香草醛和肉桂酸在茄子种内的化感作用差异*

李夏　周宝利（辽宁省阜新市农业技术推广站3000；沈阳农业大学）

香草醛和肉桂酸在茄子种内的化感作用差异*

李夏1周宝利2**
（1辽宁省阜新市农业技术推广站123000；2沈阳农业大学）

化感作用是通过植物分泌到环境中的一些植物次生代谢物即化感物质（ALLeLochemicaLs）来实现的。植物的化感作用包括自毒作用和他感作用，对自身及种内其它植物产生危害即是1种自毒作用。许多研究已表明，自毒作用是产生连作障碍的重要原因之一。已初步证实，茄子根系分泌物的释放与积累是引发自毒作用、加重土传病害、导致土壤变化的根本原因。王茹华等人已研究证实，高浓度香草醛和肉桂酸具有抑制茄子种子萌发、促进茄子黄萎菌孢子萌发的化感效应。

本试验运用模拟方法，用外源酚酸处理，探讨这两种化感物质在茄子种内的化感作用差异及作用原理，为深入研究自毒作用与连作障碍的关系和原理及生产上的品种选择提供科学依据。

1　材料与方法

1.1供试茄子品种和酚酸溶液的配制

供试茄子（SoLanum meLongena）品种为西安绿茄和辽茄。茄子自毒物质香草醛和肉桂酸为外源酚酸，均为国产分析纯，二者配制浓度为0、0.1mmoL/L、0.5mmoL/L、1mmoL/L、4mmoL/L。肉桂酸先用少量乙醇溶解，再加入蒸馏水，调节各溶液乙醇含量达1.5%。香草醛易溶于水，可直接用蒸馏水配制，但为了消除试验误差，也使各浓度溶液中乙醇含量达到1.5%。

1.2生物测定

1.2.1室内培养采用滤纸培养皿法，在铺有两张φ9.0cm定性滤纸的培养皿中，放入经10%H2O2消毒处理、浸种膨胀均匀一致的茄子种子各50粒，加入5mL香草醛或肉桂酸溶液。放入多功能气候培养箱中培养，以30℃-16h，18℃-8h变温管理，每天补充适量水分以保持滤纸湿度。

1.2.2计算方法培养至种子发芽后，连续7d记录发芽数，计算总发芽率。为解释化感物质对种子的延缓作用，用发芽速度指数I来定量。I的计算公式: I=2×（7×X1+6×X2+5×X3+4×X4+3×X5+2×X6+1×X7），X是指每隔24h发芽的种子数，X1为24h记录的发芽数，X2为48h记录的发芽数，依此类推。各处理均设3次重复。

1.3田间试验

1.3.1试材的培养试验于2012年在沈阳农业大学蔬菜基地10号日光温室内进行。3月5日分别播种西安绿茄和辽茄，播种前先进行消毒和催芽处理，以获得整齐一致的幼苗。当幼苗长至4～5片真叶时移至内径为15cm的黑色塑料钵中进行盆栽，每盆1株，盆栽基质为草炭∶蛭石∶珍珠岩=1∶1∶1。缓苗1周后，选择生长较一致的幼苗，盆栽株距40cm、行距60cm。试验共9个处理，5次重复，随机排列。在植株根际约10cm范围内均匀施加150mL不同浓度的酚酸溶液，每隔5d施加1次，培养1个月后测定各项指标。

1.3.2生理指标的测定（1）根系活力的测定：根系活力采用氯化三苯基四氮唑（TTC）法测定，取根鲜样，约0.5cm长的根尖0.5g，放入小三角瓶中，加入药品，置于37℃黑暗条件下保温1～2h，根系活力以单位时间内单位根重的TTC还原量计算。（2）叶绿素含量的测定：取鲜叶0.2g左右，剪碎放人装有10mL浸提液（80%丙酮和无水乙醇等量混合）的试管中，加塞置于暗处室温下浸提24h，待叶片变白后在440nm、663nm、645nm下测光密度，然后计算叶绿素的含量。

2　结果与分析

2.1香草醛和肉桂酸对茄子种子萌发的影响

2.1.1香草醛和肉桂酸对茄子种子发芽率的影响由图1可知，香草醛对西安绿茄和辽茄的种子发芽具有相似的化感作用，都表现为低浓度促进、高浓度抑制。香草醛浓度为4mmoL/L时，与对照相比西安绿茄的受抑制程度为38.10%，辽茄的受抑制程度为22.86%。肉桂酸在浓度为0.1mmoL/L时，对西安绿和辽茄的种子发芽都表现为促进作用，随着浓度的升高，对西安绿茄表现为抑制作用，浓度越大，抑制作用越强。而辽茄依然表现为促进作用，但随着浓度升高，促进作用逐渐减弱。

图1　不同浓度香草醛和肉桂酸对茄子种子发芽率的影响

2.1.2香草醛和肉桂酸对茄子种子发芽速度指数的影响由图2可知，香草醛在0～0.5mmoL/L浓度范围内时，西安绿茄与辽茄的发芽速度指数都在升高；0.5～4mmoL/L浓度范围内时，发芽速度指数逐渐下降，变化规律与香草醛对发芽率的影响相同。肉桂酸在0～0.1mmoL/L浓度范围内时，两种茄子的发芽速度指数呈上升趋势，随后逐渐下降；浓度为4mmoL/L时，与对照相比，辽茄受抑制程度为24.4%，西安绿茄的受抑制程度达到37.85%。

图2　不同浓度香草醛和肉桂酸对茄子种子发芽速度的影响

2.2香草醛和肉桂酸对茄子生理指标的影响

2.2.1香草醛和肉桂酸对茄子根系活性的影响

由图3可知，西安绿茄在香草醛0～0.1 mmoL/L浓度范围内时根系活力升高，随后随着浓度增大，根系活力不断下降，但差异不显著。辽茄在香草醛试验各浓度下根系活力都小于对照，且随浓度增大根系活力不断下降，但下降趋势较缓和。肉桂酸各浓度处理下，西安绿茄与辽茄根系活力都呈不断下降趋势，西安绿茄较辽茄的受抑制程度更大，与对照相比，各浓度均达显著水平，最大浓度时受抑制程度为31.33%。

图3　不同浓度香草醛和肉桂酸对茄子根系活力的影响

2.2.2香草醛和肉桂酸对茄子叶绿素含量的影响叶片叶绿素在光合作用中起到十分关键的作用。由图4可知，香草醛在0～0.1 mmoL/L浓度范围内时，西安绿茄与辽茄的叶绿素含量都有增加，0.1 mmoL/L后一直呈下降趋势，西安绿茄较辽茄变化趋势更明显，辽茄各浓度下都没有达到显著水平。西安绿茄以肉桂酸浓度0.5 mmoL/L为临界点，叶绿素含量逐渐升高、下降趋势，但差异较小。肉桂酸在0.1 mmoL/L浓度时，辽茄叶绿素含量最高，其它浓度下叶绿素含量有所下降，但都高于对照，且差异不显著。

3　结论

香草醛和肉桂酸对西安绿茄和辽茄的种子萌发，具有低浓度促进高浓度抑制的化感作用。香草醛和肉桂酸高浓度时，西安绿茄与辽茄生长发育受阻，其相关生理指标表现出受抑制的变化，西安绿茄的受抑制程度强于辽茄，肉桂酸相对香草醛作用强度更大。酚酸进入土壤后经过滞留（retention）、转化（transformation）和转移（transport）3个基本过程的变化，还会受到环境和微生物等多方面的作用。因此，具体的作用机制是1个动态的复杂过程，还有待做进一步研究。

［1］王茹华，周宝利，张启发，等.茄子根系分泌物中香草醛和肉桂酸对黄萎菌的化感效应[J].生态学报，2006，26（9）:3152～3155.

［2］王广印，周秀梅，谢玉会.辣椒植株水浸液对辣椒种子萌发的自毒作用[J].上海交通大学学报（农业科学版），2008，26（5）:407～410.

［3］陈绍莉，周宝利，王茹华，等.嫁接对茄子根系分泌物中肉桂酸和香草醛的调节效应[J].应用生态学报，2008，19（11）:2394～2399.

［4］邓麟，曹金锁，王秦虎，常伟平.植物化感作用研究进展[J].陕西农业科学，2007，（4）:81～84.

［5］冯志红，闫立英.连作栽培中自毒物质对黄瓜种子萌发和幼苗生长的影响[J].种子，2005，24（6）:41～44.

［6］吕卫光，张春兰，袁飞，等.化感物质抑制连作黄瓜生长的作用机理[J].中国农业科学，2002，35（1）:106～109.

［7］侯永侠，周宝利，吴晓玲，等.辣椒根系分泌物化感作用的研究[J].沈阳农业大学学报，2007，38（4）:504～507.

［8］邓明华，文锦芬.辣椒植株水浸提液对生菜和大白菜化感作用的初步研究[J].云南农业大学学报，2007，22（3）:452～455.

·食用菌·

国家自然科学基金，国家科技支撑计划重点项目，辽宁省教育厅高等学校创新团队资助项目。

**通迅作者：周宝利。