大花千金菊的草根活性成分测定

大花千金菊的草根活性成分测定

随着农村经济条件的改善和高效优质农业的发展，杂草在农业中的作用越来越大。然而，大量使用合成化学剂也带来了许多问题，如污染、抗杂草群落增加、抗杂草抗草等。结果表明，研究人员在自然界中找到高效、低毒、低残留的杂草活性物质并进行开发利用是有价值的。其中,有关植物源除草活性物质的研究非常活跃。而这一研究的基础是植物间的“异株克生”即化感作用(allelopathy)。植物化感作用是指植物通过释放化学物质到环境中而对其他植物产生直接或间接的抑制或促进作用。所释放的化学物质被称为化感物质,是植物体在生命活动中和残体分解时产生的初级或次级代谢物,它们最重要的除草作用是抑制种子发芽,减缓或破坏植物的正常生长。为了寻找具有除草活性的植物及其活性器官,为进一步开展除草活性化合物的提取、分离研究提供依据,本研究利用琼脂混粉法对尚未见报道的大花金鸡菊(CoreopsisgrandifloraHogg.)不同组织的除草活性进行了测定。该植物属于菊科金鸡菊属,为多年生宿根草本植物,原产美洲,1936年作为观赏植物引入我国。由于该草耐贫瘠,抗污染,繁殖力强,因此在南方许多地区被作为水土保持植物而大量种植,目前在全国各地均有分布。但由于其竞争力强,扩散快,很容易形成单一群落,因而已经对其所处生态系的生物多样性构成了威胁。研究大花金鸡菊不同组织的除草活性将为进一步开展植物源除草剂的研究和阐明其具有的生态效应提供依据。1材料和方法1.1试验材料大花金鸡菊(Coreopsisgrandiflora)植株采于青岛农业大学校园。1.2小麦属genusstivum抗热绿湖黑核西生菜特选种388(LactucasativaLinn.var.ramosaHort,蔡兴利国际有限公司,美国);小麦(Triticumaestivum,烟农24号);反枝苋(AmaranthusretroflexusL.)、稗草(Echinochloacrusgalli(L.)Beauv)、苘麻(AbutilontheophrastiMedicusMalv.)。3种杂草的种子均采自青岛农业大学校内。1.3测试方法本研究参照罗小勇提出的琼脂混粉法进行。1.3.1铁筛粉末的制备将采集到的大花金鸡菊材料按不同器官组织分开后置阴凉处干燥,而后用电动万能粉碎机(FW100型,转速24000r·min-1,天津市泰斯特仪器有限公司)粉碎2min左右,取过40目铁筛的粉末备用。1.3.2调整时间、洗涤剂次数将各指示植物种子浸入0.2%次氯酸钠溶液中消毒15min后,洗涤并用流水浸泡2~6h(根据室内温度调整时间)吸水,而后用蒸馏水洗涤数次。在已消毒的带盖方盘内铺一层具有优良吸水性能的厨房用纸后,将已吸水的植物种子摆放其上,而后滴加蒸馏水至纸张湿润但种子不漂浮为止,上盖后置于全智能人工气候箱(HP1000GS-B型,武汉瑞华仪器设备有限责任公司)内发芽,24~72h后胚根(或种子根)的长度将达到3~5mm。1.3.3植物总脂的制备称取0.5g的琼脂粉分别置于300mL三角瓶内后加入蒸馏水使总体积达99mL,放入微波炉内加热至完全溶解后静置,待冷却至60℃左右时分别加入已称好的植物粉末各1g混匀,配制成含有10g·L-1植物粉末的0.5%琼脂溶液,然后分别均匀倒入3个25mL小烧杯内,冷凝。以未加植物材料的0.5%琼脂凝胶为对照处理。1.3.4种子培养和贮藏用尖嘴镊子在已冷凝的琼脂表面插5个小口后,分别夹取胚根(种子根)长度基本一致的已发芽指示植物种子,将胚根(种子根)垂直由小口轻轻插入琼脂基质中。每烧杯5粒,重复3次。而后将所有烧杯用锡纸封口并置于已消毒的小纸箱内,放入人工气候箱遮光培养3d。人工气候箱的设置条件为:14h光照(25℃)和10h黑暗(20℃)的自动循环,箱内的相对湿度为60%。1.3.5生长量的测定及分析方法培养3d后用电子游标卡尺分别测量指示植物胚根(种子根)和胚轴(胚芽鞘)的长度,计算胚根(种子根)和胚轴(胚芽鞘)的实际生长量,应用EXCEL软件,以生长量为基数,分别计算每种植物器官处理对指示植物胚根(种子根)和胚轴(胚芽鞘)生长的抑制率以及对样本的误差。同时应用SPSS软件以LSD法对获得的抑制率进行了差异显著性分析。生长量=处理后的胚根(胚轴)长-处理前的胚根(胚轴)长抑制率/%=对照生长量−处理生长量对照生长量×100%/%=对照生长量-处理生长量对照生长量×100%误差=标准偏差3√=标准偏差32结果与分析2.1根、茎、叶和器官对紫菜种子生长的抑制率由表1可见供试植物的4种器官在10g·L-1的粉末添加浓度下(下同)均对生菜幼苗的生长显示了明显的抑制作用,且对生菜胚根生长的抑制率均高达93%以上,各处理之间差异不显著。根、茎和叶器官对生菜胚轴的生长也显示了明显的抑制作用,但抑制率略低于对胚根的抑制,分别达92.0%、87.8%和88.5%,而种子的抑制率相对较低,为68.7%。研究中还发现经这些器官处理的生菜幼苗的胚根根尖大多已变褐枯死。2.2器官对胚轴的抑制率低,总体上缺乏生长,这也是制约胚轴生长的重要因素之一,主要表现为由表2可见大花金鸡菊的不同器官对反枝苋幼苗的生长具有不同程度的抑制作用,且对胚根生长的抑制效果明显高于对胚轴的抑制。其中,以花器官对反枝苋胚根生长的抑制效果最好,抑制率高达98.2%,胚根几乎没有生长;叶柄、种子、萼片、叶和根器官的抑制率相对较低,但也达80.0%以上,茎器官的抑制率最低,为75.7%。各器官中只有根对胚轴的生长显示了较好的抑制效果,抑制率达62.4%,其余器官则较低。(n=3)inthetable.Differentlowercasesandcapitalsinarowmeansignificantdifferencesat0.05and0.01level,respectively.Thesamebelow.2.3反枝苋胚轴的抑制效果由表3可见大花金鸡菊的不同器官对苘麻幼苗的生长均具有明显的抑制作用,且对胚根的抑制效果高于对胚轴的抑制。其中,种子、叶柄、萼片和叶器官对反枝苋胚根的抑制率都均高达90%以上,而茎和根器官的抑制作用则分别只有78.5%和66.6%。各器官对反枝苋胚轴生长的抑制效果差异不大,抑制率在49.8%~66.1%之间。2.4对种子根生长和种子根生长的影响表4所示为大花金鸡菊不同器官对稗草幼苗生长的影响。可见其不同器官对稗草幼苗的生长也具有比较明显的抑制作用,且对种子根生长的影响明显高于对胚芽鞘的抑制作用。其中,各器官对稗草种子根和胚芽鞘的抑制效果分别介于68.7%~80.8%和41.4%~58.4%之间,多数处理间差异不显著。2.5种子抑制效果表5所示为大花金鸡菊不同器官对小麦幼苗生长的影响。可见其不同器官对小麦幼苗的生长显示了不同程度的抑制作用,各器官之间的抑制效果差异明显。其中,对种子根的抑制效果最高的是叶器官,其抑制率达75.7%,其次为花、根、叶柄、种子、萼片和茎,抑制率分别为65.9%、57.3%、50.6%、49.9%、38.8%和32.1%;各器官对小麦胚芽鞘生长的抑制效果明显低于对种子根的抑制效果,抑制率在11.0%~37.3%之间,所表现出的抑制效果大小趋势与对种子根的抑制基本相同。3对其他受体植物的抑制效果上述研究表明,大花金鸡菊的不同器官粉末在10g·L-1的添加浓度下对各受体植物幼苗的生长均具有抑制作用,且对不同的受体植物抑制程度不同。其中,对生菜、反枝苋和苘麻3种双子叶植物所表现出的抑制效果要高于对小麦和稗草2种单子叶植物的抑制效果