空心莲子草浸提液对三种作物化感效应的研究

作     者：甄伟伟 

作者单位：扬州大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈刚

授予年度：2012年

学科分类：09[农学] 0904[农学-植物保护] 

主      题：化感作用 空心莲子草 水稻 玉米 油菜 敏感性 

摘      要：化感作用是指自然界中的植物和微生物通过自身的挥发、分泌、残体分解或雨雾淋溶等途径向周围的环境释放出化学物质,从而抑制或者促进周围植物和微生物生长发育的现象。它在生物防治、植物保护、森林抚育、作物的增产等方面都有着广阔的应用前景。 空心莲子草又叫做喜旱莲子草,俗称为水花生,是苋科(Amaranthaceae)莲子草属(Alternanthera)的多年生宿根草本植物,由于它的生命力很强适应水生和陆生环境,生长繁殖十分迅速,是广泛分布于我国的一种恶性入侵植物。空心莲子草能够以根茎进行无性繁殖,一小段根或是一节茎在一定条件下都可以成活。它的匍匐茎非常发达,可以在节处生根,茎的节段也可以生成株,得以蔓延扩散,在短时间内就可以形成大面积单一的群落。对我国的环境、农业经济和生物多样性均造成了严重危害,并在2003年被国家环保总局列入首批外来入侵物种名单,所以研究空心莲子草的化感作用对进一步阐明其成灾机理,对有效治理入侵物种有着非常重要的意义。 本研究用生物测定方法研究了空心莲子草地上部分、地下部分、水上部分和水下部分的浸提液对水稻、玉米和油菜三种作物种子萌发、幼苗生长和某些生化指标的影响。研究结果表明空心莲子草浸提液对这三种作物种子萌发、幼苗的生长和生理过程都有着不同程度的影响。空心莲子草的浸提液对水稻、玉米和油菜种子的萌发率和萌发势有显著的抑制作用,同时对受体植物的根的生长表现出抑制作用,并且在低浓度(0.05g/mL)浸提液作用下能促进受体植物幼苗根的生长,高浓度则抑制它的生长。在这三种受体植物幼苗生长的过程中,空心莲子草浸提液使受体植株体内的过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)的活性整体上处于下降趋势,而使丙二醛(MDA)的含量增加,表明在空心莲子草浸提液处理之下,受体植物细胞内的活性氧增加,从而导致它的生物功能分子遭到破坏引起膜脂过氧化作用,膜脂过氧化产物MDA产生,抗氧化酶系统在一定程度也受到损伤。同时在空心莲子草浸提液作用下,受体植物叶片的电解质外渗程度整体上高于对照组,说明在空心莲子草浸提液处理之下受体植物叶片的细胞膜遭到破坏,使叶片细胞的离子外渗增加。另外,高浓度空心莲子草浸提液处理后,受体植物的叶绿素含量低于对照,通过对叶绿素荧光参数分析可以发现,在空心莲子草浸提液处理之后,三种受体植物的Fo的值高于对照组,Fm、Fv/Fo、Fv/Fm、qP和NPQ低于对照组,说明受体植物的PSII中心受到光抑制,光合电子传递受到阻碍。说明空心莲子草浸提液中含有的化感物质影响了受体植物的光合作用。不同浓度和不同部位的空心莲子草对受体植物的化感效应不同,实验显示地下部分的化感效应大于地上部分,水下部分化感效应大于水上部分的,化感效应与处理的浓度呈现正相关。不同种类的受体植物对空心莲子草的敏感程度也不同,总体上来看,三种受体植物之中,油菜对空心莲子草的敏感性最强,玉米次之,水稻对其化感效应最弱。 基于本研究表明,空心莲子草有比较强的化感作用,经过水浸之后产生的化感物质可以影响水稻、玉米和油菜的种子萌发、根的生长、叶片电解质外渗和酶的活性,因此可以推断空心莲子草成功入侵的主要因素之一是向周围环境中释放化感物质。