周秀梅,劉建玉,劉光明,李保印,林紫玉（.河南科技學(xué)院,河南新鄉(xiāng)453003；.靈寶市園藝局,河南靈寶47500）

野草香地上器官水浸液的自毒作用

周秀梅1,劉建玉2,劉光明1,李保印1,林紫玉1
（1.河南科技學(xué)院,河南新鄉(xiāng)453003；2.靈寶市園藝局,河南靈寶472500）

以風(fēng)干野草香莖、葉、花序?yàn)楣w,種子為受體,研究了野草香地上部器官水浸液的自毒作用.采用A× B=3×5二因素完全隨機(jī)試驗(yàn)設(shè)計(jì),室內(nèi)生物測(cè)定法,測(cè)定了受體的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、發(fā)芽率、成苗率、胚軸長(zhǎng)度、胚根長(zhǎng)度6項(xiàng)指標(biāo),并計(jì)算化感效應(yīng)指數(shù)和化感綜合效應(yīng)（SE）.結(jié)果表明：A因素（野草香的地上器官葉、花序、莖）3個(gè)水平的SE值分別為-0.52、-0.64、-0.61,表現(xiàn)出葉＞花序＞莖的自毒作用強(qiáng)弱順序；B因素（供體水浸液的濃度）5個(gè)水平的SE值分別為0、-0.18、-0.78、-0.99、-1.00,說明隨供體水浸液濃度的升高自毒作用增強(qiáng)；受體6項(xiàng)指標(biāo)的SE值分別為-0.53、-0.58、-0.58、-0.59、-0.54、-0.73,表明供體對(duì)受體6項(xiàng)指標(biāo)的自毒作用強(qiáng)弱順序?yàn)榕吒L(zhǎng)度＞成苗率＞發(fā)芽指數(shù)=發(fā)芽率＞胚軸長(zhǎng)度＞發(fā)芽勢(shì).

野草香；水浸液；種子萌發(fā)；自毒作用

野草香Elsholtzia cypriani為唇形科香薷屬草本植物,產(chǎn)于陜西、河南、安徽等地,生于田邊、路旁、河谷兩岸、林中或臨邊草地,海拔300～2 900 m[1-2].本課題組調(diào)查發(fā)現(xiàn),野草香在豫北太行山區(qū)的路邊、農(nóng)田、民房瓦縫中均有分布.株高0.1～1.0 m,花小,淡紫色,全株有芳香氣味,花能招引蜜蜂吸取花蜜.新鮮植株含芳香油,出油率0.51%～0.60%,油黃色.全草及葉入藥,治傷風(fēng)感冒、疔瘡、鼻淵等癥,有清熱解毒作用,花穗可止血[2].可見,野草香是一種全株生香,且兼具藥用的蜜源芳香草本植物,具有較好的開發(fā)前景.

化感作用是指一種植物或微生物（供體）向環(huán)境釋放某些化學(xué)物質(zhì)而影響其他有機(jī)體包括植物、微生物和動(dòng)物（受體）的生長(zhǎng)和發(fā)育的化學(xué)生態(tài)學(xué)現(xiàn)象,包括促進(jìn)和抑制兩方面作用[3-4].當(dāng)供體和受體同屬一種植物時(shí)產(chǎn)生的化感作用叫自化感作用（包括促進(jìn)和抑制兩方面）,這種自化感作用為抑制作用時(shí),稱為植物的自毒作用,即供體通過自身的分泌物,莖、葉的淋溶物及殘?bào)w分解產(chǎn)物所產(chǎn)生的有毒物質(zhì)累積,而抑制根系生長(zhǎng),降低根系活性,改變土壤微生物區(qū)系等,這種作用有助于病原菌的繁殖,并導(dǎo)致植物生長(zhǎng)不良、發(fā)病、死亡[5].由于種子的萌發(fā)和幼苗期對(duì)自毒物質(zhì)比較敏感,所以發(fā)芽率和幼苗生長(zhǎng)的胚根長(zhǎng)度和胚軸長(zhǎng)度往往被視為衡量植物化感效應(yīng)較為靈敏的指標(biāo)[6～8].為此,本研究以風(fēng)干的野草香植株的莖、葉、花序?yàn)楣w,野草香的種子為受體,旨在探明其地上器官水浸液是否存在自毒作用,為其進(jìn)一步的栽培利用提供理論依據(jù).

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)時(shí)間、地點(diǎn)

試驗(yàn)于2010年10月至2011年4月在河南科技學(xué)院教學(xué)科研中心開放實(shí)驗(yàn)室光照培養(yǎng)箱中進(jìn)行.

1.2 試驗(yàn)材料

處于初花期的野草香植株地上部分和野草香成熟的果穗,分別于2010年10月4日和2010年12月8日采自河南省濟(jì)源市黃楝樹林場(chǎng).當(dāng)日運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室后,對(duì)野草香的地上部分,按莖、葉、花序分開,先用自來水沖去污物,再用蒸餾水清洗干凈,晾至表面水分散盡,風(fēng)干后室內(nèi)常溫保存?zhèn)溆?對(duì)野草香成熟的果穗洗凈風(fēng)干后,揉碎,經(jīng)多次風(fēng)選后的飽滿種子,裝入紙袋,置冰箱冷藏室保存?zhèn)溆?

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)采用A×B=3×5的二因素完全隨機(jī)試驗(yàn)設(shè)計(jì).A因素為野草香的地上器官,有3個(gè)水平,即莖（A1）、葉（A2）、花序（A3）；B因素為野草香地上器官水浸液的不同濃度,有5個(gè)水平,分別是0 g/L（B1）、10 g/L（B2）、25 g/L（B3）、50 g/L（B4）、75 g/L（B5）.每處理重復(fù)4次.

1.3.2 水浸液的制備分別將風(fēng)干備用的野草香莖和花序剪成0.3 cm的小段、葉揉成碎片后,準(zhǔn)確稱量50 g放入容量瓶中,添加500 mL去離子水,密封瓶口浸提24 h,即得到質(zhì)量濃度為100 g/L的水浸液.用定性濾紙二重過濾后,取上清液作為水浸提母液,在4℃的低溫黑暗條件下貯藏備用.試驗(yàn)時(shí)用去離子水將各母液分別稀釋至設(shè)計(jì)濃度.

上海市發(fā)改委副主任周強(qiáng)在會(huì)上作了講話，指出目前中國(guó)已成功實(shí)現(xiàn)碳排放強(qiáng)度下降，并進(jìn)入總量控制階段，將來還可能進(jìn)入碳中和乃至零碳發(fā)展階段。中國(guó)將碳市場(chǎng)作為碳排放總量控制的重要手段，政府管理部門將履行職責(zé)、盡可能提高政策的可預(yù)期性，同時(shí)發(fā)揮市場(chǎng)公開透明的作用。作為低碳城市及是碳市場(chǎng)的試點(diǎn)城市，上海在能源領(lǐng)域完成了很多先導(dǎo)性的工作。申能成立專業(yè)公司進(jìn)行碳資產(chǎn)管理正當(dāng)其時(shí)，有助于申能集團(tuán)本身資產(chǎn)優(yōu)化以及市場(chǎng)活躍，希望申能碳科技與專業(yè)投資者發(fā)揮各自作用，積極推動(dòng)上海市低碳發(fā)展工作。

1.3.3 化感作用的生物活性測(cè)定參考文獻(xiàn)[9]的方法,所不同的是：每天20點(diǎn)觀察種子萌發(fā)情況,統(tǒng)計(jì)發(fā)芽數(shù)（胚根突破種皮1～2 mm）,并在培養(yǎng)皿中分別添加0.5 mL相應(yīng)濃度的水浸液以保證水分的供應(yīng)和化感物質(zhì)的持續(xù)影響,而又不至于使野草香微小種子常時(shí)間淹沒而腐爛.至發(fā)芽數(shù)穩(wěn)定后,記錄發(fā)芽數(shù)和成苗數(shù)（子葉展開,胚根、胚軸均生長(zhǎng)正常）,并測(cè)量胚軸和胚根的長(zhǎng)度.

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

化感綜合效應(yīng)（synthesis effect,SE）：用以綜合比較各因素不同水平、各處理組合及受體各指標(biāo)的化感作用強(qiáng)度.用測(cè)試指標(biāo)的RI值相加的平均值進(jìn)行評(píng)價(jià),SE＞0為促進(jìn)作用,SE＜0為抑制作用,絕對(duì)值的大小與作用強(qiáng)度一致,即S=（RI1+RI2+……+RIn）/n.其他指標(biāo)的計(jì)算及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析方法參照參考文獻(xiàn)[9]進(jìn)行.

2 結(jié)果與分析

2.1 A因素、B因素及A×B對(duì)受體6項(xiàng)指標(biāo)的影響

按1.4所述,分別對(duì)受體發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、發(fā)芽率、成苗率、胚軸長(zhǎng)度和胚根長(zhǎng)度6項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行方差分析,發(fā)現(xiàn)除A因素對(duì)受體發(fā)芽勢(shì)的影響沒有達(dá)到顯著水平（P＞0.05）外,A因素對(duì)胚根長(zhǎng)度影響已達(dá)顯著水平但未達(dá)到極顯著水平（0.01＜P＜0.05）,A因素對(duì)受體其他4項(xiàng)指標(biāo)及B因素、A×B互作對(duì)受體6項(xiàng)指標(biāo)的影響均達(dá)極顯著水平（P＜0.01）,需進(jìn)行多重比較.

2.1.1 A因素、B因素不同水平間的多重比較A因素、B因素不同水平間的多重比較結(jié)果見表1.

表1 A因素、B因素不同水平間的多重比較Tab.1 Multiple comparison among levels offactor A or factor B

由表1可知,從A因素不同水平處理受體后的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)值來看,均為A1＞A2＞A3,但A因素3個(gè)水平間對(duì)發(fā)芽勢(shì)的影響不存在顯著差異,說明數(shù)據(jù)的差異是由試驗(yàn)誤差造成的；A因素3個(gè)水平對(duì)發(fā)芽指數(shù)的影響表現(xiàn)為：A3與A2差異不顯著、與A1差異極顯著.從發(fā)芽率、成苗率、胚軸長(zhǎng)度、胚根長(zhǎng)度來看,雖均為A1＞A3＞A2,但又分3種情況：對(duì)發(fā)芽率來說,A因素3水平間均存在顯著差異,但A2與A3未達(dá)到極顯著水平；對(duì)成苗率和胚軸長(zhǎng)度來說,A1與A2、A3間均存在極顯著差異,但A2與A3間差異不顯著；對(duì)胚根長(zhǎng)度來說,僅A1與A2存在顯著差異,但未達(dá)到極顯著水平.

表1表明,B因素處理受體后,除對(duì)胚軸長(zhǎng)度的影響表現(xiàn)為隨水浸液濃度的升高先極顯著地增加,而后又隨濃度的繼續(xù)升高而極顯著降低外,其他5項(xiàng)指標(biāo)均表現(xiàn)為隨供體水浸液濃度的升高而減小,所不同的是低濃度的水浸液（B2）處理受體后,發(fā)芽率和成苗率的值有一個(gè)不顯著的降低,而發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、胚根長(zhǎng)度則有極顯著的降低.且高濃度（B5）處理受體后,6項(xiàng)指標(biāo)的值均最?。?）.

表2 A×B兩因素互作的多重比較Tab.2 Multiple comparison ofA×B

由表2可知,7個(gè)處理組合（A1B5、A2B4、A2B5、A3B4、A3B5、A1B4、A3B3）處理受體后,其發(fā)芽勢(shì)值與發(fā)芽指數(shù)的值不存在差異,而與其他組合間差異顯著.

從受體的發(fā)芽率、成苗率和胚軸長(zhǎng)度3個(gè)指標(biāo)的數(shù)值看,A1B4、A1B5、A2A3、A2B4、A2B5、A3B3、A3B4、A3B5 8個(gè)組合間差異不顯著,而與其他組合間差異顯著.從受體的胚根長(zhǎng)度值看,A1A3、A1B4、A1B5、A2B2、A2B3、A2B4、A2B5、A3B3、A3B4、A3B5 10組合間差異不顯著,而與其他組合間差異顯著.

2.2 受體6項(xiàng)指標(biāo)的RI和SE

按1.4所述,計(jì)算出RI和SE（見表3）.

表3 受體6項(xiàng)指標(biāo)的RI和SETab.3 RI and SE of6 indexes ofrecipienttreated with differentcombinations

從RI值看,除A1B2處理受體后,發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、發(fā)芽率、成苗率和胚軸長(zhǎng)度與A3B2處理受體后,發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、成苗率與胚軸長(zhǎng)度的RI值為正值,說明對(duì)受體各指標(biāo)起促進(jìn)作用外,其余組合處理受體后,各指標(biāo)的RI均為負(fù)值,表明對(duì)各指標(biāo)起不同程度的抑制作用.從SE值大小看,各組合處理受體后,對(duì)6項(xiàng)指標(biāo)總的抑制作用的強(qiáng)弱順序是：胚根長(zhǎng)度＞成苗率＞發(fā)芽指數(shù)=發(fā)芽率＞胚軸長(zhǎng)度＞發(fā)芽勢(shì)（見表3）.

根據(jù)表3數(shù)據(jù)及1.4所述,計(jì)算A因素和B因素不同水平的SE值（見表4）.

表4 A因素和B因素不同水平的SETab.4 SE ofdifferentlevels offactor A and Factor B

從表4中SE值的正負(fù)和絕對(duì)值大小看,A因素不同水平對(duì)受體的自化感作用表現(xiàn)為抑制作用,即自毒作用,且強(qiáng)弱順序?yàn)椋喝~＞花序＞莖；B因素不同水平對(duì)受體的自毒作用隨濃度的升高而增強(qiáng),直至完全抑制.

3 結(jié)論與討論

本研究表明,野草香莖葉、花、序水浸液均具自毒作用,自毒作用的強(qiáng)弱因器官和濃度不同有別.同濃度時(shí),葉片水浸液的自毒作用最強(qiáng)；同器官時(shí),自毒作用隨濃度的升高而增強(qiáng).供體主要通過抑制受體胚根的伸長(zhǎng)和生長(zhǎng)而影響供體幼苗的生長(zhǎng)和發(fā)育.

植物化感作用的強(qiáng)弱與供體植物的器官有關(guān)[10].本試驗(yàn)中,野草香的自毒作用表現(xiàn)為葉片水浸液最為強(qiáng)烈,其次是花序,二者之間差異不大,而莖的自毒作用最弱,可能的原因是：葉片和花序中所含的水溶性自毒物質(zhì)較多,莖中的自毒物質(zhì)較少.至于野草香所含自毒物質(zhì)的種類、數(shù)量及存在形態(tài)尚有待研究.

野草香水浸液對(duì)胚根長(zhǎng)度和胚軸長(zhǎng)度的抑制作用大于對(duì)發(fā)芽率的抑制作用,這與王希等[11]對(duì)異齡苜蓿自毒作用的研究結(jié)論一致.本試驗(yàn)中觀察到,當(dāng)供體水浸液濃度較高時(shí),受體的胚根多不伸長(zhǎng),有些伸長(zhǎng)的胚根短且呈深褐色,背向?yàn)V紙扭曲生長(zhǎng).原因可能是,水浸液濃度高時(shí),其中的自毒物質(zhì)含量較高,對(duì)胚根的伸長(zhǎng)生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制或毒害.胚根對(duì)自毒物質(zhì)的敏感性強(qiáng)于胚芽[12],盧成等[13]亦報(bào)道,紫花苜蓿化感物質(zhì)的作用部位是受體植物的根部,通過抑制根部細(xì)胞的伸長(zhǎng)和發(fā)育能夠影響根部吸收能力,限制受體植物地上部發(fā)育,并最終導(dǎo)致其生物量下降,甚至死亡.

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（責(zé)任編輯：鄧天福）

Autointoxication of aqueous extracts from up-ground organs of Elsholtzia cypriani

Zhou Xiumei1,Liu Jianyu2,Liu Guangming1,Li baoyin1,Lin Ziyu1
（1.Henan Institute ofScience and Technology,Xinxiang 453003,China；2.Lingbao Horticultural Bureau,Lingbao 472500,China）

In order to discover the autointoxication of aqueous extracts from up-ground organs of Elsholtzia cypriani, having taken the dry stems,leaves and inflorescences as donors and the seeds of E.cypriani as recipients,the experiment was designed as A×B=3×5 factorial and arranged randomly,the 6 indexes,such as germination energy, germination index,germination rate,seedling rate,embryonal length and radicle length were determined by bioassay methods and the response index（RI）and synthesis effect（SE）were also calculated．The results showed that：The SE values for the three levels of factor A were-0．52,-0．64 and-0．61,separately,which indicated the autointoxication order of the donors was leave＞inflorescence＞stem；The SE values for the five levels of factor B were 0,-0．18,-0．78,-0．99 and-1．00,respectively,which indicated the autointoxication of the donors was stronger with the rising of the concentration；The SE values for the six indexes were-0．53,-0．58,-0．58,-0．59,-0．54 and-0．73,respectively, which indicated the order from the strongest to the weakest of autointoxication on the six indexes of recipients were radicle length＞seedling rate＞germination index=germination rate＞embryonal length＞germination energy．

Elsholtzia cypriani；aqueous extracts；seed germination；autointoxication

S567.23+9

A

1008-7516（2013）01-0013-05

10．3969/j．issn．1008-7516．2013．01．004

2012-12-07

河南省教育廳科技攻關(guān)項(xiàng)目（12A220001）；河南科技學(xué)院重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目（2008012）

周秀梅（1966-）,女,河南蘭考人,博士,教授．主要從事園林植物與觀賞園藝相關(guān)的教學(xué)和科研工作．