滇重樓種子外種皮化感作用的研究(共13頁)

1、摘 要PAGE VII II摘 要滇重樓種子(zhng zi)外種皮化感作用的研究 專業(yè)(zhuny)：生物科學(xué) 學(xué)號(hào)：200904054018 姓名(xngmng)：韋 鈺 指導(dǎo)教師：邱 玥摘 要 本課題采用常見的作物油菜和青菜種子為受體，對(duì)滇重樓外種皮化感作用進(jìn)行研究。通過計(jì)算種子發(fā)芽率、子葉展開率、抑制率IR值（Inhibitorym）從而判斷滇重樓種子外種皮的水提液對(duì)油菜和青菜的化感作用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明滇重樓種子外種皮水提液對(duì)受體的萌發(fā)和幼苗生成具有明顯的抑制作用，這種抑制作用表現(xiàn)為：抑制種子萌發(fā)、抑制根的伸長、抑制子葉的展開。關(guān)鍵詞：滇重樓 外種皮 化感作用ABSTRACT IIISt

2、udy of Paris polyphylla var.yunnanensis seed testa allelopathyThis topic uses crop rape and pakchoi seeds as receptor, research seed coat of Paris polyphylla var.yunnanensis allelopathy. By calculating the seed germination rate, the inhibition rate of IR(Inhibitorym) value and judgment of Paris poly

3、phylla var.yunnanensis seed testa water extract on the allelopathic effects of rape and cabbage. The experimental results show that Paris polyphylla var.yunnanensis seed testa water germination and seedling formation fluid on the receptor has obvious inhibitory effect, the inhibition was: inhibition

4、 of seed germination, inhibition of root elongation, the inhibition of cotyledon.Keywords: Paris polyphylla，testa，allelopathy目錄目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc354471937 摘 要 PAGEREF _Toc354471937 h I HYPERLINK l _Toc354471938 AbstractII HYPERLINK l _Toc354471939 第一章 緒論(xln)1 HYPERLINK l _Toc35447

5、1941 1.1課題(kt)來源 PAGEREF _Toc354471941 h 1 HYPERLINK l _Toc354471942 1.2國內(nèi)外研究(ynji)現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc354471942 h 2 HYPERLINK l _Toc354471943 第二章 實(shí)驗(yàn)部分 PAGEREF _Toc354471943 h 4 HYPERLINK l _Toc354471944 2.1材料與方法 PAGEREF _Toc354471944 h 4 HYPERLINK l _Toc354471945 2.1.1實(shí)驗(yàn)對(duì)象的選擇 PAGEREF _Toc354471945 h 4 H

6、YPERLINK l _Toc354471946 2.1.2材料與儀器 PAGEREF _Toc354471946 h 4 HYPERLINK l _Toc354471947 2.1.3實(shí)驗(yàn)方法與步驟 PAGEREF _Toc354471947 h 4 HYPERLINK l _Toc354471948 2.2實(shí)驗(yàn)測定指標(biāo) PAGEREF _Toc354471948 h 4 HYPERLINK l _Toc354471949 第三章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析 PAGEREF _Toc354471949 h 6 HYPERLINK l _Toc354471950 3.1實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 PAGEREF _T

7、oc354471950 h 6 HYPERLINK l _Toc354471951 3.1.1滇重樓種子外種皮水提液對(duì)種子萌發(fā)的影響 PAGEREF _Toc354471951 h 6 HYPERLINK l _Toc354471952 3.1.2滇重樓種子外種皮水提液對(duì)種子胚根生長的影響 PAGEREF _Toc354471952 h 6 HYPERLINK l _Toc354471953 3.1.3滇重樓種子外種皮水提液對(duì)種子子葉展開的影響7 HYPERLINK l _Toc354471954 3.2結(jié)論與條論 PAGEREF _Toc354471954 h 7 HYPERLINK l _

8、Toc354471955 參考文獻(xiàn)9 HYPERLINK l _Toc354471956 致 謝10第一章 緒論P(yáng)AGE 14第一章 緒論(xln)1.1課題(kt)來源植物(zhw)化感作用(Allelopathy)指各種植物之間存在的一種化學(xué)相互作用，包括促進(jìn)和抑制兩個(gè)方面。植物化感作用的概念是由德國科學(xué)家Molish在1937年首先提出的，Molish將化感作用定義為：所有類型植物(含微生物)之間生物化學(xué)物質(zhì)的相互作用1。目前，被多數(shù)學(xué)者所接受的化感作用定義是指在一個(gè)生物群落里，植物和微生物合成并釋放化學(xué)物質(zhì)而對(duì)同種或異種生物的生長發(fā)育產(chǎn)生直接或間接、有益或有害的作用2。在某些文獻(xiàn)資料中

9、，化感作用也被稱為他感作用，相生相克、化學(xué)互感等3。Whittaker 和Feeny 把植物分泌的這些化學(xué)物質(zhì)稱為化感物質(zhì)(allelochemica1)4?；形镔|(zhì)(allelochemica1)指化感作用中供體向環(huán)境釋放的用于傳遞信息或作為媒介的化學(xué)物質(zhì)。植物和微生物均可產(chǎn)生化感物質(zhì)，但大多數(shù)化感物質(zhì)是由植物產(chǎn)生的次生代謝物4。化感物質(zhì)的分泌部位是植物的器官(如根、莖、葉、花、果實(shí)和種子等)新根和未木質(zhì)化的根是植物化感物質(zhì)分泌的主要場所，根系分泌化感物質(zhì)到根際土壤中，直接或間接對(duì)周圍生物產(chǎn)生影響。 化感作用普遍存在于自然界中被廣泛運(yùn)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，無論是作物的單一種植，還是作物輪作、間作、

10、覆蓋、翻埋、重茬種植，都要考慮化感作用的影響5。此外還牽扯到除草和殺滅害蟲的問題，據(jù)估計(jì)，每年由于化感作用造成的世界農(nóng)業(yè)的損失高達(dá)數(shù)十億美元6?；凶饔脤?duì)農(nóng)林業(yè)蟲害、病害、雜草的防除主要是通過篩選和培育對(duì)雜草克生作用潛力較大的作物品種，利用植物之間的相生相克的作用來治理經(jīng)濟(jì)植物的病蟲草害遵循了自然界的規(guī)律是生物防除雜草的高效、安全途徑之一7。藥用植物的各個(gè)器官含有豐富的生理活性物質(zhì)，這使得藥用植物更易產(chǎn)生化感物質(zhì)，從而發(fā)生化感作用。為了使藥材得到高效的利用，利用藥用植物易產(chǎn)生化感物質(zhì)這一特性，人們將藥用植物的化感作用與生物防治結(jié)合起來進(jìn)行研究。藥用植物化質(zhì)對(duì)農(nóng)林業(yè)害蟲、病害、雜草的防除，即植物

11、源殺蟲劑和除草劑的研究、開發(fā)和應(yīng)用，已逐漸成為藥用植物化感作用研究領(lǐng)域的重要方面8。作為(zuwi)我國西南地區(qū)的道地藥材，滇重樓(RhizomaParidisYunnanensis)所具有(jyu)的重要藥用價(jià)值，已越來越受到廣泛關(guān)注，對(duì)于它的研究已不在局限在它的藥用療效上，化感作用是藥植物究領(lǐng)域中的一個(gè)重要方面。重樓是延齡草科(Trilliaceae)重樓(zhn lu)屬(Paris) 植物的泛稱。全屬共 23 種，我國有 l9 種，西南各省區(qū)種類和資源極為豐富9。其中滇重樓被歷版中國藥典收載，以根莖入藥，具有清熱解毒、消腫止痛，涼肝定驚等獨(dú)特功效10，已被廣泛用于眾多中藥制劑中，是宮血

12、寧、紅藥熱毒清等重要中成藥的主要成分11。隨著人們充分地認(rèn)識(shí)到滇重樓的顯著療效，藥材呈現(xiàn)出了供不應(yīng)求的現(xiàn)狀，藥材價(jià)格上升，導(dǎo)致對(duì)野生滇重樓的多度開采使得滇重樓物種資源安全受到威脅。滇重樓的人工種植在滿足人們需求的同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了對(duì)野生重樓的有效保護(hù)成為解除物種資源安全威脅的有效途徑之一。對(duì)滇重樓外種皮化感作用進(jìn)行研究并通過對(duì)輪作、間作、套作、混作、前后茬搭配的種植方式調(diào)整在很大程度上可以減少化學(xué)除草劑和殺蟲劑的使用，這對(duì)于滇重樓的種植和生態(tài)環(huán)境的保護(hù)無疑具有極為重要的意義。本實(shí)驗(yàn)以滇重樓為研究對(duì)象探討其對(duì)油菜、青菜種子萌發(fā)以及幼苗生長的影響，旨在更深切地了解滇重樓的化感作用，為以后對(duì)滇重樓的進(jìn)一步

13、研究提供參考。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀具了解人們?cè)趦汕Ф嗄昵熬鸵呀?jīng)觀察到化感現(xiàn)象，但是真正深入研究卻僅僅是最近幾十年來的事情。近年來，植物化感作用研究已成為國內(nèi)外科學(xué)研究的熱點(diǎn)。自1974年，Journal of Chemical Ecology開始創(chuàng)刊，到1994年Allelopathy Journal創(chuàng)刊，再到Rice將化感物質(zhì)分14類主要是一些次生代謝物質(zhì)1。20世紀(jì)80年代在美國先后舉行3次國際學(xué)術(shù)會(huì)議并出版了論文集。彰顯了國在植物化感作用研究領(lǐng)域的活躍形勢和快速的發(fā)展，之前人們單純地認(rèn)為植物化感作用僅體現(xiàn)在對(duì)除自身以外的其它植物具有抑制作用，如今已被證實(shí)化感作用具有抑制和促進(jìn)兩方面，同種

14、植物間也存在化感作用現(xiàn)為植物的自毒作用。在中國，早在秦漢時(shí)期就有了關(guān)于化感現(xiàn)象的記載，并有意識(shí)地應(yīng)用到了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面，如齊民要術(shù)記載，把芝麻安排在“白地”，即在休閑地或開荒地上種植，正是利用芝麻能夠抑制雜草生長的特性12。雖然我國植物化感作用研究開始較晚，但近年來迅速崛起。發(fā)展迅速在這一領(lǐng)域以取得了一定成果。2004年沈陽召開了第一屆中國植物化感作用學(xué)術(shù)研討會(huì)暨中國植物保護(hù)學(xué)會(huì)植物化感作用分會(huì)籌備大會(huì)13。2006年華南農(nóng)業(yè)大學(xué)成功舉辦了中澳植物次生化合物應(yīng)用于有害生物綜合治理論壇；同時(shí)，不斷有關(guān)于林木、農(nóng)作物、蔬菜、中草藥以及雜草化感作用的研究報(bào)道出現(xiàn)14 。近年隨著藥用植物的價(jià)值受到人

15、們的廣泛重視，對(duì)于藥用植物的研究已不僅局限在藥用成分、藥理、臨床應(yīng)用及栽培、引種等方面，藥用植物化感作用的研究得到快速發(fā)展。藥用植物含有特殊的生理活性物質(zhì)易生化感作用化，并有望成為消除病害、蟲害的新型生物藥劑生產(chǎn)的原料。有學(xué)者通過研究發(fā)現(xiàn)重樓對(duì)水生藻類具有一定的抑制作用，由此說明在運(yùn)用藥用植物化感作用來治理水污染方面已取得(qd)的一定的成果。但植物的各個(gè)器官產(chǎn)生的化感物質(zhì)有所不同，所以對(duì)于整個(gè)藥用植物的不同器官產(chǎn)生的化感作用需要進(jìn)一步細(xì)化研究。第二章 實(shí)驗(yàn)部分第二章 實(shí)驗(yàn)(shyn)部分2.1材料(cilio)與方法2.1.1實(shí)驗(yàn)(shyn)對(duì)象的選擇 滇重樓種子外種皮化感作用實(shí)驗(yàn)的對(duì)象是常

16、見的作物青菜和油菜種子，它們都具有的特點(diǎn)是易萌發(fā)且發(fā)芽率高，因此可以排除種子自身特點(diǎn)對(duì)種子萌發(fā)產(chǎn)生的不利影響。2.1.2材料與儀器（1）材料滇重樓種子購于安順市中草藥市場，青菜和油菜種子均由貴州嘉實(shí)種業(yè)有限責(zé)任公司生產(chǎn)。（2）儀器、藥品光照培養(yǎng)箱、培養(yǎng)皿、試劑瓶、膠頭滴管、研缽、直尺、小刀、紗布、濾紙、10的次氯酸鈉。2.1.3實(shí)驗(yàn)方法與步驟(1)滇重樓種子外種皮水提液的制備取剛購買到的新鮮滇重樓種子，并用刀將種子外面的肉質(zhì)多汁、櫻紅色的外種皮削下來。 稱取外種皮20 g，加入一定量蒸餾水，用研缽充分研碎后，用二層紗布過濾得過濾液，并定容至250mL，溶液母液濃度為0.08 gmL。然后依次稀

17、釋為0.08 gmL、0.06 gmL、0.04 gmL、0.02 gmL四個(gè)濃度梯度待用，并以蒸餾水處理作為對(duì)照組CK。(2) 將培養(yǎng)皿及濾紙進(jìn)行高溫滅菌后制成紙基發(fā)芽床備用。選取健康飽滿油菜種子、青菜種子經(jīng)用10的次氯酸鈉消毒后，在常溫下浸種2-4 h，取出用濾紙吸干表面水分待用。(3)在自然條件(tiojin)下分別量取各濃度下的滇重外種皮水提液5mL置入培養(yǎng)皿中，在相同條件下用5mL無菌水作為(zuwi)對(duì)照(CK)。將處理好的油菜、青菜種子各100粒播入到添設(shè)濃度(nngd)梯度的培養(yǎng)皿中，每一個(gè)濃度下設(shè)三組重復(fù)，放在25的光照培養(yǎng)箱中陪養(yǎng)。定時(shí)補(bǔ)加水提液使濾紙保持濕潤。培養(yǎng)1d后開

18、始記錄發(fā)芽種子數(shù)隨后幾天分別觀察胚根的伸長情況、子葉的展開情況和植株的長勢，連續(xù)觀察7天。2.2實(shí)驗(yàn)測定指標(biāo)測定指標(biāo)：計(jì)算發(fā)芽率、子葉展開率、抑制率，參照Lin等介紹的方法15。發(fā)芽率正常萌發(fā)的種子數(shù)供試種子數(shù)（100 粒）100子葉展開率=種子子葉展開數(shù)正常萌發(fā)的種子數(shù)100化感作用抑制率(Inhibitory rate，IR)作為化感作用的研究指標(biāo)：IR()= (Ti-T0)T0100式中，Ti為測試項(xiàng)目的處理值，T0為對(duì)照值。IR0表示具有促進(jìn)作用，IR0表示具有抑制作用，絕對(duì)值越大，其化感作用潛力(促進(jìn)或抑制作用)越大，對(duì)其受體植物的影響(有益或有害)就越強(qiáng)。第三章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析實(shí)驗(yàn)

19、結(jié)果(ji gu)及分析3.1實(shí)驗(yàn)(shyn)結(jié)果與分析3.1.1滇重樓種子(zhng zi)外種皮水提液對(duì)種子萌發(fā)的影響 表1-1 滇重樓種子外種皮水提液對(duì)兩種種子萌發(fā)的影響水提物濃度（g/mL） 油菜種子青菜種子 萌發(fā)率（%）IR值（%）萌發(fā)率（%）IR值（%）0.00（CK）86.781.30.0258.0-33.146.7-42.60.0440.7-53.142.6-47.50.0646.6-32.348.0-41.00.0830.7-64.624.0-70.5 從表1-1可以看出，與對(duì)照組CK相比，當(dāng)?shù)嶂貥撬嵋旱臐舛葹?.02g/mL時(shí)，油菜和青菜種子的萌發(fā)率即有明顯的下降，萌發(fā)率

20、分別下降了28.7%和30.6%，其IR值分別為負(fù)的33.1%和42.6%，表明此時(shí)種子萌發(fā)受到了較強(qiáng)的抑制。隨著水提液濃度的增加，作物種子萌發(fā)受到的抑制作用也增強(qiáng)。當(dāng)濃度增大到0.08g/mL時(shí)，油菜和青菜種子的萌發(fā)率僅為30.7%和24.0%，其抑制率IR值則高達(dá)負(fù)的64.6%和70.5%。3.1.2滇重樓種子外種皮水提液對(duì)種子胚根生長的影響表1-2 滇重樓種子外種皮水提液對(duì)兩種種子胚根生長的影響水提物濃度（g/mL） 油菜種子青菜種子胚根長（cm）IR值（%）胚根長（cm）IR值（%）0.00（CK）4.75.60.023.8-19.14.3-23.20.043.0-36.23.8-32

21、.10.064.1-12.85.0-10.70.081.5-63.42.3-58.9從表1-2可以看出，與對(duì)照組CK相比，各滇重樓水提液濃度下，抑制率IR值均為負(fù)值，說明胚根的生長受到抑制。在濃度為0.02g/mL時(shí)，油菜和青菜的胚根長分別為3.8cm和4.3cm,抑制率分別為負(fù)的19.1%和負(fù)的23.2%，表明此時(shí)種子胚根受到明顯的抑制；隨著水提液濃度逐漸增大到0.08g/mL，抑制率IR值分別為負(fù)的63.4%和負(fù)的58.9%，說明在高度滇重樓水提液的作用下，種子胚根的生長受到嚴(yán)重的抑制。3.1.3滇重樓種子(zhng zi)外種皮水提液對(duì)種子子葉展開的影響在種子出芽的基礎(chǔ)上，計(jì)算(j su

22、n)種子子葉展開率，結(jié)果顯示，對(duì)照組種子子葉幾乎都能正常展開。在濃度為0.02g/mL的滇重樓水提液下，種子(zhng zi)子葉開始受到抑制，子葉展開率明顯下降，油菜和青菜的子葉展開率分別降到70.1%和58.6%。隨著水提液濃度增大抑制作用增強(qiáng)，當(dāng)濃度高達(dá)0.08g/mL時(shí)，已經(jīng)出芽的油菜種子子葉未見展開，青菜種子子葉展開率則降到了10.9%，抑制率則高達(dá)負(fù)的86.1%說明此時(shí)種子子葉展開受到嚴(yán)重的抑制。如表1-3所示：表1-3 滇重樓種子外種皮水提液對(duì)兩種種子子葉展開的影響水提物濃度（g/mL） 油菜子葉青菜子葉展開率（%）IR值（%）展開率（%）IR值（%）0.00（CK）98.490

23、.10.0270.1-28.858.6-41.40.0468.5-31.448.4-51.60.0629.5-70.438.9-61.10.080-10010.9-86.1對(duì)這3個(gè)表進(jìn)行總體分析，可知滇重樓種子外種皮水提液各濃度下的IR值均為負(fù)值，說明化感作用表現(xiàn)為對(duì)油菜和青菜種子萌發(fā)及生長具有明顯的抑制；油菜種子萌發(fā)及幼苗生長受到的抑制作用較青菜的明顯，說明油菜種子對(duì)滇重樓種子外種皮水提液較敏感。3.2結(jié)論與分析 通過實(shí)驗(yàn)可知，滇重樓種子外種皮水提液對(duì)青菜、油菜的化感作用表現(xiàn)出明顯的抑制作用，具體表現(xiàn)為：抑制種子萌發(fā)、抑制胚根生長、抑制子葉展開，且抑制作用隨著水提液濃度的增加逐漸增強(qiáng)。此外在

24、實(shí)驗(yàn)過程中還發(fā)現(xiàn)，對(duì)照組的幼苗直立生長，實(shí)驗(yàn)組幼苗彎曲貼近濾紙生長，說明滇重樓水提液對(duì)幼苗莖干的生長也有一定的抑制，且隨著濃度的增大胚根的根尖呈現(xiàn)黑色并逐漸腐爛。原因可能是滇重樓中含有某種抑制油菜和青菜種子萌發(fā)及生長的化感物質(zhì)存在。種子的胚根首先表現(xiàn)為受到抑制是因?yàn)榉N子萌發(fā)是最先長出胚根，隨著化感物質(zhì)被吸收進(jìn)入植物體，接著使得幼苗莖干和子葉展開受到一定的抑制。在整個(gè)幼苗的生長過程中化感物質(zhì)對(duì)胚根的作用時(shí)間最長，其次是幼苗莖干和子葉，因此幼苗在水提液中長時(shí)間的生長會(huì)影響幼苗的整體生長情況甚至造成胚根腐爛幼苗的生長停滯。通過本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果可知，滇重樓種子外種皮含有抑制油菜和青菜種子萌發(fā)和幼苗生長的物

25、質(zhì)，這與王躍等的研究結(jié)果相似。至于(zhy)這種抑制物質(zhì)的具體化學(xué)成分以及其它用途還有待進(jìn)一步的探討和研究。植物間的化感作用廣泛地存在于自然界中，其化感物質(zhì)的作用也越來越受到人們的親睞。已有研究發(fā)現(xiàn)，利用(lyng)植物的化感物質(zhì)不僅可以防控植物的病蟲草害，而且還能制約外來物種的入侵，甚至在化妝品的研發(fā)中也使用也使用到了化感物質(zhì)。由此可見，化感物質(zhì)具有廣泛的用途和極大的研究空間，這還有待于人們不斷的探索和拓展。參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1RICE E L.AllelopathyM.New York:Academic Press,1974:166-179.2Minorsky P.V.Different r

26、oles for Catechin enantiomers secreted into rhizosphere.Plant Physio1.2002.128(4):1163-1164.3孔垂華.植物化感作用研究中應(yīng)注意(zh y)的問題J.應(yīng)用(yngyng)生態(tài)學(xué)報(bào),1998(9):332-336.4閻飛,楊振明,韓麗梅.植物(zhw)化感作用(Allelopathy)及其作用物的研究方法J.生態(tài)學(xué)報(bào),2000,20(4):692-696. 5Miller DA.1996.Allelopathy in forage crop systems.A gronJ.88:854-859.6Li Y-W(李玉文).1999.The situation and developm ent of chemicalecology.J Northeast For Univ ( 東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)),27(1):56-59( in Chinese).7李嶺,華智銳.藥用植物化感作用研究進(jìn)展J.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2009