趙 宇，丁紅衛(wèi)

(1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué) 院士辦公室，云南 昆明 650201；2.云南農(nóng)業(yè)大學(xué) 對(duì)外合作交流處，云南 昆明 650201)

常春油麻藤(Mucuna sempervirens)和蔓花生(Arachis duranensis)均為豆科(Fabaceae)蝶形花亞科(Papilionaceae)植物，前者為油麻藤屬(Mucuna)常綠高大木質(zhì)藤本植物[1]，是重要的園林立體綠化植物[2]。近年來(lái)，一些學(xué)者對(duì)常春油麻藤的觀賞特性、綠化造景、食用和藥用價(jià)值[3]以及葉綠體基因組[4]等進(jìn)行了研究，但對(duì)其他園林綠化植物的化感作用鮮有報(bào)道。蔓花生為落花生屬(Arachis)多年生宿根草本植物，原產(chǎn)于亞洲熱帶及南美洲，生長(zhǎng)快、根系發(fā)達(dá)、觀賞性強(qiáng)，被廣泛作為地被植物[5]。地被植物是現(xiàn)代園林中不可或缺的景觀組成部分，在垂直綠化中有十分重要的作用。在垂直綠化設(shè)計(jì)中，常春油麻藤和香樟等常綠樹(shù)種常與地被植物配置應(yīng)用，但地被植物常由于郁閉度高導(dǎo)致生長(zhǎng)不良[6]，而其中高大常綠植物對(duì)地被植物的化感作用鮮受關(guān)注。筆者實(shí)地調(diào)查發(fā)現(xiàn)：種植在常春油麻藤下的蔓花生長(zhǎng)勢(shì)不良。為進(jìn)一步探究常春油麻藤對(duì)蔓花生可能存在的抑制性化感作用，本研究采用常春油麻藤葉片水提取液處理蔓花生莖段和葉片，通過(guò)測(cè)定蔓花生節(jié)上不定根的生長(zhǎng)情況、葉片抗氧化酶活性、過(guò)氧化氫和丙二醛(MDA)含量以及質(zhì)膜透性等變化，分析常春油麻藤對(duì)蔓花生的化感作用，以期引起人們對(duì)園林植物間的抑制性化感作用的重視。

1 材料與方法

1.1 供試植物

于云南農(nóng)業(yè)大學(xué)校園綠化帶中選取生長(zhǎng)良好、無(wú)病蟲害的常春油麻藤和蔓花生。

1.2 常春油麻藤葉片水提取液制備

剪取成熟常春油麻藤葉片用蒸餾水洗凈，剪碎，加適量蒸餾水研磨，振蕩提取2 h，制備成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的水提取液，使用時(shí)用蒸餾水稀釋成1%、3%、5%、7%和9%的工作液，用于脅迫培養(yǎng)蔓花生的離體莖段和葉片。

1.3 蔓花生脅迫培養(yǎng)及指標(biāo)測(cè)定

1.3.1 莖段和節(jié)上不定根的測(cè)定

將剪切后的蔓花生離體莖段插入燒杯中，每支蔓花生莖段3 個(gè)節(jié)，以淹沒(méi)3 個(gè)莖節(jié)為度分別加入不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的常春油麻藤工作液，每個(gè)質(zhì)量分?jǐn)?shù)處理20 支蔓花生，室溫培養(yǎng)，每天定時(shí)置換工作液，至對(duì)照組(僅加入蒸餾水)不再長(zhǎng)不定根時(shí)結(jié)束培養(yǎng)(約12 d)，計(jì)數(shù)不定根數(shù)量并測(cè)定其長(zhǎng)度，用于化感效應(yīng)指數(shù)計(jì)算。每個(gè)處理重復(fù)3 次試驗(yàn)。

1.3.2 葉片相關(guān)抗氧化指標(biāo)的測(cè)定

剪取蔓花生葉片置于平皿中，加入常春油麻藤工作液5 mL，室溫下培養(yǎng)3 d，每天定時(shí)置換工作液，用于測(cè)定抗氧化酶活性、H2O2和MDA含量以及質(zhì)膜透性。每個(gè)處理重復(fù)3 次試驗(yàn)。

參考陳建勛等[7]的方法測(cè)定SOD、CAT 和POD 活性[7]；分別采用二甲酚橙法[8]和硫代巴比妥酸(TBA)法[7]測(cè)定蔓花生葉片中H2O2和MDA 含量；質(zhì)膜透性用相對(duì)電導(dǎo)率表示，其測(cè)定采用電導(dǎo)率法[9]。

1.4 常春油麻藤對(duì)蔓花生的化感效應(yīng)指數(shù)計(jì)算

參照WILLIAMSON 等[10]的方法計(jì)算常春油麻藤對(duì)蔓花生的化感效應(yīng)指數(shù)(response index，RI)：RI=1-C/T。式中：C 和T 分別為對(duì)照組和處理組的測(cè)定結(jié)果，即莖節(jié)上不定根數(shù)量和長(zhǎng)度、葉片中SOD、CAT 和POD 活性、H2O2和MDA 含量以及電導(dǎo)率。RI＞0 為促進(jìn)作用，RI＜0為抑制作用。

1.5 統(tǒng)計(jì)分析

采用SPSS 19.0 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 常春油麻藤對(duì)蔓花生莖節(jié)不定根的影響

由圖1 和表1 可知：隨著常春油麻藤水提取液質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，蔓花生節(jié)上不定根數(shù)量減少、長(zhǎng)度減小。方差分析表明：除1%常春油麻藤處理組外，其余處理組的不定根數(shù)量與對(duì)照組差異顯著(P＜0.05)；常春油麻藤處理組的不定根長(zhǎng)度均顯著小于對(duì)照組(P＜0.05)。不定根數(shù)量和長(zhǎng)度的化感效應(yīng)指數(shù)均小于0，說(shuō)明常春油麻藤對(duì)蔓花生不定根生長(zhǎng)的化感作用為抑制作用。

表1 常春油麻藤水提取液對(duì)蔓花生莖節(jié)不定根生長(zhǎng)的化感效應(yīng)Tab.1 The allelopathy of adventitious roots growth of Arachis duranensis nodes stressed by aquatic extract of Mucuna sempervirens

圖1 常春油麻藤水提取液脅迫下蔓花生莖節(jié)上不定根生長(zhǎng)情況Fig.1 The adventitious roots growth of Arachis duranensisnodes stressed by aquatic extract of Mucuna sempervirens

2.2 常春油麻藤對(duì)蔓花生葉片抗氧化酶活性的影響

由表2 可知：蔓花生葉片中SOD 和POD 活性均隨常春油麻藤水提取液質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而下降，而CAT 活性隨常春油麻藤水提取液質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加呈先降低后升高，但各質(zhì)量分?jǐn)?shù)處理的SOD、POD 和CAT 活性均低于對(duì)照。3 種抗氧化酶的化感效應(yīng)指數(shù)均小于0，說(shuō)明常春油麻藤水提取液對(duì)蔓花生抗氧化酶活性呈抑制作用。

表2 常春油麻藤對(duì)蔓花生抗氧化酶活性的影響及化感效應(yīng)Tab.2 Effect of M.sempervirens on the antioxidant enzyme activity and allelopathy of A.duranensis

2.3 常春油麻藤對(duì)蔓花生葉片H2O2 和MDA 含量及質(zhì)膜透性的影響

由表3 可知：蔓花生葉片中H2O2含量和MDA 含量及相對(duì)電導(dǎo)率隨常春油麻藤水提取液質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而升高。H2O2和MDA 含量的升高，說(shuō)明常春油麻藤誘導(dǎo)蔓花生葉片產(chǎn)生較多的活性氧，活性氧增加使得膜脂被更多地過(guò)氧化。相對(duì)電導(dǎo)率的化感效應(yīng)指數(shù)均大于0，說(shuō)明常春油麻藤水提取液質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高，對(duì)葉片損傷越大，質(zhì)膜的透性也越大。

表3 常春油麻藤對(duì)蔓花生H2O2 和MDA 含量及細(xì)胞膜透性的影響Tab.3 Effect of M.sempervirens on the H2O2 and MDA contents and cell membrane permeability of A.duranensis

3 討論

植物間的化感作用廣泛存在于自然生態(tài)系統(tǒng)和農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中，化感物質(zhì)通過(guò)殘?bào)w分解、揮發(fā)和根系分泌等方式進(jìn)入環(huán)境而對(duì)相鄰植物的萌發(fā)和生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生抑制作用[17]。植物化感物質(zhì)包括萜類和黃酮類化合物[18]，它們是長(zhǎng)春油麻藤對(duì)蔓花生產(chǎn)生化感作用的物質(zhì)基礎(chǔ)[19]，這些物質(zhì)也可能誘導(dǎo)蔓花生氧化損傷，其具體作用機(jī)制有待進(jìn)一步研究。鑒于植物之間有抑制或促進(jìn)的化感作用，在園林綠化中需重視相互搭配植物間的化感作用。有研究指出：需通過(guò)實(shí)驗(yàn)室條件和田間試驗(yàn)評(píng)價(jià)化感潛能對(duì)植物的直接和間接作用[17]。如果一種植物對(duì)另一種植物產(chǎn)生抑制性化感作用，后者的生長(zhǎng)發(fā)育必定受到負(fù)面影響。在生產(chǎn)中，可以用一種植物莖葉的水提取液處理另一種植物的種子，通過(guò)測(cè)定后者種子的萌發(fā)率或種子活力來(lái)判斷化感作用是促進(jìn)作用還是抑制作用，進(jìn)而判斷植物是否可以搭配種植。

4 結(jié)論

常春油麻藤脅迫對(duì)蔓花生產(chǎn)生化感作用，導(dǎo)致蔓花生不定根數(shù)量及長(zhǎng)度減少，并有強(qiáng)烈的氧化損傷和質(zhì)膜損傷。若將蔓花生種植在常春油麻藤下，其生長(zhǎng)發(fā)育會(huì)受到不利影響。