臭椿乙醇提取物对荠菜种子萌发的抑制作用

摘要：采用索氏提取法，以无水乙醇为溶剂获得臭椿[Ailanthus altissima （Mill.）swingle]提取物，采用提取物药膜法处理杂草荠菜[Capsella bursa-pastoris（L.）Medic]种子。结果表明，臭椿乙醇提取物对荠菜种子萌发有强烈的抑制作用，可延缓种子萌发；在1.25～5.00 g/L浓度范围内，荠菜种子部分萌发，随着臭椿乙醇提取物浓度升高，荠菜种子发芽率减少，发芽指数降低、活力指数下降，种子发芽、根长、株高、鲜重的抑制率均提高，在5.00～10.00 g/L浓度范围内，荠菜种子只有极少数萌发或不萌发，发芽率、发芽指数、活力指数均接近或等于0，种子发芽、根长、株高、鲜重的抑制率也接近或达到100%，在10.00～20.00 g/L浓度范围内，荠菜种子不能萌发，发芽率、发芽指数、活力指数均为0，种子发芽、根长、株高、鲜重的抑制率达到100%。

关键词：臭椿[Ailanthus altissima （Mill.）swingle]乙醇提取物；荠菜[Capsella bursa-pastoris （L.）Medic]；种子萌发；抑制作用

中图分类号：S451.1 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2014）18-4324-03

臭椿[Ailanthus altissima （Mill.）swingle]为苦木科（Simaroubaceae）臭椿属（Ailanthus Desf.）多年生木本植物。臭椿提取物是近年来研究的一个热点，臭椿提取物对水芹菜等具有化感作用[1，2]，对光肩星天牛取食、产卵有驱避等作用[3-5]，研究者还开展了臭椿提取物对TMV抑制活性研究[6]，对播娘蒿、马铃薯、刺槐等生长抑制作用的研究[7-9]，以及对油菜形态、显微结构和核酸含量的影响研究[10，11]，但臭椿提取物对农田常见杂草荠菜[Capsella bursa-pastoris（L.）Medic]的化感作用方面的研究鲜见报道。

本研究采用索氏提取法，以无水乙醇为溶剂，获得臭椿乙醇提取物，采用不同浓度提取物处理杂草荠菜种子，研究臭椿乙醇提取物对荠菜种子萌发的影响。

1 材料与方法

1.1 试验材料

臭椿，采自山东省泰安市泰山环山路2年生树枝条，趁鲜剥皮，将皮剪成1 cm2的小块，70 ℃烘箱内烘24 h，用微型粉碎机进行粉碎，过20目网筛。

1.2 臭椿树皮提取物的制备

用索氏提取法制备提取物。准确称取树皮干粉10 g，用滤纸包好，装入索氏提取器，用无水乙醇回流提取6 h，将提取液用旋转蒸发仪减压浓缩至稠膏状，取出，待乙醇挥发完后称重，置于4 ℃冰箱中保存。

1.3 臭椿提取物的生物活性测定

臭椿提取物用无水乙醇配制5个浓度，分别为1.25、2.50、5.00、10.00、20.00 g/L，以清水为对照，共6个处理，采用药膜法进行生测试验。具体测定方法：在放有滤纸培养皿中加入1 mL不同浓度的提取物，待有机溶剂乙醇完全挥发后，加入1 mL清水，均匀摆放100粒饱满的待测荠菜的种子，对照用1 mL清水，同样处理100粒种子。3次重复，25 ℃光照培养箱培养至对照完全萌发。

1.4 数据获取

观察荠菜种子发芽和生长情况，每天测定荠菜种子发芽数，计算发芽率、发芽指数和抑制率；因在测根长和株高时容易伤害幼苗，故在发芽试验结束时拔苗测定根长、株高和鲜重，计算臭椿乙醇提取物对荠菜根长、株高、鲜重的抑制率以及对荠菜种子活力指数的影响。

2 结果与分析

2.1 臭椿乙醇提取物对荠菜种子发芽率的影响

不同浓度臭椿乙醇提取物对荠菜种子的萌发均产生明显的影响（图1）。荠菜种子发芽率以清水对照处理最高，在第四天就出现发芽高峰，第六天大部分发芽；其次为1.25 g/L臭椿乙醇提取物处理，荠菜种子第五天才有种子发芽，发芽率略低于对照；再次为2.50 g/L处理，荠菜种子第七天有极少数种子发芽，发芽率明显低于对照；另外，5.00 g/L处理的荠菜种子第十天有极个别种子发芽，发芽率远低于对照；10.00、20.00 g/L臭椿乙醇提取物处理的荠菜种子没有发芽，后期开始霉烂。由图1可见，随着臭椿乙醇提取物浓度升高，荠菜发芽率降低；随时间推移，荠菜发芽率升高； 10.00、20.00 g/L臭椿乙醇提取物处理的荠菜种子完全不能萌发。

2.2 臭椿乙醇提取物对荠菜种子发芽指数的影响

不同浓度臭椿乙醇提取物均对荠菜种子发芽指数产生明显的影响（图2）。荠菜种子发芽指数清水对照处理最高，臭椿乙醇提取物各处理发芽指数以1.25 g/L处理最高，其次为2.50 g/L处理，5.00、10.00、20.00 g/L处理的荠菜种子发芽指数均为0。由图2可见，臭椿乙醇提取物浓度在1.25～5.00 g/L范围内，荠菜发芽指数随着提取物浓度升高而降低；大于5 g/L浓度处理，发芽指数降低至0。

2.3 臭椿乙醇提取物对荠菜种子发芽抑制率的影响

不同浓度臭椿乙醇提取物对荠菜种子萌发均有抑制效果，其种子发芽抑制率情况见图3。10.00、20.00 g/L处理10 d，臭椿乙醇提取物对荠菜种子发芽抑制率均为100%；处理8 d，5.00 g/L臭椿乙醇提取物对荠菜种子的发芽抑制率为100%，以后略有降低，第十天仍为95%以上；2.50 g/L处理前6 d，荠菜种子发芽抑制率为100%，以后随着时间推移，逐步下降，第十天为75%左右；1.25 g/L处理4 d，荠菜种子发芽抑制率为100%，以后随着时间推移迅速下降，第十天为60%左右。由图3可见，臭椿提取物处理浓度大于等于5.00 g/L，发芽抑制率达到100%；浓度小于5.00 g/L的处理，随着处理浓度的降低荠菜发芽抑制率降低，随着处理时间的延长，发芽抑制率也明显降低。

2.4 臭椿乙醇提取物对荠菜根长、株高和鲜重的影响

不同浓度臭椿乙醇提取物对荠菜根长、株高和鲜重的生长均有抑制作用（图4）。由图4可见，臭椿乙醇提取物浓度在1.25～5.00 g/L范围内，根长和株高的抑制率接近，明显高于鲜重的抑制率，并且荠菜根长、株高、鲜重抑制率随着浓度提高呈现上升趋势；浓度达到10.00 g/L时，对荠菜根长、株高、鲜重的抑制率均为100%。

2.5 臭椿乙醇提取物对荠菜种子活力指数的影响

不同浓度臭椿乙醇提取物对荠菜种子活力指数均有明显的影响（图5）。由图5可见，荠菜种子活力指数以清水对照处理为最高，荠菜种子经臭椿乙醇提取物处理，活力指数明显降低，1.25 g/L处理活力指数降低为0.208，2.50 g/L处理活力指数降低到0.056，处理浓度增加到5.00 g/L及以上时，活力指数降为0。

3 结论

臭椿乙醇提取物对荠菜种子萌发有强烈的抑制作用，在1.25～5.00 g/L浓度范围内，荠菜种子部分萌发，随着臭椿乙醇提取物浓度升高，荠菜发芽率降低，发芽指数降低、活力指数下降，荠菜种子发芽、根长、株高、鲜重的抑制率均提高。在5.00～10.00 g/L浓度范围内，荠菜种子只有少数萌发，发芽率、发芽指数、活力指数均接近或等于0，荠菜种子发芽、根长、株高、鲜重的抑制率也接近或达到100%。在10.00～20.00 g/L浓度范围内，荠菜种子不能萌发，发芽率、发芽指数、活力指数均为0，荠菜种子发芽、根长、株高、鲜重的抑制率达100%。

4 讨论

种子发芽率是种子萌发的指标，以发芽抑制率，根长、鲜重抑制率为指标，可以判断抑制作用，但发芽指数，特别是活力指数，是判断种子活力的更好指标，更能进一步说明臭椿乙醇提取物对荠菜种子发芽的抑制作用。

臭椿乙醇提取物对荠菜鲜重抑制率的影响小于根长、株高抑制率。试验中观察到1.25～5.00 g/L处理的荠菜出现畸形苗，虽然生长高度受到抑制，但鲜重仍然有一定的增加，导致鲜重抑制率比根长、株高抑制率低。

本研究只测定了臭椿乙醇提取物对荠菜种子发芽、根长、株高和鲜重的影响，对参与生理活动有关酶活性是否产生影响，有待进一步研究。

本研究证实臭椿乙醇提取物对荠菜种子萌发具有较强的抑制作用，臭椿中的有效活性成分有望开发研制成新型生物除草剂。对于抑制发芽活性成分的研究，尚需要对提取物做进一步提纯、进行化学成分和化学结构的测定。

参考文献：

[1] HEISEY R M. Herbicidal effects under field conditions of Ailanthus altissima bark extract， which contains ailanthone[J]. Plant and Soil，2003，256（1）：85-99.

[2] HEISEY R M. Identifiantion of an allelopathic compound from Ailanthus altissima and characterization of its herbicidal activity [J].Amerrican Journal of Botany 1996，83（2）：192-200.

[3] 曹 兵，李治中.臭椿提取物对光肩星天牛的驱避作用[J].南京林业大学学报，2004，15（1）：47-49.

[4] 曹 兵，宋丽华.臭椿内含物对光肩星天牛取食、产卵的驱避作用[J].南京林业大学学报，2004，15（2）：15-18.

[5] 曹 兵.臭椿生理生化特性与抗光肩星天牛的化学机制[J].南京林业大学学报，2004，15（3）：6-9.

[6] 宋 健.臭椿根皮抑制TMV活性组分研究[J].福建农林大学学报，2006，20（3）：12-15.

[7] 刘忠德，孙 冬，杨勤民.臭椿提取物对播娘蒿生长抑制作用的研究[J].中国植保导刊2009（5）：43-44.

[8] 刘忠德.臭椿提取物在马铃薯储藏期间抑芽效果研究[J].北方园艺，2009（9）：204-205.

[9] 曹 兵，宋丽华，张婷婷.臭椿根际土壤化感作用的初步研究[J]. 农业生物技术学报，2001（2）：187-190.

[10] 刘忠德，刘淑娟.臭椿提取物对油菜生长抑制作用和核酸含量的研究[J].江苏农业科学，2009（4）95-96.

[11] 刘忠德，刘淑娟，吴仁涛，等.臭椿提取物对油菜形态和显微结构影响的研究[J].现代农业科技，2013（21）9-10.

2.4 臭椿乙醇提取物对荠菜根长、株高和鲜重的影响

不同浓度臭椿乙醇提取物对荠菜根长、株高和鲜重的生长均有抑制作用（图4）。由图4可见，臭椿乙醇提取物浓度在1.25～5.00 g/L范围内，根长和株高的抑制率接近，明显高于鲜重的抑制率，并且荠菜根长、株高、鲜重抑制率随着浓度提高呈现上升趋势；浓度达到10.00 g/L时，对荠菜根长、株高、鲜重的抑制率均为100%。

2.5 臭椿乙醇提取物对荠菜种子活力指数的影响

不同浓度臭椿乙醇提取物对荠菜种子活力指数均有明显的影响（图5）。由图5可见，荠菜种子活力指数以清水对照处理为最高，荠菜种子经臭椿乙醇提取物处理，活力指数明显降低，1.25 g/L处理活力指数降低为0.208，2.50 g/L处理活力指数降低到0.056，处理浓度增加到5.00 g/L及以上时，活力指数降为0。

3 结论

臭椿乙醇提取物对荠菜种子萌发有强烈的抑制作用，在1.25～5.00 g/L浓度范围内，荠菜种子部分萌发，随着臭椿乙醇提取物浓度升高，荠菜发芽率降低，发芽指数降低、活力指数下降，荠菜种子发芽、根长、株高、鲜重的抑制率均提高。在5.00～10.00 g/L浓度范围内，荠菜种子只有少数萌发，发芽率、发芽指数、活力指数均接近或等于0，荠菜种子发芽、根长、株高、鲜重的抑制率也接近或达到100%。在10.00～20.00 g/L浓度范围内，荠菜种子不能萌发，发芽率、发芽指数、活力指数均为0，荠菜种子发芽、根长、株高、鲜重的抑制率达100%。

4 讨论

种子发芽率是种子萌发的指标，以发芽抑制率，根长、鲜重抑制率为指标，可以判断抑制作用，但发芽指数，特别是活力指数，是判断种子活力的更好指标，更能进一步说明臭椿乙醇提取物对荠菜种子发芽的抑制作用。

臭椿乙醇提取物对荠菜鲜重抑制率的影响小于根长、株高抑制率。试验中观察到1.25～5.00 g/L处理的荠菜出现畸形苗，虽然生长高度受到抑制，但鲜重仍然有一定的增加，导致鲜重抑制率比根长、株高抑制率低。

本研究只测定了臭椿乙醇提取物对荠菜种子发芽、根长、株高和鲜重的影响，对参与生理活动有关酶活性是否产生影响，有待进一步研究。

本研究证实臭椿乙醇提取物对荠菜种子萌发具有较强的抑制作用，臭椿中的有效活性成分有望开发研制成新型生物除草剂。对于抑制发芽活性成分的研究，尚需要对提取物做进一步提纯、进行化学成分和化学结构的测定。

参考文献：

[1] HEISEY R M. Herbicidal effects under field conditions of Ailanthus altissima bark extract， which contains ailanthone[J]. Plant and Soil，2003，256（1）：85-99.

[2] HEISEY R M. Identifiantion of an allelopathic compound from Ailanthus altissima and characterization of its herbicidal activity [J].Amerrican Journal of Botany 1996，83（2）：192-200.

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[4] 曹 兵，宋丽华.臭椿内含物对光肩星天牛取食、产卵的驱避作用[J].南京林业大学学报，2004，15（2）：15-18.

[5] 曹 兵.臭椿生理生化特性与抗光肩星天牛的化学机制[J].南京林业大学学报，2004，15（3）：6-9.

[6] 宋 健.臭椿根皮抑制TMV活性组分研究[J].福建农林大学学报，2006，20（3）：12-15.

[7] 刘忠德，孙 冬，杨勤民.臭椿提取物对播娘蒿生长抑制作用的研究[J].中国植保导刊2009（5）：43-44.

[8] 刘忠德.臭椿提取物在马铃薯储藏期间抑芽效果研究[J].北方园艺，2009（9）：204-205.

[9] 曹 兵，宋丽华，张婷婷.臭椿根际土壤化感作用的初步研究[J]. 农业生物技术学报，2001（2）：187-190.

[10] 刘忠德，刘淑娟.臭椿提取物对油菜生长抑制作用和核酸含量的研究[J].江苏农业科学，2009（4）95-96.

[11] 刘忠德，刘淑娟，吴仁涛，等.臭椿提取物对油菜形态和显微结构影响的研究[J].现代农业科技，2013（21）9-10.

2.4 臭椿乙醇提取物对荠菜根长、株高和鲜重的影响

不同浓度臭椿乙醇提取物对荠菜根长、株高和鲜重的生长均有抑制作用（图4）。由图4可见，臭椿乙醇提取物浓度在1.25～5.00 g/L范围内，根长和株高的抑制率接近，明显高于鲜重的抑制率，并且荠菜根长、株高、鲜重抑制率随着浓度提高呈现上升趋势；浓度达到10.00 g/L时，对荠菜根长、株高、鲜重的抑制率均为100%。

2.5 臭椿乙醇提取物对荠菜种子活力指数的影响

不同浓度臭椿乙醇提取物对荠菜种子活力指数均有明显的影响（图5）。由图5可见，荠菜种子活力指数以清水对照处理为最高，荠菜种子经臭椿乙醇提取物处理，活力指数明显降低，1.25 g/L处理活力指数降低为0.208，2.50 g/L处理活力指数降低到0.056，处理浓度增加到5.00 g/L及以上时，活力指数降为0。

3 结论

臭椿乙醇提取物对荠菜种子萌发有强烈的抑制作用，在1.25～5.00 g/L浓度范围内，荠菜种子部分萌发，随着臭椿乙醇提取物浓度升高，荠菜发芽率降低，发芽指数降低、活力指数下降，荠菜种子发芽、根长、株高、鲜重的抑制率均提高。在5.00～10.00 g/L浓度范围内，荠菜种子只有少数萌发，发芽率、发芽指数、活力指数均接近或等于0，荠菜种子发芽、根长、株高、鲜重的抑制率也接近或达到100%。在10.00～20.00 g/L浓度范围内，荠菜种子不能萌发，发芽率、发芽指数、活力指数均为0，荠菜种子发芽、根长、株高、鲜重的抑制率达100%。

4 讨论

种子发芽率是种子萌发的指标，以发芽抑制率，根长、鲜重抑制率为指标，可以判断抑制作用，但发芽指数，特别是活力指数，是判断种子活力的更好指标，更能进一步说明臭椿乙醇提取物对荠菜种子发芽的抑制作用。

臭椿乙醇提取物对荠菜鲜重抑制率的影响小于根长、株高抑制率。试验中观察到1.25～5.00 g/L处理的荠菜出现畸形苗，虽然生长高度受到抑制，但鲜重仍然有一定的增加，导致鲜重抑制率比根长、株高抑制率低。

本研究只测定了臭椿乙醇提取物对荠菜种子发芽、根长、株高和鲜重的影响，对参与生理活动有关酶活性是否产生影响，有待进一步研究。

本研究证实臭椿乙醇提取物对荠菜种子萌发具有较强的抑制作用，臭椿中的有效活性成分有望开发研制成新型生物除草剂。对于抑制发芽活性成分的研究，尚需要对提取物做进一步提纯、进行化学成分和化学结构的测定。

参考文献：

[1] HEISEY R M. Herbicidal effects under field conditions of Ailanthus altissima bark extract， which contains ailanthone[J]. Plant and Soil，2003，256（1）：85-99.

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[4] 曹 兵，宋丽华.臭椿内含物对光肩星天牛取食、产卵的驱避作用[J].南京林业大学学报，2004，15（2）：15-18.

[5] 曹 兵.臭椿生理生化特性与抗光肩星天牛的化学机制[J].南京林业大学学报，2004，15（3）：6-9.

[6] 宋 健.臭椿根皮抑制TMV活性组分研究[J].福建农林大学学报，2006，20（3）：12-15.

[7] 刘忠德，孙 冬，杨勤民.臭椿提取物对播娘蒿生长抑制作用的研究[J].中国植保导刊2009（5）：43-44.

[8] 刘忠德.臭椿提取物在马铃薯储藏期间抑芽效果研究[J].北方园艺，2009（9）：204-205.

[9] 曹 兵，宋丽华，张婷婷.臭椿根际土壤化感作用的初步研究[J]. 农业生物技术学报，2001（2）：187-190.

[10] 刘忠德，刘淑娟.臭椿提取物对油菜生长抑制作用和核酸含量的研究[J].江苏农业科学，2009（4）95-96.

[11] 刘忠德，刘淑娟，吴仁涛，等.臭椿提取物对油菜形态和显微结构影响的研究[J].现代农业科技，2013（21）9-10.