苦苣菜茎叶水浸液对生菜和白菜种子萌发及幼苗生长的影响

巩磊，赵超，李真真，雷鸣，李梅兰，许小勇*

(1. 山西农业大学 园艺学院，山西 太谷 030801； 2.西北农林科技大学 生命科学学院，陕西 杨陵 712100)



苦苣菜茎叶水浸液对生菜和白菜种子萌发及幼苗生长的影响

巩磊1，赵超1，李真真1，雷鸣2，李梅兰1，许小勇1*

(1. 山西农业大学 园艺学院，山西 太谷 030801； 2.西北农林科技大学 生命科学学院，陕西 杨陵 712100)

摘要：以苦苣菜为研究对象，采用生物测定法，揭示苦苣菜茎叶水浸液对生菜和白菜的种子萌发及幼苗生长的影响。结果表明，不同浓度水浸液对两种受体种子的萌发均具有显著性抑制效应，抑制效果随着处理浓度的增加而增加，表现出发芽率和发芽指数的下降；高浓度的水浸液处理抑制幼苗根系的伸长、根重增加，而较低浓度的水浸液处理促进幼苗根系伸长、根重增加；不同的受体对不同的浓度的苦苣茎叶水浸液反应不同，生菜仅在1/16的处理浓度下根长和根重才表现出促进效应；而白菜在1/4的处理浓度下根重就表现出促进效应。研究结果表明,苦苣茎叶水浸液对生菜和白菜种子萌发及幼苗生长具有化感作用。

关键词：苦苣菜；水浸液；种子萌发；幼苗生长；化感效应

近年来，植物与植物的互作是生态学研究领域的热点，植物可通过代谢作用影响环境中其它植物的活动,其主要是通过挥发、淋溶、分泌以及残株腐解等途径释放一些化感物质影响周围环境中植物的生长和发育[1~4]。植物的这种相克相生现象普遍存在于地球生态系统中，对从事农业生产活动时合理安排农业种植制度、控制农田杂草、防治作物病虫害以及减轻连作障碍等方面都具有重要的作用[5]。因此，加强互作植物的挖掘及其互作机制的研究具有重要的理论研究意义和实际应用价值。

苦苣菜(SonchusoleraceusL.)是菊科苦苣菜属1~2年生草本植物，苦苣菜富含黄酮类化合物[6]，可对实验性肝损伤起到显著的保护，民间常用来治疗黄疸性肝炎[7]。Hata 等还发现苦苣菜的乙醇浸提物对小鼠黑素瘤细胞具有明显的诱导分化作用，其中的活性成分可能是羽扇豆醇[8]。除了药用价值外，苦苣菜又是营养丰富的野菜，而且资源丰富。近年来,苦苣菜这一资源已受到广泛的重视，被制成消暑保健食品、罐头等，具有广泛的发展前景[9]。苦苣菜具有适应性广，抗逆性强，具有抗寒、耐旱、耐强光、耐盐碱、耐贫瘠等特性，生命力顽强，恶劣的环境也能正常生长。但是，苦苣菜的旺盛生长态势影响到其他作物的生长，本研究拟通过苦苣菜茎叶水浸液对生菜和白菜种子萌发及幼苗生长的影响，探讨苦苣菜与其它蔬菜间的化感作用，以便为蔬菜的茬口安排提供理论依据。

1材料和方法

1.1　试验材料

试验样品新鲜的苦苣菜茎叶采自山西农业大学园艺试验站，于2014年7月收集，立即带回实验室冲洗干净，于105 ℃的烘箱中灭杀青15 min，继而保持在70～80 ℃烘干至恒重；最后用粉碎机粉碎后备用。

受体生菜和白菜种子购于太谷县种子市场，品种分别为美国大速生菜和晋白二号白菜。

1.2　试验方法

1.2.1苦苣菜茎叶水浸液的制备

称取粉碎后的苦苣菜茎叶样品，按每10 g加入100 mL蒸馏水的比例浸泡48 h，再用三层纱布过滤后的水浸液作为原液，放于冰箱4 ℃待用。

使用时用蒸馏水将水浸液分别稀释至原液的1/16，1/8，1/4，1/2，1倍等5个浓度，以清水做对照(CK)。

1.2.2发芽试验

取7 mL苦苣茎叶水浸液，分别加入铺有2层滤纸的培养皿中，以蒸馏水为对照。滤纸上播种供试的受体植物种子，每皿30粒。选择均匀饱满的种子，播种前用有效浓度5%次氯酸钠溶液消毒8 min，无菌水冲洗3次，于20~22 ℃、光照强度200 μmol·s-1·m-2条件下培养，每两天补充水浸液或蒸馏水2 mL，每天同一时间统计受体种子发芽数。种子发芽的标准是胚根突破种皮1~2 mm[10]，3天后计算发芽率、发芽指数，10天后测量根长和根鲜重等。试验各处理重复3次。

发芽率/% = (发芽终期全部正常发芽的种子数/供试种子数)×100%

发芽指数GI = ∑Gt/Dt(Gt为第3天的发芽数，Dt为相应的发芽天数)

2结果与分析

2.1　苦苣菜茎叶水浸液对生菜种子萌发及幼苗生长的影响

2.1.1苦苣菜茎叶水浸液对生菜种子萌发的影响

由表1可见，高浓度的水浸液处理显著抑制了生菜种子的萌发，发芽率和发芽指数等均为最低值。随着处理浓度的降低，生菜种子发芽率呈现显著上升趋势。当处理浓度稀释至原来的1/4乃至更低时各处理间生菜种子发芽率差异显著性基本消失，且与清水对照的发芽率没有显著性差异。不同浓度的水浸液处理对生菜种子的发芽指数的影响存在显著性差异，且随着处理浓度的下降，发芽指数逐步递增，与清水对照的数值差异越来越小，但是始终低于对照。以上结果表明，苦苣菜茎叶水浸液对生菜种子的萌发具有一定的抑制效应，显著降低了生菜种子萌发的发芽率和发芽指数。

2.1.2苦苣菜茎叶水浸液对生菜幼苗生长的影响

由表1和图1可见，除原液外，各处理浓度的生菜幼苗的生长表现出显著性差异。当处理浓度为原液的1/2时，抑制效果最明显，平均根长和根重分别为3.68 cm和0.004 5 g；随着水浸液浓度的稀释降低，各处理对生菜幼苗根长和根重的抑制效应显著下降；在水浸液浓度稀释至原液的1/8之前，对生菜的幼苗生长均表现出抑制效应，根长和根重均显著低于清水对照的8.00 cm及0.082 g；但当处理浓度降低至原液的1/16时，水浸液对生菜幼苗生长表现出促进效应，根长和根重显著大于对照。以上结果表明苦苣菜茎叶水浸液对生菜幼苗生长表现出高浓度抑制低浓度促进的化感效应。

2.2　苦苣菜茎叶水浸液对白菜种子萌发及幼苗生长的影响

2.2.1苦苣菜茎叶水浸液对白菜种子萌发的影响

由表2可见，不同浓度的水浸液处理严重影响着白菜种子的萌发，各处理间均呈现着显著性差异。高浓度的水浸液原液处理严重抑制着白菜种子的发芽率和发芽指数；随着处理浓度的降低，白菜种子发芽率也呈现逐渐提高趋势；在浓度稀释至原液的1/8之前各处理的白菜种子发芽率始终低于清水对照；而当处理浓度稀释至原来的1/16时，白菜种子发芽率与对照没有显著性差异，甚至还稍高。

表1　苦苣菜茎叶水浸液对生菜种子萌发及幼苗生长的影响

注：同一列中不同字母表示各处理间差异达0.05的显著水平；“-”表示数据未统计。表2同。

Note：Different capital letters show significant difference at the 0.05 leve. “-”means no statistical data.The same as in table 2.

表2　苦苣菜茎叶水浸液对白菜种子萌发及幼苗生长的影响

图1　苦苣菜茎叶水浸液对生菜种子幼苗生长的影响Fig.1　Effects of aqueous extracts from Sonchus eleraccus on seedling growth of Lettuce

不同浓度的水浸液处理对白菜种子的发芽指数的影响差异显著，且随着处理浓度的下降，发芽指数逐步递增，与清水对照的数值差异越来越小；与白菜发芽率相似，较低浓度的水浸液处理对发芽指数的影响越来越小，差异不显著。以上结果表明，苦苣菜茎叶水浸液对白菜种子的萌发具有一定的高抑低促抑制效应，尽管低浓度的水浸液处理不能显著提高白菜种子的发芽率和发芽指数。

2.2.2苦苣菜茎叶水浸液对白菜幼苗生长的影响

由表2和图2可见，除原液外，各处理浓度的白菜幼苗的生长表现出显著性差异。当处理浓度为原液的1/2时，抑制效果最明显，平均根长和根重分别为1.94 cm和0.006 g；随着水浸液浓度的稀释降低，各处理对白菜幼苗根长和根重的抑制效应显著下降；在水浸液浓度稀释至原液的1/8之前，对白菜的幼苗生长均表现出抑制效应，根长显著性低于清水对照的5.59 cm；但当处理浓度降低至原液的1/16时，水浸液对白菜幼苗根长生长的抑制效应消失，达到5.92 cm，稍长于清水对照，但不显著。除了水浸液浓度为原液的1/2时抑制根重之外，其余各低浓度处理的白菜幼苗根重均大于对照，且个处理间存在显著差异。以上结果表明苦苣菜茎叶水浸液对白菜幼苗生长表现出高浓度抑制的化感效应。

图2　苦苣菜茎叶水浸液对白菜种子幼苗生长的影响Fig.2　Effects of aqueous extracts from Sonchus oleraceus on seedling growth of Chinese cabbage

3讨论与结论

化感物质在植物细胞的生长调节中起着重要作用，能够明显地影响植物细胞的生长和分化[13]。化感物质可通过改变酶的合成功能、膜透性，抑制

细胞分裂或伸长，影响呼吸作用、酶的表达，改变激素活性等途径影响受体种子的萌发[4]。到目前为止，已经发现许多具有化感效应的植物[2，3,5,11,14，15]，也分离出一些化感物质[16，17],但是有关苦苣菜相关的化感效应研究仍未见报道。本研究通过生菜和白菜两种受体来探索苦苣菜茎叶水浸液的化感效应，结果表明：不同浓度水浸液对两种受体种子的萌发均具有显著性抑制效应，抑制效果随着处理浓度的增加而增加，表现出发芽率和发芽指数的下降；另一方面，水浸液对两种受体的幼苗生长具有显著性高抑低促效应，高浓度的水浸液处理抑制幼苗根系的伸长、根重增加，而较低浓度的水浸液处理促进幼苗根系伸长、根重增加。

植物对受体的化感效应表现在种子发芽率、苗高、根长、鲜重等多个方面，同一供体对不同受体的影响也不同。江贵波等[18]研究表明，不同浓度的韭菜水浸液处理对同一蔬菜幼苗的根长、鲜重的影响不同，同一浓度的韭菜水浸液对不同的蔬菜幼苗的生长影响也存在差异。吴会芹等[19]研究也表明，不同的作物秸秆对蔬菜种子的影响具有抑制、促进等多种表现形式。本试验结果表明不同的受体对不同的浓度的苦苣茎叶水浸液反应不同，生菜仅在1/16倍的处理浓度下根长和根重才表现出促进效应；而白菜在1/4倍的处理浓度下根重就表现出促进效应。以上结果反映出植物间互作的复杂性，在研究化感效应时应多考虑几个受体。

综上所述，研究发现苦苣菜茎叶水浸液对生菜和白菜种子萌发及幼苗生长存在化感效应，苦苣菜化感物质的分离鉴定有待于进一步研究。

参考文献

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(编辑：马荣博)

Effects of aqueous extracts fromSonchusoleraceuson seed germination and seedling growth of chinese cabbage and lettuce

Gong Lei1，Zhao Chao1，Li Zhenzhen1，Lei Ming2，Li Meilan1，Xu Xiaoyong1*

(1.CollegeofHorticulture,ShanxiAgriculturalUniversity，TaiguShanxi, 030801China； 2.CollegeofLifesciences,NorthwestA&FUniversity,YanglingShaanxi712100,China)

Abstract:The purpose of this study was to reveal the effects of aqueous extracts fromSonchusoleraceuson seed germination and seedling growth of Chinese cabbage and lettuce by Bioassay methods. The results showed that, different concentrations of aqueous extracts had significant inhibitory effects on germination of two kinds of seeds. As the increase of the concentration of aqueous extracts, the inhibitory effects were all enhanced, which showed decreased germination rate and germination index of seedling. Aqueous extract has significant effects on the growth of two kinds of receptors with inhibiting with high concentration and promoting with low concentration, aqueous extract treatment with higher concentration inhibited root elongation, but increased root weight, while the lower concentration of aqueous extract treatment promoted root elongation and increased root weight. Different receptors have the different reaction on the different concentrations of aqueous extracts. The lettuce just showed a promoting effect on root length and root weight with the concentration only in 1/16 times of the original solution; while the Chinese cabbage began to show the promoting effect on root weight with the concentration at 1/4 times of the original solution. These results suggested that the aqueous extracts fromSonchusoleraceushave effects on seed germination and seedling growth of Chinese cabbage and lettuce.

Key words:SonchusOleraceus; Water extracts; Seed germination; Seedling growth; Allelopathy

中图分类号：S603.2

文献标识码：A

文章编号：1671-8151(2016)01-0010-05

基金项目：国家重大科学仪器开发专项(2012YQ030261)；山西省科技农业攻关项目(20140311009-3)；山西农业大学育种基金项目(2013YZ06)

通讯作者：*许小勇，博士，讲师。Tel：18235413198；E-mail:18235413198@163.com

作者简介：巩磊(1982- )，女(汉)，山西太原人，硕士，助理实验师，研究方向：蔬菜栽培生理生态。

收稿日期：2015-08-31修回日期：2015-10-17