南方红豆杉叶浸提液对小麦种子萌发与幼苗生长的影响1）

田胜尼，孙启武，王文娣

（1.安徽农业大学生命科学学院，合肥230036；2.中国林业科学研究院林业研究所）

红豆杉（Tasuxspp.）是一类古老的植物类群，是红豆杉科（Taxaceae）红豆杉属植物的总称。红豆杉属植物，全球共有11种，分布于北半球的温带及亚热带地区，在我国有4种及1变种：即东北红豆杉（T.cuspidata）、云南红豆杉（T.yunnanensis）、西藏红豆杉（T.wallichiana）、中国红豆杉（T.chinensis）和南方红豆杉（Taxuschinensisvar.mairei）［1］。其中，中国红豆杉和南方红豆杉为我国所特有。由于气候变化及人工活动因子的干拢，野生资源的红豆杉只在特殊的环境中得以幸存下来。南方红豆杉主要分布于长江流域、南岭山脉山区及河南、陕西、甘肃、台湾等省的山地或溪谷［2］。它对于所生长的小环境要求很特别，野生植株只有在深山密林之中才可以见到它的踪影。由于红豆杉种群竞争力弱、天然更新缓慢和地理分布局限等客观因素，已处于濒危状态，1999年在我国将红豆杉属所有物种列入国家一级保护植物［3］。

因红豆杉体内提取的紫杉醇（Taxo1）具有特殊的抗癌疗效［4］，1992年12月美国FDA正式批准紫杉醇用于治疗晚期卵巢癌和乳腺癌。红豆杉抗癌疗效引起了人们对世界范围内红豆杉属植物的关注。由于其独特的抗癌机制，目前已成为世界上销售额最大的抗癌药物［5］。为了解决紫杉醇工业化生产的原料来源问题，很多学者进行了多方面的研究，包括培育红豆杉、化学人工合成、细胞培养和内生真菌发酵［6－13］。近些年来，由于其次生代谢产物紫杉醇药品的开发，国内外对红豆杉原料需求量不断加大，引起全国众多农业企业将目标投放到红豆杉的产业中，大面积发展红豆杉的人工种植［14］。据了解，南方红豆杉的种植面积超过近万公顷。红豆杉用于治癌药用资源的提取物外，其植物体内还存在一些抑制物的成份，这能否用于生物农药等其它方面的用途，成为不少红豆杉企业关注重要问题之一［15－16］。本文通过南方红豆杉叶水浸取液对小麦种子萌发及幼苗生长等方面的影响研究，对小麦种子的萌发和幼苗生长是否有存在一定的抑制作用，为南方红豆杉在生物农药等方面的利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 南方红豆杉叶的水浸提溶液的制备

供试植物南方红豆杉，于11月采集于安徽黄山黟县红豆杉野外救护与可持续利用研究基地。选取生长健壮的红豆杉枝条带回，先自来水洗净植株，再用去离子水冲洗若干次，置于实验台晾干表面水分。先剪下枝条上面的叶片，再将叶片剪碎。按1g鲜重加10mL去离子水的比例放置于密封容器内浸泡48h，然后用双层纱布过滤，即得到红豆杉叶的浸提液母液，浓度为100g／mL，在4℃冰箱中保存备用［17－18］。

1.2 受试植物

本实验供试种子小麦（Raphanussativus）购置于合肥市安徽春禾种业有限公司。用1%的KMnO4溶液对小麦种子进行消毒30min后，用灭菌的去离子水充分再冲洗数次，供种子萌发实验用。

1.3 红豆杉浸提液对小麦种子萌发影响的试验

种子萌发实验采用培养皿滤纸法进行［17－18］。将红豆杉叶原液稀释分别为2g／mL、4g／mL、6g／mL、8g／mL、10g／mL 5种不同处理浓度。采用直径为9cm的培养皿，分别铺入2张试纸，加入10mL各浓度的提取液，每个处理3个重复，以蒸馏水作对照（CK），每培养皿分别放入籽粒饱满、均匀一致，并经过消毒的的30粒小麦种子。置于恒温人工气候箱中培养中，温度控制在（25±1）℃，光照强度2000lx，光照时间16h／8h。种子萌发以胚根或胚芽突破种皮为萌发标准。实验过程中补充适量相应浓度的红豆杉叶浸提液，以保持滤纸潮湿供种子萌发后正常生长所需。每隔3天记录萌发种子数，12d后测量每株根长、不定根的数目、苗高及生物量。种子萌发率按下列公式计算：种子萌发率＝（发芽种子数／供试种子数）×100%计算［19］。

1.4 数据统计与处理

本实验中所得结果数据用Excel和SPSS13.0数据处理系统进行统计和多重比较分析［21］。

2 结果与分析

2.1 南方红豆杉叶浸提液对小麦种子萌发的影响

图1 南方红豆杉叶浸提液对小麦种子萌发率的影响

在5种不同浓度的红豆杉叶水浸提液中，小麦种子萌发率随浓度的变化结果如图1所示。由图1可看出，小麦种子在红豆杉叶提取液中培养的萌发率在浓度低于6g／mL时，小麦种子的萌发率高于对照组。这表明，低浓度的南方红豆杉叶浸提液对小麦种子的萌发率有促进作用。当浸提液的浓度达到8g／mL时，小麦种子的萌发率开始出现下降。随着浓度的继续升高，种子萌发率逐渐降低。这表明南方红豆杉叶浸提液对种子萌发的影响在低于6g／mL的浓度范围内有促进小麦种子萌发作用。当浸提液浓度高于8g／mL时，对小麦种子萌发则有抑制作用，且随着浸提液浓度的增加，抑制作用逐渐加强。

实验观察发现，在不同浓度红豆杉叶浸提液中，小麦种子的萌发速度也有着一定的差异。如实验开始3天后，对照组小麦的种子发芽率仅为70.00%，在2g／mL叶浸提液中小麦种子平均发芽率达到82.23%，比对照组高12.23%。这表明，在小麦种子的萌发初期，低浓度的南方红豆杉叶浸提液对小麦的萌发有促进作用。

2.2 南方红豆杉叶浸提液对小麦根系的影响

小麦种子在南方红豆杉叶浸提液中培养12d后，测定各培养皿中每株小麦幼苗根的长度、苗的高度。先计算每个培养皿植株的平均根长和苗高，再将每个处理组的3个重复求出平均作为该处理组的根长和苗高。南方红豆杉叶浸提液对小麦根长的影响结果如表1所示。

表1 南方红豆杉浸提液对小麦根长的影响

从表1可看出，随着南方红豆杉叶浸提液浓度的升高，小麦幼苗的根长表现为逐渐下降的趋势。在对照组中，小麦根长平均长度是15.23cm。在浓度为4g／mL处理液中，小麦根长平均长度是12.34cm，根长的抑制作用达到18.98%。当浓度为10g／mL时，小麦根长平均长度是8.76cm，根长的减少达到42.48%。

不同处理浓度下的小麦根长多重比较分析结果表明，不同浓度南方红豆杉浸液对小麦根的长度存在显著的影响（P＜0.05）。对照组与浓度为2g／mL组之间未表现出显著的差异，但到浓度高达4g／mL时，小麦的根长表现出显著的差异。当浓度达到6g／mL时，小麦的根长达到极显著的差异。这表明，不同浓度红豆杉叶浸提液对小麦根的生长产生显著的抑制作用，抑制作用随着浓度的增加抑制作用增强。

2.3 南方红豆杉叶浸提液对小麦苗高的影响

不同浓度南方红豆杉叶浸提液对小麦幼苗苗高结果如表2所示。

表2 南方红豆杉浸提液对小麦根长和苗高的影响

从表2中可以看出，南方红豆杉叶浸提液对小麦茎的生长表现为先促进后抑制的作用。当浓度低于6g／mL时，南方红豆杉浸提液对小麦幼苗茎的生长表现为促进作用。当浓度大于8g／mL时，表现为抑制作用。当浓度为4g／mL时达到最大的促进作用。当浓度高于8g／mL后，红豆杉叶浸提液对小麦幼苗茎的生长的表现为一定的抑制作用。方差分析结果发现，随着浓度的增加，小麦的苗高表现为先上升后下降的趋势，但南方红豆杉浸提液对小麦的苗高不存在显著的差异。

2.4 南方红豆杉叶浸提液对小麦须根数目的影响

南方红豆杉叶浸提液对小麦须根数目的影响结果如图2所示。

图2 南方红豆杉叶浸提液对小麦须根数目的影响

从图2中可以看出，不同浓度的南方红豆杉叶浸提液对小麦不定根数的数量表现为随着浸提液浓度的增加而增加。实验观察发现，对照处理组小麦不定根数目平均为5.5根，当浓度为4g／mL时，小麦不定根数目平均增为5.9根，增加了7.27%。当浓度为10g／mL时，小麦不定根数目平均为6.3增加了14.55%。这表明，在供试的浓度范围内，南方红豆杉浸提液促进小麦须根数目的增加。

2.5 红豆杉浸提液对小麦幼苗生物量的影响

南方红豆杉叶浸提液对小麦幼苗地上部分和根的单株生物量影响结果如图3所示。从图3中可以看出，供试浓度的红豆杉叶浸提液对小麦幼苗根和茎的生物量均大于对照组小麦根和茎的生物量，二者均表现先增加后下降的趋势。对于茎的生物量而言，对照组茎的单株干重只有0.3501g，但在2g／mL溶液中，小麦单株茎干重达到0.4187g，比对照组增加19.6%。当叶浸提液的浓度达到6g／mL时，茎的生物量达到最高值。当浓度继续升高时，茎的生物量开始出现下降。这表明低浓度的南方红豆杉叶浸提液对小麦幼苗茎的生长有促进作用，当浸提液的浓度高于一定的浓度后才表现为抑制作用。

图3 南方红豆杉叶浸提液对小麦生物量的影响

从图3可以看出，在不同浓度南方红豆杉浸提液处理下，小麦根的生物量也表现为随着浓度的增加，根的生物量也表现为先增加后下降的趋势。但供试的各浓度处理液中，生物量都高于对照组，表现为促进根的生长。其中在浓度为2g／mL处理液时，根的生物量达到最大值为0.2458g，而对照组单株只有0.1291g，其根部生物量增加了90.4%。但当浓度达到4g／mL时，根的生物量开始出现下降的趋势。这表明南方红豆杉叶浸提液对小麦根生物量表现为低浓度促进，较高浓度才出现抑制的现象，其中浓度为2g／mL时，促进作用最为明显。

3 讨论与结论

红豆杉是提纯抗癌药物紫杉醇的重要药用植物，世界各国都在寻求多种方法生产紫杉醇［20－21］。因受制于红豆杉有限的野生资源，而通过红豆杉的人工栽培则是当今实行紫杉醇产业化的主要途径。南方红豆杉为我国一级保护树种，相对于同属其它植物，其紫杉醇含量较低。因其早期速生、宜短周期经营而成为众多企业的首选［22］。但近几年由于紫杉醇价格下跌以及红豆杉企业的增加，南方红豆杉除作为紫杉醇的原料、观赏外，寻求新的用途也成为红豆杉企业正在考虑的问题。南方红豆杉能抑制癌细胞的有丝分裂，阻止癌细胞的增殖，能否开发成新型生物农药有待于进一步研究。本文通过不同浓度南方红豆杉叶浸提液对受体小麦种子的萌发和生长状况的实验结果表明，南方红豆杉叶浸提液对小麦种子的萌发以及幼苗的生长等都有一定的影响。南方红豆杉叶浸提液对小麦种子的萌发率表现为低浓度的浸提液促进种子的萌发，高浓度的浸提液抑制种子的萌发，当浓度达到6g／mL时，促进作用最为明显。南方红豆杉叶浸提液对小麦幼苗根的生长产生显著的抑制作用，随着浓度的增加，根的长度逐渐下降。方差分析结果表明，供试浓度的浸提液对小麦根的生长存在显著差异。南方红豆杉叶浸提液对小麦幼苗的茎生长表现低浓度促进生长，高浓度抑制生长的现象。对须根数目的生长表现为明显的促进作用，随浸提液浓度的升高而增加。南方红豆杉叶浸提液对小麦茎部及根部生物量也有显著的影响，其中低浓度促进，高浓度抑制作用加强。

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