红景天果皮水提液对5种植物种子的化感作用

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红景天果皮水提液对5种植物种子的化感作用

王跃华，彭梅，刘洪明，刘鑫，朱红林，罗倩
(成都大学药学与生物工程学院， 四川 成都 610106)

以狭叶红景天种子、榆荞种子、樱桃番茄种子、意大利耐抽薹生菜种子和新牛角椒种子为受试材料，研究了狭叶红景天果皮水提液对5种植物的化感作用。结果表明，不同浓度的狭叶红景天果皮水提液对5种植物种子的萌发、胚根及幼苗生长均表现出不同的化感作用影响。其中，对狭叶红景天种子萌发和胚根生长都表现为明显的抑制作用，并且随着处理浓度增高，抑制作用表现越强，但对幼苗的生长却表现出明显的促进生长作用，其中以0.02 g/mL的水浸液处理的狭叶红景天幼苗生长速度最快；对榆荞种子萌发和幼苗生长表现为低浓度促进生长和高浓度抑制生长的作用，而对胚根生长却表现抑制作用，并随着处理浓度的增高，抑制作用也越强；对樱桃番茄和意大利耐抽薹生菜种子的萌发和胚根生长也都表现为明显的抑制作用，对樱桃番茄幼苗的生长影响与榆荞的一致，对意大利耐抽薹生菜幼苗的生长影响与狭叶红景天植物一致；对新牛角椒种子萌发的影响与榆荞种子相同，对其胚根和幼苗生长影响都表现为促进作用，但也存在随着处理浓度增高，其产生的促进生长作用逐渐减弱的现象。

狭叶红景天； 水浸提液； 化感作用； 种子萌发； 幼苗生长

化感作用是植物在其生长发育过程中，通过淋溶、挥发、残体分解和根系分泌等方式释放化学物质而改变其周围的微生态环境，从而导致同一环境中植物与植物之间相互排斥或促进的一种自然现象[1-2]。

红景天属于景天科红景天属多年生草本或亚灌木植物，广泛分布于亚洲中部、欧洲中部和东南部以及北极，多生长在海拔1 600～ 4 000 m的高山岩石缝隙或灌木丛中[3]。全世界有90多种,而我国红景天种类有70多种,主产于华北、东北、西南、西北和华中等地，尤以云南、四川和西藏高寒地区种类最多，其中西藏有32个种，2个变种，四川省有22种[4-5]。

大量研究表明，红景天植物中含有多糖类、苷类、酚类、黄酮类、香豆素类、有机酸类和生物碱类等多种有效成分[6-7]，具有适应原样作用，可以协助身体回复稳态，并具有抗病毒、抗衰老、抗肿瘤、抗疲劳、抗缺氧、抗寒冷、抗微波辐射和降血糖等功效[8-11]。

本试验通过分析狭叶红景天果皮的不同浓度水提液对狭叶红景天、榆荞、樱桃番茄、意大利耐抽薹生菜和新牛角椒5种植物化感作用的影响，旨在为各作物的栽种提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 材料与仪器

供体材料：狭叶红景天种子及果皮采自四川省红原县。

受体材料：樱桃番茄、意大利耐抽薹生菜和新牛角椒种子均购于韩育种业，榆荞种子由成都大学国家杂粮技术中心重点实验室提供。

实验仪器：50 g手提式高速万能粉碎机( DFT-50)由温岭市林大机械有限公司制造；循环水式多用真空泵( SHZ-95 B )由巩义市予华仪器有限责任公司制造； 菲恰尔高速离心机(TDL-4 A)由上海菲恰尔分析仪器有限公司制造。

1.2 方 法

1.2.1 狭叶红景天果皮水提液的制备

将红景天植物果皮在60 ℃条件下干燥至恒重后，用高速万能粉碎机粉碎后过二号筛，称取60 g红景天果皮粉末加入500 mL蒸馏水中混合均匀后放置在室温下静置24 h,经3 000 r/min的离心机离心10 min后过滤制得0.12 g/mL的狭叶红景天果皮水提母液；再用蒸馏水稀释后分别制得0.12，0.08，0.04，0.02 g/mL 4个浓度梯度，空白对照组为蒸馏水(ck)。

1.2.2 狭叶红景天果皮水提液对受体植物种子萌发的影响

选取生长健康的狭叶红景天、榆荞、樱桃番茄、意大利耐抽薹生菜和新牛角椒种子各30粒作为受试体材料，用不同浓度的狭叶红景天果皮水提液先浸种12 h后，再放置在铺有2层滤纸的培养皿中进行种子萌发实验，每个处理浓度设3个重复组，对照组用蒸馏水处理。各处理种子均放在24 ℃恒温培养箱中培养。每天定时补充对应浓度的水提液2 mL使滤纸保持湿润，每天记录1次，连续观察7 d，并记录种子的发芽率。

1.2.3 狭叶红景天果皮水提液对受体植物幼苗胚根及苗高生长的影响

选取上述处理后露白一致的狭叶红景天种子、榆荞种子、樱桃番茄种子、意大利耐抽薹生菜种子和新牛角椒种子为实验材料，以30粒为1组放入小烧杯中，并加入不同浓度的水提液10 mL后，放置在24 ℃恒温培养箱中进行幼苗生长培养，并在培养第5天后测定其幼苗的胚根和苗高生长情况。

1.2.4 数据统计分析

化感指数(IR)计算方法[12]，IR(%)=(Ti-To)/To×100%，式中，Ti为处理值，T0为对照值，绝对值越大，表示化感作用潜力也越大，IR≥0表示不存在抑制作用即呈促进作用，IR<0表示存在抑制作用。

萌发率(%)=发芽种子数/供试种子总数×100%。

2 结果与分析

2.1 不同浓度的狭叶红景天果皮水提液对受体植物种子萌发的影响

用不同浓度的狭叶红景天果皮水提液处理5种植物的种子，在培养7 d后统计其种子的萌发率和对5种植物的种子萌发生长的化感作用，结果见表1。

从表1可以看出，用不同浓度的狭叶红景天果皮水提液处理狭叶红景天种子、榆荞种子、樱桃番茄种子、意大利耐抽薹生菜种子和新牛角椒种子时，对各种子萌发的影响各不相同。分析表1中的化感指数可以发现，当使用的狭叶红景天果皮水提液处理浓度由0.02～0.12 g/mL不断升高，狭叶红景天种子、樱桃番茄种子和意大利耐抽薹生菜种子受到的化感抑制作用均不断加强，这说明狭叶红景天果皮水提液对这3种植物种子的萌发率有明显的抑制作用，并且随着狭叶红景天果皮水提液处理浓度的增大，其抑制作用越明显。

表1 不同浓度的狭叶红景天果皮水提液对5种植物种子萌发的影响

水提液的浓度(g/mL) 狭叶红景天 榆 荞 樱桃番茄 意大利耐抽薹生菜 新牛角椒 萌发率(%)IR值萌发率(%)IR值萌发率(%)IR值萌发率(%)IR值萌发率(%)IR值ck87．78-95．65-98．86-100-34．44-0．0285．56-2．531004．5598．75-0．1198．86-1．1465．5690．320．0474．44-15．1997．782．2289．66-2．697．78-2．2268．891000．0871．11-18．9987．78-8．1488．89-3．4396．89-3．1189．77160．660．1268．89-21．5285．56-10．5581．11-17．9687．95-12．0512．2-64．86

注：种子萌发以胚根突破种皮为准。

表2 不同浓度的狭叶红景天果皮水提液对5种植物胚根生长的影响

水提液的浓度(g/mL) 狭叶红景天 榆 荞 樱桃番茄 意大利耐抽薹生菜 新牛角椒 根长(cm)IR值根长(cm)IR值根长(cm)IR值根长(cm)IR值根长(cm)IR值ck1．34-4．93-5．18-3．05-0．41-0．020．71-46．794．02-18．293．97-23．252．02-33．771．01146．340．040．38-71．63．63-26．333．37-34．841．8-40．980．83102．430．080．34-74．292．88-41．491．76-66．090．91-70．10．8095．120．120．25-81．172．68-45．551．728-66．630．9-70．690．5124．39

注：培养5 d后测定胚根的长度。

由表1还发现，榆荞种子和新牛角椒种子受不同浓度狭叶红景天果皮水提液的影响与上述3种植物的种子所受的影响情况不一样；具体表现在当用浓度为0.02 g/mL和0.04 g/mL的狭叶红景天果皮水提液处理榆荞植物种子时，其影响种子萌发的化感指数分别为4.55和2.22，表明用此浓度处理种子对其种子萌发有促进作用，并且以浓度为0.02 g/mL的狭叶红景天果皮水提液处理对榆荞种子的萌发促进作用最强；但进一步将狭叶红景天果皮水提液的处理浓度增加到0.08 g/mL时，其化感指数开始变为-8.14，表现为对榆荞种子的萌发有抑制作用，并且随着处理浓度的进一步增加，其抑制作用还逐渐增大。

而当用浓度为0.02，0.04 g/mL和0.08 g/mL的狭叶红景天果皮水提液处理新牛角椒种子时，对其种子的萌发均表现为明显的促进作用，并且，当处理浓度增加到0.08 g/mL时，其种子萌发率可由蒸馏水处理对照组的34.44%提高到89.77%，化感指数也达到最高值，为160.66 ，由此说明，用此浓度处理对新牛角椒种子的萌发促进作用最强；但是，当处理浓度再进一步增加到0.12 g/mL时，其化感指数则变为-64.86，又呈现出明显的抑制作用。

2.2 不同浓度的狭叶红景天果皮水提液对受体植物胚根生长的影响

用不同浓度的狭叶红景天果皮水提液处理已露白刚萌发的5种植物种子,在培养5 d后统计其胚根的生长情况，结果见表2。

如表2显示，用不同浓度的狭叶红景天果皮水提液处理5种植物已露白刚萌发的种子时，对其各植物胚根生长的影响作用也各不相同；具体比较分析发现，使用不同浓度的狭叶红景天果皮水提液处理狭叶红景天、榆荞、樱桃番茄和意大利耐抽薹生菜4种已露白的萌发种子时，对其植物幼苗胚根的生长均表现为明显的抑制作用，并且随着使用狭叶红景天果皮水提液处理浓度的升高，对4种植物胚根生长的抑制作用也明显增强。

但值得一提的是，狭叶红景天果皮水提液对新牛角椒植物的胚根生长却有明显的促进作用，其中以采用0.02 g/mL的狭叶红景天果皮水提液处理其露白的萌发种子时，对胚根生长的促进作用最强，并测得的化感指数(IR值)也最高，为146.34，但随着浓度的进一步升高，其对胚根生长的促进作用也呈现出逐渐减弱的趋势，当处理浓度增加到0.12 g/mL时，其化感指数(IR值)仅为24.39，表明其促进作用已大大减弱。

2.3 不同浓度的狭叶红景天果皮水提液对受体植物种子幼苗生长的影响

用不同浓度的狭叶红景天果皮水提液处理5种植物已露白刚萌发的种子,在培养5 d后统计其幼苗的生长情况，结果见表3。

由表3可知，用不同浓度的狭叶红景天果皮水提液处理5种植物已露白的刚萌发种子时，对5种植物的幼苗生长的影响主要表现为2类；一类是对狭叶红景天、意大利耐抽薹生菜和新牛角椒3种植物幼苗的生长均表现为促进作用，并对幼苗的促进作用最强的是使用浓度为0.02 g/mL的狭叶红景天果皮水提液时，其测得的化感指数(IR值)最高，分别为58.82、124.03和65.23；但值得一提的是，随着红景天果皮水提液浓度由0.02～0.12 g/mL的逐渐升高，对其各幼苗生长的促进作用表现为逐渐减弱的趋势，其化感指数(IR值)也分别降低为20.17、46.57和22.2。另一类是榆荞和樱桃番茄的幼苗生长，也是浓度为0.02 g/mL的狭叶红景天果皮水提液对其幼苗生长促进作用最强，此时测得的化感指数(IR值)也最高，分别为30.36和59.88；但当使用0.12 g/mL的高浓度狭叶红景天果皮水提液处理时，其测得的化感指数(IR值)最低，分别为-18.14和-14.35；说明使用此浓度处理对榆荞和樱桃番茄的幼苗生长产生了明显的抑制作用。

表3 不同浓度的狭叶红景天果皮水提液对5种植物幼苗生长的影响

水提液的浓度(g/mL) 狭叶红景天 榆 荞 樱桃番茄 意大利耐抽薹生菜 新牛角椒 苗高(cm)IR值苗高(cm)IR值苗高(cm)IR值苗高(cm)IR值苗高(cm)IR值ck1．19-19．73-13．31-4．66-5．09-0．021．8958．8225．7230．3621．2859．8810．44124．038．4165．230．041．742．8624．1322．316．1121．0410．28120．66．7232．020．081．5933．6123．5619．4114．156．317．152．366．4526．720．121．4320．1716．15-18．1411．4-14．356．8346．576．2222．2

注：培养5 d后测定苗高。

3 结论与讨论

本研究结果表明，狭叶红景天果皮水提液中存在着对不同植物种子萌发、胚根和幼苗生长有明显影响的化感物质。据高兴祥等的研究表明，植物的化感物质是其在次生代谢过程中产生的各种次生代谢产物，主要包括酚类、萜类、糖苷类及生物碱类[13]。在本实验研究中，狭叶红景天果皮水提液对5种受体植物种子的萌发及幼苗生长均有不同程度的化感作用，分析原因主要是狭叶红景天果皮浸出液中水溶性物质所致。

本实验研究了狭叶红景天果皮水提液对上述5种不同受体植物种子萌发和幼苗生长产生的不同化感作用；但在自然界生长的植物所受到的各种影响因素是相当复杂的，除了各种化感物质外，还有光照、养分、水分、CO2及温度等生态因子的影响[15-16],并且释放到环境中的各种化感物质还会受到土壤团粒结构、土壤化学性质以及土壤微生物的影响[17]。因此, 探究狭叶红景天果皮对不同植物的化感作用，还需要进行更深入的研究, 才能探明各化感物质和各生态因子之间的相互作用机理。

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Allelopathic Effects of the Aqueous Extract fromRhodiolaKirilowii(Regel)MaximSkin on Five Crops

WANGYuehua,PENGMei,LIUHongming,LIUXin,ZHUHonglin,LUOQian
(Collgel of Pharmacy and Biological Engineering Chengdu University，Chengdu Sichuan 610106，China)

Allelopathy effects of different concentrations of the extracts fromRhodiolaKirilowii(Regel)Maximskin on germination and seedling growth of five crops was evaluated,includingRhodiolaKirilowii(Regel)Maxim,Buckwheat,Cherry Tomatoes,Italy resistant bolting lettuce and New Cow-horn pepper.The results showed that different concentrations of Rhodiola peel extract water for 5 cultivated species,their seed germination,radicle and seedling growth exhibited different allelopathic influence.Wherein the processing Rhodiola seed,seed germination and radicle growth both showed significant inhibition,and with the increase of concentration,the performance of inhibition was the stronger,and the growth of seedlings was clearly promoted,in which the growth rate of Rhodiola seedlings treated with aqueous extracts of 0.02 g/mL was fastest;Buckwheat seed processing,seed germination and seedling growth showed promoting effect under low concentration and inhibition effect under high concentration while the radical growth has demonstrated inhibition,and with increase of concentration,inhibition effect was more strong;when Cherry tomatoes and Italy bolting resistance lettuce seeds were treated,the seed germination and growth of radicle were characterized obvious inhibitory effect,influence on Cherry tomato seedlings growth and Buckwheat consistent,influence on Italy bolting resistance lettuce seedlings growth in line withRhodiolaKirilowii(Regel)Maxim.When dealing with the New Cow-horn pepper seed,effect for seed germination was coincident with Buckwheat seed,and effect for radicle and seedlings were promoting role,but with the increase of concentration,effect of promotion will gradually diminish.

RhodiolaKirilowii(Regel)Maxim; aqueous extract; allelopathic effects；seed germination； seedling growth

2017-01-21

四川省科技支撑计划项目(2015 SZ 0034)。

王跃华(1963—)，女，教授，硕士生导师，主要从事药用植物生物技术研究；E-mail:1961689636@qq.com。

10.16590/j.cnki.1001-4705.2017.07.008

S 567.23+9

A

1001-4705(2017)07-0008-05