马缨丹对莴苣种子萌发和幼苗生长的影响

余细红 向亚林

摘要[目的]了解马缨丹的入侵机制和对植物生长的影响以及需光种子的萌发特性。[方法]通过室内种子萌发法研究了马缨丹叶片乙醇提取物对需光种子莴苣在光暗不同条件下的萌发和幼苗生长的影响。[结果]在光照条件下，马缨丹乙醇提取物对莴苣种子的发芽率、发芽势、萌发指数以及根长有明显的抑制作用，其化感作用具有浓度效应，但对芽的生长无影响。在暗处理时，低浓度（小于250 μg/ml）的马缨丹乙醇提取物能提高莴苣种子的发芽率、发芽势、萌发指数以及促进幼苗根和芽的生长，说明低浓度的马缨丹乙醇提取物在黑暗中能对需光种子莴苣的萌发起到一定的补偿作用。[结论]为阐明外来植物入侵的化学机制提供了理论依据。

关键词马缨丹；乙醇提取物；化感作用；萌发；幼苗生长

中图分类号S451文献标识码A文章编号0517-6611（2014）23-07806-02

作者简介余细红（1980- ），女，湖北黄冈人，讲师，硕士，从事植物生理生化和生态学的教学与研究。

收稿日期20140704马缨丹被视为世界10种最有害的入侵植物之一[1]，因其繁殖、适应能力强，侵占了大面积的牧场和耕地。研究表明，化感作用是外来植物成功入侵的重要机制之一，它通过根系分泌、茎叶淋溶、植株挥发以及凋落物分解等释放出各种化感物质，抑制邻近土著植物的种子萌发和生长发育，从而使自身获得更大的竞争优势，在新生境中顺利实现定殖和扩散[2-4]。到目前為止，在马缨丹防治方面所取得的进展相当有限[5]，但如果对其充分正确地利用，“以害治害，变害为用”，将在经济和生态等方面带来巨大利益。为了深入了解马缨丹的入侵机制和对植物生长的影响以及需光种子的萌发特性，笔者通过室内种子萌发法研究了马缨丹乙醇提取物对莴苣种子在光暗条件下萌发和幼苗生长的影响，旨在为阐明外来植物入侵的化学机制提供理论依据。

1材料与方法

1.1材料马缨丹：在揭阳职业技术学院校园内选择处于自然状态、生长良好的马缨丹群落，采集群落内新鲜、无病虫害的马缨丹植株的叶片，带回实验室后先用水冲洗、晾干剪碎，备用。莴苣：选取经充分混合、粒圆饱满的莴苣种子，用10%次氯酸钠液消毒10 min后，蒸馏水漂洗3次，晾干备用。

1.2方法

1.2.1马缨丹乙醇提取物的制备。用纱布包好马缨丹碎叶后装入提取器中，加入干粉重4倍量的乙醇溶液进行浸提，每48 h浸提一次，反复浸提3次，合并3次滤液，再用旋转蒸发仪将浸提液进行浓缩获得马缨丹叶提取物（浸膏），置于4 ℃冰箱保存备用。试验时，取马缨丹叶片的浸膏用蒸馏水稀释配制250、500、1 000、2 000 μg/ml 4个浓度的浸提液。

1.2.2试验方法。采用室内种子萌发法。试验采用2因素（光照、黑暗）4个水平（质量浓度250、500、1 000、2 000 μg/ml浸提液）正交试验，共设置8个处理，每处理3次重复，分别以蒸馏水为对照。选用直径9 cm的培养皿，内铺2层滤纸，80 ℃烘4 h，冷却至室温，然后在每个培养皿中放入20粒已消毒的莴苣种子，加入5 ml上述4种不同浓度的叶片浸提液，以种子被浸泡一半为度，分别置于暗室和光照培养箱中进行萌发试验。

1.2.3数据统计。每隔12 h统计发芽的种子数，持续进行48 h后，测定所有萌发幼苗的根长、苗长并称幼苗的鲜重。发芽势：在发芽试验规定期限的最初24 h，种子发芽数占供试种子数的百分比。发芽率：萌发试验结束后发芽种子数占全部种子总数的百分比。萌发指数（GI）：GI=∑Gt/Dt （Gt为在t日的发芽数，Dt为发芽天数）。幼芽、幼根长度：种子萌发试验结束后测定培养皿内每根幼苗的芽长和根长，取平均值。

2结果与分析

2.1马缨丹乙醇提取物对莴苣种子发芽的影响由可知，马缨丹乙醇提取物浸种会影响莴苣种子在不同条件（光照和黑暗）下的发芽率、发芽势、发芽指数。

在光照条件下，在低浓度（250 μg/ml）处理时，其发芽率、发芽势以及萌发指数与对照处理相比差异不显著。当浓度上升至1 000 μg/ml 时，加剧了对种子萌发的抑制作用，与对照相比，发芽率、发芽势以及萌发指数分别降低了53.7个百分比、33.3个百分比、13.3，说明马缨丹乙醇提取物含有抑制需光种子莴苣萌发的化感物质，且随着提取物浓度的提高，其抑制作用不断增强。

在黑暗条件下，莴苣种子的发芽率较低，只有22.0%，但250 μg/ml马缨丹乙醇提取物处理时，其发芽率达到40.0%，当马缨丹乙醇提取物浓度提高到1 000 μg/ml时，莴苣种子的发芽率开始下降。马缨丹乙醇提取物对莴苣种子的发芽势、萌发指数的影响其变化趋势与发芽率较一致，在浓度为250 μg/ml时，其发芽势、萌发指数比对照分别增加了10.0个百分比和3.5。说明需光种子莴苣在缺乏光照的条件下，低浓度的马缨丹提取物能促进种子的萌发，也具有低促高抑的趋势。

2.2马缨丹乙醇提取物对莴苣种子幼苗生长的影响

2.2.1马缨丹乙醇提取物对莴苣幼根生长的影响。在光照条件下，马缨丹乙醇提取物对莴苣幼根的生长产生明显的化感作用，随着提取物浓度的增加，幼根生长的长度不断减少。250 μg/ml的低浓度提取物就明显抑制了莴苣根的生长，根长只有8.52 mm，比对照减少35%，且随着浓度的升高，抑制作用增强。而在黑暗条件下，250 μg/ml的马缨丹乙醇提取物能促进根的生长，比对照增加0.81 mm，但随着浓度的升高，表现出较强的抑制作用。

马缨丹乙醇提取物对莴苣幼根生长的影响2.2.2马缨丹乙醇提取物对莴苣幼芽生长的影响。在光照条件下，与根的反应不同，马缨丹乙醇提取物对莴苣幼芽的生长的影响不明显，在浓度为250 μg/ml时芽长为6.89 mm，略高于对照处理（5.85 mm），随着浓度的升高，芽的长度略有减少，但差异不明显，当浓度达到2 000 μg/ml时，芽的长度为4.88 mm。在黑暗条件下，马缨丹乙醇提取物对莴苣幼芽的生长的影响总体上的变化趋势与幼根生长的情况类似，在浓度为250 μg/ml时促进芽的生长。

马缨丹乙醇提取物对莴苣幼芽生长的影响3讨论

试验结果表明，马缨丹乙醇提取物在光照条件下对莴苣种子的萌发和生长存在一定的化感作用。与对照相比，种子的发芽率、发芽势、萌发指数以及根长都有大幅度降低，并随着提取物浓度的上升化感作用不断加强。众多研究表明[4，6-9]，植物化感作用具有浓度效应，即化感作用强度随化感物质浓度的增加而增加，该研究结果也证实这点。但该试验结果也表明马缨丹乙醇提取物对幼芽的生长无影响，说明不同器官对化感物质的敏感性不同，这与[7-8，10 ]的結果不一致，说明对马缨丹的化感作用敏感程度存在物种差异性和组织差异性，其确切原因尚不清楚。该试验所用的提取物仅仅是马缨丹叶片的乙醇提取物，马缨丹化感物质的有效物质成分、释放途径、有效作用浓度阈值等还缺乏相应的研究报道，有待于进一步试验研究。

试验结果还显示暗处理时，浓度为250 μg/ml的马缨丹乙醇提取物能提高莴苣种子的发芽率、发芽势、萌发指数以及促进幼苗生长，但高于该浓度则作用相反，说明低浓度的马缨丹乙醇提取物在黑暗中能对需光种子莴苣的萌发起到一定的补偿作用。种子根据萌发过程对光的需要分为需光性、忌光性和光中性3类，已测知至少有930种植物种子的发芽与光有关，其中672种在光照条件下可促进发芽[11]，基于光能促进或抑制种子能发芽的现象，一些学者证实种子感光性主要受光敏色素的调控。在缺光条件下，若对需光种子增加外源赤霉素，能够代替部分的需光性，促进萌发[12-13]。在调控种子萌发上，光敏色素与植物激素具有类似的作用。由此推测马缨丹乙醇提取物在黑暗中促进莴苣种子萌发有2种可能，一种可能是提取物促进激素的合成，进而调控种子萌发，另一种则可能是提取物诱导了光敏色素的合成。究竟是哪种可能以及提取物中的哪种成分在起作用均有待于开展进一步试验，以期为转光剂产品[14]的研制提供新原料。

参考文献

[1] HOLM L，PANCHO J V，HERBERGER J P，et al.A geographical Atlas of Weeds[M].New York：John Wiley，1979.

[2] 吴锦容，彭少麟.化感——外来入侵植物的“Novel Weapons”[J].生态学报，2005，25（11）：3093-3097.