作用

紫茉莉(MirabilisjalapaL.)又稱官粉豆,是紫茉莉科紫茉莉?qū)俚囊荒晟荼局参?高可達(dá)1 m.紫茉莉既是一種可以起到美化環(huán)境與凈化空氣作用的良好花卉,也是一種藥用資源植物,有抗生育作用、殺蟲作用、抑菌活性、抗病毒活性和降血糖等藥理作用[1-2].

近年來研究發(fā)現(xiàn),紫茉莉具有制備植物源農(nóng)藥的潛力[3].Verma et al.發(fā)現(xiàn)紫茉莉有抗植物病毒作用[2],彭躍峰等研究發(fā)現(xiàn)紫茉莉提取物對(duì)小菜蛾(PlutellaxylostellaL.)、菜粉蝶(PierisrapaeL.)、斜紋夜蛾(ProdenialituraFabr.)等有殺滅作用[4],本實(shí)驗(yàn)室的研究發(fā)現(xiàn)紫茉莉乙醇提取物對(duì)二斑葉螨(Tetranychusurticae)雌成螨具有殺螨活性[5-6].但是,紫茉莉具有殺蟲殺螨作用的同時(shí),是否會(huì)對(duì)植物本身生理活動(dòng)造成影響尚不清楚.本實(shí)驗(yàn)以紫茉莉甲醇提取液作為供試材料,選用黃豆與茄子2種植物種子,通過種子萌發(fā)、生長的測定,探討紫茉莉?qū)χ参锓N子萌發(fā)及生長的影響.本試驗(yàn)結(jié)果對(duì)于開發(fā)紫茉莉作為植物源農(nóng)藥具有現(xiàn)實(shí)意義.

1 材料與方法

黃豆、茄子種子均由種子公司購買.

紫茉莉:沈陽大學(xué)城市有害生物治理與生態(tài)安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室提供.

采用溶劑浸提法. 將紫茉莉全草清理干凈, 陰干、粉碎. 稱取一定質(zhì)量的紫茉莉干粉,放在磨口的錐形瓶中, 以1∶10的比例加入甲醇,常溫下浸泡提取3次(每次3～5 d), 然后抽濾、合并浸提液, 減壓濃縮后置于室內(nèi)通風(fēng)處,讓甲醇自然揮發(fā), 制得膏狀提取物. 密封保存于4 ℃冰箱中備用[5].

根據(jù)前期預(yù)試驗(yàn)結(jié)果,將紫茉莉提取物配制成5、10和15 mg/mL的溶液,該劑量具有抑制二斑葉螨的作用.挑選大小均一,顆粒飽滿的植物種子,分別用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3%的高錳酸鉀溶液消毒10 min,蒸餾水沖洗3次,然后置于蒸餾水中浸泡12 h[7].在直徑12 cm的培養(yǎng)皿中鋪兩層濾紙,吸取配制好的提取液各5 mL.選取上述處理過的種子,每個(gè)培養(yǎng)皿中放入20粒,對(duì)照組加入等體積蒸餾水,放到智能人工氣候箱中培養(yǎng),每日光照12 h,溫度26 ℃,黑暗12 h,溫度24 ℃,相對(duì)濕度80%,并及時(shí)補(bǔ)充蒸餾水,保持濾紙濕潤.每個(gè)處理重復(fù)3次.每天記錄發(fā)芽的種子數(shù)(以胚根長出種皮1 mm即為萌發(fā)).黃豆種子培養(yǎng)4 d后統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率與發(fā)芽指數(shù),茄子種子培養(yǎng)10 d后統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率與發(fā)芽指數(shù),發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)按以下公式計(jì)算:

發(fā)芽率=(發(fā)芽種子數(shù)/測試種子數(shù))×100%.

發(fā)芽指數(shù)=∑(Gt/Dt).

Gt為培養(yǎng)t天后的發(fā)芽數(shù),Dt為培養(yǎng)發(fā)芽天數(shù)[8].

在直徑12 cm的培養(yǎng)皿中鋪兩層濾紙,加入10 mL不同質(zhì)量濃度的紫茉莉提取物溶液,放入10粒胚根突破種皮1 mm的植物種子,每個(gè)處理重復(fù)3次,對(duì)照組加入蒸餾水.將培養(yǎng)皿置于智能人工氣候箱中培養(yǎng),每日光照12 h,溫度26 ℃,黑暗12 h,溫度24 ℃,相對(duì)濕度80%,6 d后測定黃豆幼苗的根長和鮮重,13 d后測定茄子幼苗的根長和鮮重.

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SSPS 11.5軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,用Tukey test進(jìn)行組間比較.

2 紫茉莉提取物對(duì)黃豆和茄子種子萌發(fā)及生長的影響

由圖1可知,黃豆發(fā)芽率與對(duì)照組比較存在差異.當(dāng)質(zhì)量濃度為5 mg/mL時(shí),黃豆的發(fā)芽率達(dá)到最大,提取物溶液質(zhì)量濃度越高,黃豆發(fā)芽率受到的促進(jìn)作用越弱.說明紫茉莉提取物低質(zhì)量濃度能促進(jìn)黃豆發(fā)芽,高質(zhì)量濃度抑制發(fā)芽.

與對(duì)照相比,當(dāng)提取物溶液質(zhì)量濃度為5 mg/mL時(shí),黃豆的發(fā)芽指數(shù)達(dá)到最高,且存在明顯差異.同時(shí),隨處理質(zhì)量濃度的提高,黃豆的發(fā)芽指數(shù)降低.說明低質(zhì)量濃度的提取物溶液能提高黃豆發(fā)芽指數(shù),黃豆萌發(fā)速度有明顯提升;高質(zhì)量濃度提取物使黃豆發(fā)芽指數(shù)下降.

圖1 紫茉莉提取物對(duì)黃豆種子萌發(fā)的影響

Fig.1 Impacts ofMirabilisjalapaextract on soybean germination

* 與對(duì)照組比較,p<0.05.

由圖2可知,紫茉莉提取物溶液處理胚根突破種皮1 mm的黃豆種子,其根長和根鮮重均隨溶液質(zhì)量濃度的升高而下降.當(dāng)提取物質(zhì)量濃度為10和15 mg/mL時(shí),與對(duì)照組相比,黃豆幼苗的根長和鮮重受到抑制,且有劑量-劑效關(guān)系.說明高質(zhì)量濃度的紫茉莉甲醇提取物溶液對(duì)黃豆幼苗的生長不利.

圖2 紫茉莉提取物對(duì)黃豆根莖生長的影響

Fig.2 Impacts ofMirabilisjalapaextract on soybean root growth

* 與對(duì)照組比較,p<0.05.

由圖3可知,用質(zhì)量濃度為5、10和15 mg/mL的紫茉莉甲醇提取物溶液處理茄子種子,其發(fā)芽率隨質(zhì)量濃度的提高而降低, 15 mg/mL質(zhì)量濃度處理組與10 mg/mL處理組發(fā)芽率相似,說明10 mg/mL時(shí)抑制作用已達(dá)最大質(zhì)量濃度,增加質(zhì)量濃度不能進(jìn)一步加重抑制程度.

與對(duì)照組相比,隨著紫茉莉甲醇提取物質(zhì)量濃度的增高,茄子發(fā)芽指數(shù)呈降低趨勢(shì).當(dāng)提取物質(zhì)量濃度為10 mg/mL時(shí),抑制作用最強(qiáng).說明紫茉莉甲醇提取物溶液處理后抑制了茄子種子發(fā)芽指數(shù),茄子種子萌發(fā)的速度受到抑制,15 mg/mL的紫茉莉甲醇提取物對(duì)茄子發(fā)芽指數(shù)的抑制作用沒有進(jìn)一步增加.

圖3 紫茉莉提取物對(duì)茄子萌發(fā)的影響

由圖4可知,與對(duì)照組相比,經(jīng)紫茉莉甲醇提取物溶液處理后,茄子幼苗的根長、鮮重均受到不同程度的抑制作用.當(dāng)提取物質(zhì)量濃度為5 mg/mL時(shí),與對(duì)照組相比,茄子幼苗的根長、鮮重的抑制均有明顯差異且抑制作用最大;當(dāng)紫茉莉提取物質(zhì)量濃度為10與15 mg/mL時(shí),抑制作用沒有進(jìn)一步加強(qiáng).

圖4 紫茉莉提取物對(duì)茄子幼苗根莖生長的影響

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論

化學(xué)農(nóng)藥由于對(duì)環(huán)境的破壞與對(duì)人類健康的危害,越來越受到限制[9-10],開發(fā)生物農(nóng)藥成為了當(dāng)前植保研究的熱點(diǎn).植物源農(nóng)藥是生物農(nóng)藥中的一大類別,是利用植物次級(jí)代謝產(chǎn)物而制成的制劑.植物源農(nóng)藥活性成分復(fù)雜且容易降解,特異性強(qiáng),污染小并可以克服有害生物的抗藥性[11-12].紫茉莉含有多種化學(xué)成分,目前已發(fā)現(xiàn)內(nèi)含葫蘆巴堿、魚藤酮類化合物等殺蟲活性物質(zhì)[1],為開發(fā)紫茉莉植物源農(nóng)藥提供了研究基礎(chǔ).

紫茉莉甲醇提取液對(duì)供試植物種子的發(fā)芽、生長有著不同的影響.試驗(yàn)結(jié)果表明紫茉莉甲醇提取液對(duì)黃豆和茄子種子萌發(fā)和生長的影響有差異,低質(zhì)量濃度時(shí)促進(jìn)黃豆種子萌發(fā),隨著質(zhì)量濃度增大,促進(jìn)作用減弱,但對(duì)黃豆種子幼苗生長表現(xiàn)為抑制作用,且隨質(zhì)量濃度增大抑制作用增強(qiáng).對(duì)茄子種子萌發(fā)和幼苗生長均表現(xiàn)出一定抑制作用.

植物間存在相互作用,又稱為化感作用,是指植物通過向環(huán)境釋放特定的次生物質(zhì)從而對(duì)鄰近其他植物(含微生物及其自身)生長發(fā)育產(chǎn)生的有益和有害的影響[13-14].化感作用方式往往很復(fù)雜,對(duì)不同的植物作用不同;對(duì)植物不同部位不同生長階段作用不同;不同的質(zhì)量濃度常表現(xiàn)不同的作用,一般在較低質(zhì)量濃度表現(xiàn)為促進(jìn)作用,而高質(zhì)量濃度表現(xiàn)為抑制作用[15-16].在本研究中,紫茉莉甲醇提取物促進(jìn)黃豆種子萌發(fā),但抑制黃豆幼苗的根莖的生長,且濃度的改變表現(xiàn)出不同的影響結(jié)果.而對(duì)茄子種子的萌發(fā)和生長影響試驗(yàn)表明紫茉莉甲醇提取液既抑制茄子的萌發(fā),也抑制了其根莖生長.紫茉莉甲醇提取物對(duì)種子萌發(fā)和生長的影響表現(xiàn)出復(fù)雜的作用方式,這符合化感作用的特點(diǎn).

4 結(jié) 論

紫茉莉甲醇提取物對(duì)黃豆與茄子種子萌發(fā)與生長有一定影響,但作用復(fù)雜,對(duì)不同種子影響方式不盡相同,不同質(zhì)量濃度的作用效果也不一致.提示開發(fā)紫茉莉植物農(nóng)藥時(shí)要充分考慮到其對(duì)植物的可能不利影響.

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【責(zé)任編輯: 肖景魁】

Impacts ofMirabilisjalapaMethanol Extract on Germination and Seedling Growth of Soybean and Eggplant Seeds

ZhaoHenan,NieZhengfei,WangFengzhao,ZhouLiying,SunJia,HanJunyan

(Liaoning Key Laboratory of Urban Integrated Pest Management and Ecological Security, Shenyang University, Shenyang 110044, China)

Mirabilisjalapamethanol extracts of the concentration of metract ofmirabilisjalapahas effect on seed germination and seeding growth of soybeen and eggplant, and the effect is complicated. It reminds 5, 10 and 15 mg/mL were prepared, and were used to treat soybean and eggplant seeds. Measurements on plant seed germination rate, germination index, fresh seedling weight and root longth were done. The results indicates that, the concentration of methanol extract ofMirabilisjalapahas effect on seed germination and seeding growth of soybeen and eggplant, and the effect is complicated. It reminds that fully consideration of the possible adverse effects on crops should be done when developingMirabilisjalapaplant pesticides.

Mirabilisjalapa; seed germination; seedling growth; allelopathy

2017-02-26

遼寧省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(2014020100).

趙赫南(1990-),男,遼寧沈陽人,沈陽大學(xué)碩士研究生; 韓俊艷(1968-),女,內(nèi)蒙古赤峰人,沈陽大學(xué)教授,博士.

2095-5456(2017)03-0197-04

Q 946.8

A