子叶损伤对苦豆子幼苗早期生长的影响

刘影，赵玉*，崔东，冷家明，董芳慧

(1.伊犁师范学院生物与地理科学学院，新疆 伊宁 835000；2.新疆自治区普通高校天然产物化学与应用重点实验室，新疆 伊宁 835000；3.伊犁师范学院化学与环境科学学院，新疆 伊宁 835000；4.江苏衡谱分析检测技术有限公司，江苏 南京 210007)

子叶损伤对苦豆子幼苗早期生长的影响

刘影1，2，赵玉1，2*，崔东1，冷家明3，董芳慧4

(1.伊犁师范学院生物与地理科学学院，新疆 伊宁 835000；2.新疆自治区普通高校天然产物化学与应用重点实验室，新疆 伊宁 835000；3.伊犁师范学院化学与环境科学学院，新疆 伊宁 835000；4.江苏衡谱分析检测技术有限公司，江苏 南京 210007)

为探讨子叶损伤对新疆伊犁河谷常见的本土恶性入侵植物苦豆子幼苗早期生长发育的影响，在实验室人工气候箱盆播条件下，研究了不同程度子叶切除处理(切除0.5、2×0.5、1、1.5和2片子叶，以不切除子叶为对照)对苦豆子幼苗早期生长的影响。结果表明，子叶切除的程度对幼苗的死亡率、株高和叶面积均影响显著；高强度处理下，幼苗的主根长与对照及低强度处理组间无显著差异，而侧根数和侧根长则均显著低于对照组及低强度处理组。即使是低强度的子叶切除，苦豆子幼苗的茎、叶生物量以及幼苗的总生物量均会受到不同程度的抑制，而根生物量和根冠比受影响较小；子叶切除对幼苗各构件的生物量分配的影响表现为：茎的生物量分配不受影响，根的显著提高，而叶则受到不同程度的抑制。结果表明，子叶损伤是苦豆子幼苗建成的瓶颈。

苦豆子；幼苗；子叶损伤；生长

幼苗阶段是种子植物生长最脆弱、易受外界环境影响的敏感阶段，这主要缘于幼苗建成阶段幼苗所积累的资源受限, 缺乏相应的物理防御结构或措施, 极易遭受动物取食, 常见的如幼苗被去头和子叶被取食等[1-2]，极易导致种群更新受限甚至失败。作为种子植物胚的组成部分之一的子叶，是植物发育时的第一片叶或第一对或第一轮叶中的一个，在种子萌发时以及幼苗在长出真叶能够自养后的一段时间内，子叶在生理上仍起提供能量和营养的作用，甚至充当苗期的光合作用器官。无论幼苗萌发和定居的环境是否优越，动物取食或人为去除植物的子叶都将对幼苗的存活和生长产生不利影响[3-8]。同时，高强度的子叶去除对幼苗茎秆与根长的生长、各生长构件的干物质积累以及内含物的含量等均有较大影响[9-11]，甚至降低植物幼苗在第2个生长季节的繁殖能力和干物质积累[12-13]。因此，开展子叶损伤或丢失的相关研究，对于植物的种群更新、群落演替以及农业生产等均具有重要的理论及现实意义。

苦豆子(Sophoraalopecuroides)属豆科槐属中旱生、轻度耐盐碱的多年生草本植物，主要分布于我国西北沙漠地区、华北地区以及中亚一带[14-15]。由于苦豆子是干旱半干旱地区一种典型的无性系植物，通过无性繁殖可以有效地巩固局部传播和持久性，种子繁殖可以使物种传播到较远的距离[16]。在新疆的伊犁河谷地区，苦豆子在旱、湿和盐碱生境均广泛分布，河谷荒漠、农田、湿地和草原生态系统均可形成以苦豆子为优势种或主要伴生种的草本植物群落。近10年来，由于气候变化、人为活动等原因，苦豆子在伊犁河谷山地草原的生态入侵步伐不断加快，在多个县境的草原上出现了连片分布景象，单个单优群落面积可高达数十公顷[14]，且种群向该地区更高海拔生境入侵的趋势不断加剧，给当地的畜牧业生产、生物多样性和草原生态系统安全造成了严重威胁。

目前，对苦豆子生物生态学特性的研究大都集中在种子萌发生态学[16-19]、种间关系[20]等方面。有关苦豆子萌发直到幼苗初期生长时影响因素的研究主要集中在盐胁迫、干旱胁迫、土壤含水量、温度等环境因素上[21-22]，而有关苦豆子幼苗建成及其影响因素的研究还鲜有报道。在苦豆子的群落演替和种群扩张过程中，种子具有重要作用，由于具有较高程度的硬实现象，在土壤微生物和土壤水分等的联合作用下，部分种子可以在翌年春末至夏末萌发，子叶中丰富的营养物和光合产物可持续不断地供给幼苗的生长，甚至与第一片复叶共存一段时间，确保了子叶部分丢失后幼苗的存活和生长。由于放牧活动和昆虫采食是苦豆子苗期的主要扰动者，采食或其他方式导致的子叶丢失，其损失程度对幼苗建成究竟产生什么样的影响？因此，为了探明子叶损伤程度对苦豆子幼苗早期建成的影响，采用人工模拟手段切除子叶，研究幼苗死亡率、株高、叶面积、根长、侧根数、根冠比、各构件生物量及生物量分配的影响，以期为苦豆子这一无性系植物补充更多的资料，也为新疆草场和牧区苦豆子的合理防控等提供科学理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

供试种采集自伊犁哈萨克自治州察布查尔锡伯自治县境内。察布查尔县地处新疆西天山支脉乌孙山北麓，伊犁河以南(N 43°17′-43°57′，E 80°31′-81°43′)。县域属大陆性北温带温和干旱气候，四季分明，冬季漫长、冬春长、夏秋短，冬季寒冷，夏季炎热，年均气温7.9 ℃；全年有效光照时数达2846 h，无霜期177 d，积温3800 ℃，年平均降水量222 mm。县域内的山地草原、干旱荒漠、湿地和农田生态系统均有大面积的苦豆子分布。

1.2 方法

2015年4月上旬，选取圆润、饱满的苦豆子种子，采用机械破除的方法[19]，避开种阜部位在种皮上切割一小缺刻，室温下浸种24 h。盆播深度为1 cm，置于人工气候箱内培养(12 h光照，12 h黑暗，恒温25 ℃)。待子叶出土张开60°后进行子叶切除处理，分别为对照组(CK)和去除0.5片子叶(处理Ⅰ)、2×0.5片子叶(处理Ⅱ)、1片子叶(处理Ⅲ)、1.5片子叶(处理Ⅳ)和2片子叶(处理Ⅴ)的处理组，每个处理14个重复，共90盆，每盆10棵苗。以6 d为一个观察周期，每个周期统计一次幼苗的死亡情况和株高。经过两个月的培养，于2015年5月下旬收获各处理组的幼苗。用分析天平称量各处理组苦豆子幼苗的根、茎和叶的鲜重，并用直尺测量幼苗的主根长、株高、侧根长并计数侧根数，幼苗的叶面积用扫描仪(Canon LiDE 210)扫描后，用叶面积处理软件(植物叶片分析软件V 1.0)处理各处理组幼苗的叶面积。

1.3 统计分析

采用Excel 2003进行数据统计分析，不同处理间的差异显著性分析使用DPS (v7.05)中的单因子方差分析方法进行。

2 结果与分析

2.1 子叶切除对幼苗存活的影响

图1 子叶切除对苦豆子幼苗死亡率的影响 Fig.1 Mortality of S. alopecuroides seedlings under different treatment of cotyledon excision 不同小写字母表示不同处理间差异显著(P<0.05)，大写字母表示差异极显著(P<0.01)。下同。Different small letters indicate significantly different at the level of 0.05, and different capital letters indicate significantly different at the level of 0.01 between different treatment, the same below.

不同程度的子叶切除处理后，苦豆子幼苗的死亡率受到不同程度的影响，幼苗的死亡率与子叶切除的程度呈正相关，结果如图1所示。其中，CK、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ处理组幼苗的死亡率分别为0、7.00%、19.50%、16.00%、61.34%和86.95%。同时，处理Ⅰ与处理Ⅲ组间差异不显著(P>0.05)，两处理组与CK间也均无显著性差异(P>0.05)；Ⅱ、Ⅳ和Ⅴ处理组与CK间均存在显著性差异(P<0.05)，处理Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ间差异不显著(P>0.05)；CK、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处理间均不存在极显著差异(P>0.01)，Ⅳ与Ⅴ间存在极显著差异(P<0.01)，且两处理与对照及其他处理间也均存在极显著差异(P<0.01)。结果显示，幼苗的死亡率随子叶丢失程度的增加而显著增加。

2.2 子叶切除对幼苗生长的影响

切除苦豆子出土子叶对幼苗的株高即茎的伸长生长具有一定的抑制效应，且抑制效应随子叶去除程度呈正相关，各去除处理与对照间均存在极显著差异(P<0.01)，结果如表1所示。与对照相比，地下构件主根的伸长生长受子叶去除程度的影响并不显著，且各去除处理间也均不存在显著性差异(P>0.05)。随着子叶去除程度的增加，幼苗的侧根数基本呈下降趋势，且高强度去除(处理Ⅳ和Ⅴ)与对照及其他处理间均存在极显著(P<0.01)或显著差异(P<0.05)。同时，子叶损伤处理的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ幼苗侧根的累积长度均出现了不同程度的降低，且影响极显著(P<0.01)。作为光合作用主器官的叶片，各子叶损伤处理组的幼苗叶面积与对照间也均存在极显著的差异(P<0.01)。结果表明，除主根长外，即使是低强度的子叶切除也会抑制苦豆子幼苗的生长，且抑制效应与子叶的去除程度呈正相关关系。

2.3 子叶切除对幼苗生物量生长的影响

由表2可以看出，子叶切除对苦豆子幼苗鲜生物量的影响具有构件差异性。其中，根生物量及根冠比受子叶去除的影响较小，各去除处理与对照及各处理间均无显著差异(P>0.05)。幼苗茎的生物量受子叶去除的影响较为显著，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ处理与CK间均存在极显著差异(P<0.01)，而Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ各处理间则差异不显著(P>0.05)。受不同程度子叶去除的影响，叶生物量表现为CK>Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ>Ⅳ>Ⅴ，处理Ⅳ与Ⅴ仅分别为CK的48.61%和26.44%，各去除处理与CK间均存在极显著差异(P<0.01)。作为苦豆子复叶叶柄，其生物量受子叶去除的影响较小，各处理组与CK间均无显著性差异(P>0.05)。幼苗的总生物量受子叶去除的影响也较为显著，各处理与CK间均存在极显著差异(P<0.01)。结果表明，子叶去除对苦豆子幼苗生物量的生长具有不同程度的抑制效应，且存在构件差异性。

表1 不同子叶切除处理下苦豆子幼苗构件生长特征

注：同列不同小写字母表示不同处理间差异显著(P<0.05)，不同大写字母表示差异极显著(P<0.01)。下同。

Note： Different small letters within the same column indicate significantly different at the level of 0.05, and different capital letters indicate significantly different at the level of 0.01, the same below.

表2 子叶切除对苦豆子幼苗各构件鲜生物量积累特征

2.4 子叶切除对苦豆子幼苗各构件生物量分配的影响

在苦豆子幼苗各构件的生物量结构中，以地下根生物量分配为最高，其次为茎，叶构件的最低(表3)。子叶去除可显著增加幼苗根的生物量分配比例，处理Ⅱ、Ⅲ与Ⅳ和Ⅴ间存在显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)差异，但与对照差异不显著(P>0.05)。相较于地下的根，茎与叶构成了幼苗的地上部，地上部生物量分配基本随子叶去除程度的增加而降低，除处理Ⅱ外，各处理与对照间均存在显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)差异，但各处理间差异不显著(P>0.05)。对于地上部的茎，其生物量分配受子叶去除的影响程度较低， 各处理组与CK间差异不显著(P>0.05)。叶生物量分配受子叶去除的影响则较为显著，各处理组与对照间均存在极显著差异(P<0.01)，但处理间差异不显著(P>0.05)。结果表明，即使是低强度的子叶切除，苦豆子幼苗的根构件生物量分配显著提高，而叶构件生物量分配则受到不同程度的抑制。结果表明，子叶去除对苦豆子幼苗各构件的生物量分配格局也具有一定的抑制效应，且存在构件的差异性。

表3 子叶切除对苦豆子幼苗各构件生物量分配特征

3 讨论

子叶是豆科植物幼苗发育的主要营养物质来源，对种子萌发和幼苗建成均具有十分重要的作用。苦豆子种子在发育过程中及成熟后被豆荚螟取食危害的现象非常普遍[23]，但苦豆子种子可以通过坚硬种皮的机械防御及较高的种子硬实率而降低食种子动物的取食压力，留存的活力种子在种群的更新和新生境的拓展过程中发挥关键作用。作为一种双子叶植物,苦豆子的子叶中贮藏着种子萌发和幼苗早期生长所需的营养,并为幼苗抵御干旱胁迫并确保受损后生长的恢复提供了物质保障。同时，子叶在种子萌发出土后变绿，成为幼苗生长的第一个同化器官。已有的研究证明，子叶出土型种子萌发后，人为践踏、动物啃食或者病虫害等均可使苦豆子幼苗的子叶受到损坏或全部丢失，幼苗生长、物质的同化与积累等均会受到不同程度的影响。因此，子叶的损伤可以影响干物质的积累以及地上地下部分干物质的分配[24]，进而影响幼苗的有效建成。本研究结果显示，即使在种子萌发以后对苦豆子子叶进行切除处理也会导致幼苗死亡，尤其在去除1.5和2片子叶的高强度处理下，幼苗的死亡率分别高达61.34%和86.95%，说明去除子叶阻断了植株营养物质的来源[25]，进而导致较高的幼苗死亡率，并导致苦豆子幼苗建成和种群更新的失败。苦豆子种子萌发以后，幼苗生长所需要的营养物质和能量主要依靠子叶的提供，如果子叶的丢失不高于1.5片，幼苗依靠仅存的0.5片子叶依然可以保持50%以上的存活率并完成形态建成。

双子叶植物间种子的大小存在一定的种属差异，子叶储存营养物的量各不相同，导致各类子叶在动物取食或其他原因导致的子叶部分或全部丢失对种子萌发、幼苗建成的影响也各不相同。对于体积较大的双子叶植物如栎属植物，种子远大于多数草本植物的种子，子叶的部分损伤或丢失对种子萌发和幼苗建成并不会产生显著的不良影响，这可能与大种子贮藏的营养物多有关[10,16,25]。对于豆科的苦豆子，种子大小只有4.33 mm×3.21 mm×2.21 mm[26]，属于较小的种子。本研究结果发现，无论中等强度或高强度子叶丢失对幼苗的根生物量及根冠比无影响，但对茎、叶生物量以及幼苗总生物量的抑制效应显著。黄瓜子叶比苦豆子的略大，子叶损伤对叶生物量的影响大于其他器官[27]。而对于种子更小的蕹菜，即使中等强度的子叶丢失，单株的根、茎、叶及整株的鲜重与干重等构件数量和生物量指标均显著受到抑制[28]。由此说明，由于植物种属造成的种子大小差异，子叶损伤对幼苗建成产生的影响存在一定的构件差异性。

由于苦豆子种子的散布格局是聚集型散布，种子大多数散落于母株周围，且多以荚果形式散布，豆荚及种皮较厚，种子不易破坏，被家畜啃食的种子经过动物消化道不易消化，还可以包裹于粪便中散往各处，在适宜的环境落地生根[16]，所以苦豆子的子叶在萌发以前不易受到破坏。但苦豆子种子在春季萌发以后，人为践踏、动物啃食将会是子叶受损的最大因素，在干旱胁迫以及其他伴生种的竞争下，残留的子叶如何进行营养和能量分配也许会是在子叶受损初期幼苗能否存活并正常生长的重要因素。研究结果发现，去除2×0.5片子叶和去除1片子叶两个处理组在幼苗株高生长方面存在一定的差异性，生长前期两个处理组的株高数值差异不显著，生长后期则表现为去除2×0.5片子叶的幼苗株高显著高于去除1片子叶，且差异达到了显著水平，这种现象可能与子叶受损的部位也有关，切除子叶的部位距胚根越近，可能对株高的伸长生长影响也越大[7]。在本研究中发现，子叶受损对主根伸长生长的影响并不大，但对根生物量分配的影响很明显，对侧根数及其伸长生长有显著抑制效应，说明子叶的贮存物在优先供应主根的伸长生长，并在同时期萌生数量庞大的侧根以汲取更多的营养物质和水分，保证子叶出土以后植株的正常生长。

References：

[1] Hoshizaki K, Suzuki W, Sasaki S. Impacts of secondary seed dispersal and herbivory on seedling survival inAesculustrubinata. Journal of Vegetation Science, 1997, 8: 735-742.

[2] Hoshizaki K, Miguchi H, Forget P M,etal. Influence of forest composition on tree seed predation and rodent responses: a comparison of monodominant and mixed temperate forests in Japan[M]//Seed Fate: Predation, Dispersal and Seedling Establishment. Oxfordshire: CABI Publishing, 2005: 253-267.

[3] Schafer D E, Chilcote D O. Factors influencing persistence and depletion in buried seed populations. I. A model for analysis of parameters of buried seed persistence and depletion. Cropence, 1969, 9(4): 417-419.

[4] Vander Wall S B. A model of caching depth: Implications for scatter hoarders and plant dispersal. American Naturalist, 1993, 141(2): 217-232.

[5] Pizo M A, Oliveira P S. Size and lipid content of nonmyrmecochorous diaspores: effects on the interaction with litter-foraging ants in the Atlantic rain forest of Brazil. Plant Ecology, 2001, 157(1): 37-52.

[6] Lombardo J A, Mccarthy B C. Seed germination and seedling vigor of weevil-damaged acorns of red oak. Canadian Journal of Forest Research, 2009, 39(8): 1600-1605.

[7] Hou X, Yi X, Yang Y,etal. Acorn germination and seedling survival ofQ.variabilis: effects of cotyledon excision. Annals of Forest Science, 2010, 67(7): 711-717.

[8] Liang C L, Dai S H, Wu Y F,etal. Effect of injury to cotyledon on the later period growth and development ofVignaunguiculata. Crop Research, 2013, 27(2): 135-138. 梁成亮, 戴思慧, 吴艺飞, 等. 子叶损伤对豇豆生长发育的影响. 作物研究, 2013, 27(2): 135-138.

[10] Fukumoto H, Kajimura H. Effects of insect predation on hypocotyl survival and germination success of matureQuercusvariabilisacorns. Journal of Forest Research, 2000, 5(5): 31-34.

[11] Liu Y, Li Q M, Liu Y,etal.Effects of mechanical treatments on seed germination ofQuercusfabriHance. Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2013, 21(7): 867-871. 刘艳, 李庆梅, 刘勇, 等. 不同机械处理对白栎种子萌发的影响. 中国生态农业学报, 2013, 21(7): 867-871.

[12] Andersson C, Frost I. Growth ofQuercusroburseedlings after experimental grazing and cotyledon removal. Acta Botanica Neerlandica, 1996, 45: 85-94.

[13] Giertych M J, Suszka J. Consequences of cutting off distal ends of cotyledons ofQuercusroburacorns before sowing. Annals of Forest Science, 2011, 68(2): 433-442.

[14] Lv D K, Ba Y S, Liu Y,etal.The effect of aqueous extract fromSophoraalopecuroidesseed on germination and seedling growth ofFestucaarundinacea. Xinjiang Agricultural Sciences, 2012, 49(8): 1477-1482. 吕笃康, 巴音山, 刘影, 等. 苦豆子浸出液对高羊茅种子萌发及幼苗生长的影响. 新疆农业科学, 2012, 49(8): 1477-1482.

[15] Yang Y, Liu B R. Research progress on plant characteristics and resource utilization ofSophoraalopecuroides. Guizhou Agricultural Sciences, 2013, (12): 4-9. 杨阳, 刘秉儒. 苦豆子植物特性及资源化利用研究进展. 贵州农业科学, 2013, (12): 4-9.

[16] Yang H, Hua P, Huang P Y. Study on the relationship between seed characteristics and population spreading ofSophoraalopecuroides. Journal of Arid Land Resources and Environment, 2006, 20(1): 198-201. 杨辉, 华鹏, 黄培祐. 苦豆子种子特性与种群扩展关系的研究. 干旱区资源与环境, 2006, 20(1): 198-201.

[17] Zhang S R, Ji Y, Lin H M. Effects of nitrogen nutrition on dynamics of biological character and biomass accumulation ofSophoraalopecuraides. Pratacultural Science, 2008, 25(3): 37-42. 张守润, 纪瑛, 蔺海明. 施氮对苦豆子生物性状和生物量积累动态的响应. 草业科学, 2008, 25(3): 37-42.

[18] Lv D K, Ouyang Y, Deng Y X. Terrestrial biomass and reproductive allocation characteristics ofSophoraalopecuroidesL. in Ili river valley. Xinjiang Agricultural Sciences, 2011, 48(7): 1333-1338. 吕笃康, 欧阳艳, 邓燕霞, 等. 伊犁苦豆子地上生物量及生殖分配特性研究. 新疆农业科学, 2011, 48(7): 1333-1338.

[19] Lv D K, Ba Y S, Zhao Y,etal. Seed germination characteristics ofSophoraalopecuroidesL. Acta Agrectir Sinica, 2011, 19(5): 889-892. 吕笃康, 巴音山, 赵玉, 等. 苦豆子种子萌发特性研究. 草地学报, 2011, 19(5): 889-892.

[20] Chen L M G, Liu M S, Huang Z,etal. Distribution pattern of root biomass and inter-specific relationship inAchnatherumsplendens-Sophoraalopecuroidescommunity in northwest China.Chinese Journal of Plant Ecology, 2009, 33(4): 748-754. 晨乐木格, 刘茂松, 黄峥, 等. 我国西北地区芨芨草-苦豆子群落根系分布与种间关系. 植物生态学报, 2009, 33(4): 748-754.

[21] Wang J, Han D H, Chen Y,etal. Influence of environmental factors on the seed germination and seedling growth ofSophoraalopecuroides. Acta Agrestia Sinica, 2007, 15(3): 259-262. 王进, 韩多红, 陈叶, 等. 环境因子对苦豆子种子萌发和幼苗生长的影响. 草地学报, 2007, 15(3): 259-262.

[22] Si M Y·Ba L T, Yi L H M·Ai H M T, Ma L F. Effect of NaCl press on seed germination ofGlycyrrhizaglabraandSophoraalopecuroides. Seed, 2013, 32(1): 39-43. 司马义·巴拉提, 伊力哈木·艾合买提, 马刘峰. NaCl胁迫对光果甘草和苦豆子种子萌发的影响. 种子, 2013, 32(1): 39-43.

[23] Guo J J, Zhang D Z, Yang T T,etal. Spatial distribution pattern of seed pets ofSophoraalopecuroidesin desert area. Jiangsu Agricultural Sciences, 2012, 40(10): 111-113. 郭晶静, 张大治, 杨婷婷, 等. 荒漠风沙区苦豆子种子害虫的空间分布型. 江苏农业科学, 2012, 40(10): 111-113.

[24] Bonfil C. The effect of seed, cotyledon reserves, and herbivory on seedling survival and growth inQuercusrugosaandQ.laurina(Ragaceae). American Journal of Botany, 1998, 85(1): 79-87.

[25] Kitajima K. Impact of cotyledon and leaf removal on seedling survival in three tree species with contrasting cotyledon functions. Biotropica, 2009, 35: 429-434.

[26] Yi X F, Zhang Z B. Influence of insect-infested cotyledons on early seedling growth of Mongolian oak,Quercusmongolica. Photosynthetica, 2008, 46(1): 139-142.

[27] Jiang X F, Liu Q, Qiao F. Effect of cotyledon damage on the growth rate of cucumber seedlings. Chinese Journal of Tropical Crops, 2009, 30(3): 269-273. 江雪飞, 刘琼, 乔飞. 子叶损伤对黄瓜幼苗生长速率的影响. 热带作物学报, 2009, 30(3): 269-273.

[28] Liu Y M, Peng J, Huang X F,etal. Effect of cutting the cotyledon on growth and development of water splnach seedling. Plant Physiology Communications, 1998, 34(6): 432-434. 刘义满, 彭静, 黄新芳, 等. 切除子叶对蕹菜幼苗生长发育的影响. 植物生理学通讯, 1998, 34(6): 432-434.

Effect of cotyledon damage on the early growth ofSophoraalopecuroidesseedlings

LIU Ying1,2, ZHAO Yu1,2*, CUI Dong1, LENG Jia-Ming3, DONG Fang-Hui4

1.BiologyandGeographySchool,YiliNormalUniversity,Yining835000,China; 2.UniversityandCollegeKeyLabofNaturalProductChemistryandApplicationinXinjiang,Yining835000,China; 3.ChemistryandEnvironmentScienceSchool,YiliNormalUniversity,Yining835000,China; 4.HOPEAnalytechInc,Nanjing210007,China

The aim of these experiments was to determine the effects of cotyledon damage on the growth ofSophoraalopecuroides, a native invasive species in the Ili River Valley of Xinjiang. To simulate cotyledon predation, cotyledons were cut with different degrees of severity (excision of half a cotyledon, half of two cotyledons, one cotyledon, 1.5 cotyledons, and two cotyledons) or left uncut (control), and the growth of the seedlings was evaluated. The mortality rate, plant height, and leaf area strongly depended on the degree of cotyledon damage. There were no significant differences in seedlings’ taproot length among the damaged and non-damaged treatments. Compared with the control, the seedlings with 1.5 and two damaged cotyledons formed significantly fewer and shorter lateral roots, while those with half or one damaged cotyledon showed no significant difference in lateral root formation. Cotyledon damage significantly decreased the stem biomass, leaf biomass, and total biomass of seedlings, but had only small effects on the root biomass and root∶shoot ratio. As the severity of cotyledon damage increased, biomass allocation to the stem was unaffected, biomass allocation to the root significantly increased, and biomass allocation to the leaf significantly decreased. These results indicate that cotyledon damage is a bottleneck in seedling establishment and population regeneration.

Sophoraalopecuroides; seedling; cotyledon damage; growth

10.11686/cyxb2017052

http://cyxb.lzu.edu.cn

2017-02-17；改回日期：2017-04-19

国家自然科学基金项目(31360101)和新疆青年科技创新人才培养工程(qn2015yx021)资助。

刘影(1978-)，女，安徽淮北人，高级实验师。E-mail:zylyzhlily@126.com*通信作者Corresponding author. E-mail: 2001zhaoyu@sohu.com

刘影, 赵玉, 崔东, 冷家明, 董芳慧. 子叶损伤对苦豆子幼苗早期生长的影响. 草业学报, 2017, 26(8): 139-145.

LIU Ying, ZHAO Yu, CUI Dong, LENG Jia-Ming, DONG Fang-Hui. Effect of cotyledon damage on the early growth ofSophoraalopecuroidesseedlings. Acta Prataculturae Sinica, 2017, 26(8): 139-145.