大花千金菊的草根活性成分測定

大花千金菊的草根活性成分測定

隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)條件的改善和高效優(yōu)質(zhì)農(nóng)業(yè)的發(fā)展，雜草在農(nóng)業(yè)中的作用越來越大。然而，大量使用合成化學(xué)劑也帶來了許多問題，如污染、抗雜草群落增加、抗雜草抗草等。結(jié)果表明，研究人員在自然界中找到高效、低毒、低殘留的雜草活性物質(zhì)并進(jìn)行開發(fā)利用是有價(jià)值的。其中,有關(guān)植物源除草活性物質(zhì)的研究非常活躍。而這一研究的基礎(chǔ)是植物間的“異株克生”即化感作用(allelopathy)。植物化感作用是指植物通過釋放化學(xué)物質(zhì)到環(huán)境中而對(duì)其他植物產(chǎn)生直接或間接的抑制或促進(jìn)作用。所釋放的化學(xué)物質(zhì)被稱為化感物質(zhì),是植物體在生命活動(dòng)中和殘?bào)w分解時(shí)產(chǎn)生的初級(jí)或次級(jí)代謝物,它們最重要的除草作用是抑制種子發(fā)芽,減緩或破壞植物的正常生長。為了尋找具有除草活性的植物及其活性器官,為進(jìn)一步開展除草活性化合物的提取、分離研究提供依據(jù),本研究利用瓊脂混粉法對(duì)尚未見報(bào)道的大花金雞菊(CoreopsisgrandifloraHogg.)不同組織的除草活性進(jìn)行了測定。該植物屬于菊科金雞菊屬,為多年生宿根草本植物,原產(chǎn)美洲,1936年作為觀賞植物引入我國。由于該草耐貧瘠,抗污染,繁殖力強(qiáng),因此在南方許多地區(qū)被作為水土保持植物而大量種植,目前在全國各地均有分布。但由于其競爭力強(qiáng),擴(kuò)散快,很容易形成單一群落,因而已經(jīng)對(duì)其所處生態(tài)系的生物多樣性構(gòu)成了威脅。研究大花金雞菊不同組織的除草活性將為進(jìn)一步開展植物源除草劑的研究和闡明其具有的生態(tài)效應(yīng)提供依據(jù)。1材料和方法1.1試驗(yàn)材料大花金雞菊(Coreopsisgrandiflora)植株采于青島農(nóng)業(yè)大學(xué)校園。1.2小麥屬genusstivum抗熱綠湖黑核西生菜特選種388(LactucasativaLinn.var.ramosaHort,蔡興利國際有限公司,美國);小麥(Triticumaestivum,煙農(nóng)24號(hào));反枝莧(AmaranthusretroflexusL.)、稗草(Echinochloacrusgalli(L.)Beauv)、苘麻(AbutilontheophrastiMedicusMalv.)。3種雜草的種子均采自青島農(nóng)業(yè)大學(xué)校內(nèi)。1.3測試方法本研究參照羅小勇提出的瓊脂混粉法進(jìn)行。1.3.1鐵篩粉末的制備將采集到的大花金雞菊材料按不同器官組織分開后置陰涼處干燥,而后用電動(dòng)萬能粉碎機(jī)(FW100型,轉(zhuǎn)速24000r·min-1,天津市泰斯特儀器有限公司)粉碎2min左右,取過40目鐵篩的粉末備用。1.3.2調(diào)整時(shí)間、洗滌劑次數(shù)將各指示植物種子浸入0.2%次氯酸鈉溶液中消毒15min后,洗滌并用流水浸泡2~6h(根據(jù)室內(nèi)溫度調(diào)整時(shí)間)吸水,而后用蒸餾水洗滌數(shù)次。在已消毒的帶蓋方盤內(nèi)鋪一層具有優(yōu)良吸水性能的廚房用紙后,將已吸水的植物種子擺放其上,而后滴加蒸餾水至紙張濕潤但種子不漂浮為止,上蓋后置于全智能人工氣候箱(HP1000GS-B型,武漢瑞華儀器設(shè)備有限責(zé)任公司)內(nèi)發(fā)芽,24~72h后胚根(或種子根)的長度將達(dá)到3~5mm。1.3.3植物總脂的制備稱取0.5g的瓊脂粉分別置于300mL三角瓶內(nèi)后加入蒸餾水使總體積達(dá)99mL,放入微波爐內(nèi)加熱至完全溶解后靜置,待冷卻至60℃左右時(shí)分別加入已稱好的植物粉末各1g混勻,配制成含有10g·L-1植物粉末的0.5%瓊脂溶液,然后分別均勻倒入3個(gè)25mL小燒杯內(nèi),冷凝。以未加植物材料的0.5%瓊脂凝膠為對(duì)照處理。1.3.4種子培養(yǎng)和貯藏用尖嘴鑷子在已冷凝的瓊脂表面插5個(gè)小口后,分別夾取胚根(種子根)長度基本一致的已發(fā)芽指示植物種子,將胚根(種子根)垂直由小口輕輕插入瓊脂基質(zhì)中。每燒杯5粒,重復(fù)3次。而后將所有燒杯用錫紙封口并置于已消毒的小紙箱內(nèi),放入人工氣候箱遮光培養(yǎng)3d。人工氣候箱的設(shè)置條件為:14h光照(25℃)和10h黑暗(20℃)的自動(dòng)循環(huán),箱內(nèi)的相對(duì)濕度為60%。1.3.5生長量的測定及分析方法培養(yǎng)3d后用電子游標(biāo)卡尺分別測量指示植物胚根(種子根)和胚軸(胚芽鞘)的長度,計(jì)算胚根(種子根)和胚軸(胚芽鞘)的實(shí)際生長量,應(yīng)用EXCEL軟件,以生長量為基數(shù),分別計(jì)算每種植物器官處理對(duì)指示植物胚根(種子根)和胚軸(胚芽鞘)生長的抑制率以及對(duì)樣本的誤差。同時(shí)應(yīng)用SPSS軟件以LSD法對(duì)獲得的抑制率進(jìn)行了差異顯著性分析。生長量=處理后的胚根(胚軸)長-處理前的胚根(胚軸)長抑制率/%=對(duì)照生長量?處理生長量對(duì)照生長量×100%/%=對(duì)照生長量-處理生長量對(duì)照生長量×100%誤差=標(biāo)準(zhǔn)偏差3√=標(biāo)準(zhǔn)偏差32結(jié)果與分析2.1根、莖、葉和器官對(duì)紫菜種子生長的抑制率由表1可見供試植物的4種器官在10g·L-1的粉末添加濃度下(下同)均對(duì)生菜幼苗的生長顯示了明顯的抑制作用,且對(duì)生菜胚根生長的抑制率均高達(dá)93%以上,各處理之間差異不顯著。根、莖和葉器官對(duì)生菜胚軸的生長也顯示了明顯的抑制作用,但抑制率略低于對(duì)胚根的抑制,分別達(dá)92.0%、87.8%和88.5%,而種子的抑制率相對(duì)較低,為68.7%。研究中還發(fā)現(xiàn)經(jīng)這些器官處理的生菜幼苗的胚根根尖大多已變褐枯死。2.2器官對(duì)胚軸的抑制率低,總體上缺乏生長,這也是制約胚軸生長的重要因素之一,主要表現(xiàn)為由表2可見大花金雞菊的不同器官對(duì)反枝莧幼苗的生長具有不同程度的抑制作用,且對(duì)胚根生長的抑制效果明顯高于對(duì)胚軸的抑制。其中,以花器官對(duì)反枝莧胚根生長的抑制效果最好,抑制率高達(dá)98.2%,胚根幾乎沒有生長;葉柄、種子、萼片、葉和根器官的抑制率相對(duì)較低,但也達(dá)80.0%以上,莖器官的抑制率最低,為75.7%。各器官中只有根對(duì)胚軸的生長顯示了較好的抑制效果,抑制率達(dá)62.4%,其余器官則較低。(n=3)inthetable.Differentlowercasesandcapitalsinarowmeansignificantdifferencesat0.05and0.01level,respectively.Thesamebelow.2.3反枝莧胚軸的抑制效果由表3可見大花金雞菊的不同器官對(duì)苘麻幼苗的生長均具有明顯的抑制作用,且對(duì)胚根的抑制效果高于對(duì)胚軸的抑制。其中,種子、葉柄、萼片和葉器官對(duì)反枝莧胚根的抑制率都均高達(dá)90%以上,而莖和根器官的抑制作用則分別只有78.5%和66.6%。各器官對(duì)反枝莧胚軸生長的抑制效果差異不大,抑制率在49.8%~66.1%之間。2.4對(duì)種子根生長和種子根生長的影響表4所示為大花金雞菊不同器官對(duì)稗草幼苗生長的影響?？梢娖洳煌鞴賹?duì)稗草幼苗的生長也具有比較明顯的抑制作用,且對(duì)種子根生長的影響明顯高于對(duì)胚芽鞘的抑制作用。其中,各器官對(duì)稗草種子根和胚芽鞘的抑制效果分別介于68.7%~80.8%和41.4%~58.4%之間,多數(shù)處理間差異不顯著。2.5種子抑制效果表5所示為大花金雞菊不同器官對(duì)小麥幼苗生長的影響?？梢娖洳煌鞴賹?duì)小麥幼苗的生長顯示了不同程度的抑制作用,各器官之間的抑制效果差異明顯。其中,對(duì)種子根的抑制效果最高的是葉器官,其抑制率達(dá)75.7%,其次為花、根、葉柄、種子、萼片和莖,抑制率分別為65.9%、57.3%、50.6%、49.9%、38.8%和32.1%;各器官對(duì)小麥胚芽鞘生長的抑制效果明顯低于對(duì)種子根的抑制效果,抑制率在11.0%~37.3%之間,所表現(xiàn)出的抑制效果大小趨勢(shì)與對(duì)種子根的抑制基本相同。3對(duì)其他受體植物的抑制效果上述研究表明,大花金雞菊的不同器官粉末在10g·L-1的添加濃度下對(duì)各受體植物幼苗的生長均具有抑制作用,且對(duì)不同的受體植物抑制程度不同。其中,對(duì)生菜、反枝莧和苘麻3種雙子葉植物所表現(xiàn)出的抑制效果要高于對(duì)小麥和稗草2種單子葉植物的抑制效果