李怡瑩,苗春澤,劉學(xué)芝,劉 丹,郭 紅
(1.白山市林業(yè)科學(xué)研究院,吉林白山 134300;2.磐石市吉昌國有林保護(hù)中心,吉林磐石 132300)
植物入侵可能降低生物多樣性,不利于生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定,人們試圖用化感效應(yīng)來解釋外來植物的入侵機(jī)制[1]。化感效應(yīng)指通過某些途徑向環(huán)境釋放化學(xué)活性物質(zhì)從而影響鄰近植物生長的效應(yīng),這種效應(yīng)多表現(xiàn)為抑制作用[2]。化感物質(zhì)主要來源是植物地上部位或凋落物,通過淋溶、揮發(fā)等方式影響周圍植物生長,對植物配置的科學(xué)性和植物群落演替有直接影響,從而危害生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定和功能揮發(fā)[3]?;鹁鏄洌≧hustyphina L.)系漆樹科(Anacardiaceae)鹽膚木屬(Rhus),其根蘗繁殖能力強(qiáng),易形成單優(yōu)種群,占據(jù)園林植物中常用植物的生態(tài)位,使其他植物失去生存空間。本試驗(yàn)研究火炬樹葉提取液對波斯菊和萬壽菊種子萌發(fā)、幼苗生長的影響,進(jìn)而明確火炬樹化感作用機(jī)理,為其入侵機(jī)制提供一定的理論依據(jù)。
火炬樹葉采自白山林科院外,萬壽菊和波斯菊種子購于園林種業(yè)公司。
1.2.1 火炬樹葉片提取液的制備
取火炬樹葉片,用無菌水清洗、風(fēng)干,稱取鮮葉20 g,加80 ml無菌水,密閉浸提48 h。過濾后,4 000 r/min離心20 min,以濾液為母液,分別配置成0.2、0.1、0.05、0.025及0 g/ml濃度的溶液。4℃密閉保存?zhèn)溆谩?/p>
1.2.2 種子萌發(fā)
將受試種子擺在培養(yǎng)皿中,30粒/皿,1個(gè)處理3次重復(fù)。加入上述不同濃度的處理液2 ml,置于(25±1)℃,80%濕度條件下的人工智能培養(yǎng)箱進(jìn)行培養(yǎng),依據(jù)濾紙濕度狀況1~2天補(bǔ)充相應(yīng)濃度的處理液1 ml。24 h觀察記錄1次種子萌發(fā)情況,計(jì)算各受試植物的發(fā)芽數(shù)、化感效應(yīng)指數(shù)(RI)[4]。
(RI):RI=1-C/T(T≥C),RI=T/C-1(T<C)。
C為對照組測定值,T為處理組測定值。當(dāng)RI>0表示促進(jìn)作用,當(dāng)RI<0表示抑制作用,RI絕對值的大小表示化感效應(yīng)的強(qiáng)度。
1.2.3 生理指標(biāo)測定
受試植物出苗15 d后測定相關(guān)生理指標(biāo)。超氧化物歧化酶(SOD)活性、過氧化物歧化酶(POD)活性[6]。
1.2.4 數(shù)據(jù)處理分析
采用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和作圖,用SPSS18.0進(jìn)行單因素方差分析和差異顯著性檢驗(yàn)。
火炬樹葉水浸提液對兩種植物的發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)均產(chǎn)生不同程度的抑制作用,隨水浸提液濃度的增加,抑制效果表現(xiàn)得越明顯(表1)。對于發(fā)芽率的影響:除萬壽菊在0.1~0.2 g/mL濃度外,其余各植物和濃度之間均呈極顯著差異(P<0.01)。對于發(fā)芽指數(shù)的影響:2種受體植物各濃度處理之間差異均呈顯著水平(P<0.05)。
表1 火炬樹葉水浸液對受體植物種子萌發(fā)影響
2.2.1 POD酶活性的影響
受體植物幼苗體內(nèi)POD酶活性隨浸提液濃度的變化,呈低濃度促進(jìn)高濃度抑制的作用。對萬壽菊的影響:在0~0.05 g/ml時(shí),POD酶活性呈逐漸上升趨勢,0.05 g/ml時(shí)達(dá)到最大促進(jìn)作用,分別比對照提高了138.25%;在濃度為0.2 g/ml時(shí),對POD酶活性抑制作用最強(qiáng)。對波斯菊的影響:在0.025 g/ml質(zhì)量濃度處理下,POD酶活性達(dá)到最大促進(jìn)作用,比對照提高了17.3%;當(dāng)濃度為0.05 g/ml時(shí),促進(jìn)變?yōu)橐种?,POD酶活性顯著低于對照(表2)。
表2 火炬樹葉水浸提液對受體植物酶活性影響
2.2.2 SOD酶活性的影響
受體植物幼苗體內(nèi)SOD酶活性變化趨勢與POD變化趨勢大致相同,隨水浸提液濃度的升高SOD酶活性先升高后降低。當(dāng)濃度為0.025 g/ml時(shí),波斯菊SOD酶活性達(dá)到最大值,當(dāng)濃度為0.05 g/ml時(shí),SOD酶活性開始降低,僅比對照提升了5.1%,與對照相比,除0.05 g/ml濃度外,其余各濃度處理下差異顯著(p<0.05)。對于萬壽菊的影響:在濃度為0~0.05 g/ml時(shí),對SOD酶活性表現(xiàn)出促進(jìn)作用,在濃度為0.05~0.2 g/ml時(shí),表現(xiàn)出抑制作用,分別比對照降低了9.6%、36.6%。除0.025 g/ml濃度下對萬壽菊的影響不顯著外,其余各處理間差異顯著(p<0.05)(表2)。
通過化感效應(yīng)指數(shù)計(jì)算出化感綜合效應(yīng),在0.025 g/ml時(shí),對受體植物有促進(jìn)作用;在0.05 g/ml時(shí),對萬壽菊有促進(jìn)作用,其它高濃度下又轉(zhuǎn)為抑制作用(表3)。
表3 火炬樹葉水浸提液對受體植物綜合影響
實(shí)驗(yàn)結(jié)果:表明不同受體植物對火炬樹化感作用敏感程度不同,火炬樹葉水浸提液的化感作用具有濃度相應(yīng)。2種受體植物可通過改變體內(nèi)酶活性來抵抗火炬樹低濃度的侵害。不同濃度對受體植物的化感作用影響強(qiáng)弱順序?yàn)椋?.2 g/ml>0.1 g/ml>0.05 g/ml>0.025 g/ml>0 g/ml,在0.2 g/ml時(shí)影響最大;且火炬樹葉水浸提液對兩種受體植物的化感敏感性強(qiáng)弱順序?yàn)椋翰ㄋ咕眨救f壽菊。