外来入侵植物北美车前对水稻根芽化感作用研究

王雨奇

摘 要：北美车前（Plantago virginica L.）是原产于北美，现广泛分布于我国的一种常见外来杂草，具有较大的危害性。选取水稻作为受体，开展北美车前水浸提液对水稻根芽的生长影响的研究，为探讨北美车前对植物化感作用提供可借鉴的资料。

关键词：北美车前；化感作用；水稻

北美车前（Plantago virginica L.）原产于北美，在20世纪80年代自北美东南部传入我国，目前在浙江、江苏、江西、上海、湖北有较广的分布。北美车前种子多，繁殖能力强，蔓延迅速，种群扩散迅速，数量大，呈现出生态爆发态势，是一种典型的生态入侵种，在入侵地种群迅速增长，反映出它们对新环境的适应性。目前国内学者对北美车前的研究报道主要集中在：生长特征与相对竞争力、生理生態学研究、种群分布格局以及生态特点等方面，研究方法也各不相同。关于北美车前对水稻化感作用的研究鲜有报道，本文选取水稻作为受体，开展北美车前水浸提液对水稻根芽的生长影响的研究，为探讨北美车前对植物化感作用提供可借鉴的资料。

一、材料与方法

1.实验材料

供体植物北美车前植株采集自黄州长江江滩沿岸，受体植物水稻种子购于黄州种子市场。

2.实验方法

（1）水浸提液的制备

取生长健壮的新鲜北美车前清水冲洗后晾干，放在阴凉处完全干燥后，用微型植物试样粉碎机（1400 r/min）将其粉碎，放入锥形瓶，按5：100（W/V）的比例加入蒸馏水，充分混匀后放于摇床上（130 r/min，23℃）浸提72 h，浸提液2层纱布过滤2次，得到0.05 g/mL北美车前浸提液母液，放入4℃冰箱中备用。

（2）材料的培养及处理

挑选大小均匀、饱满、无损伤的水稻种子，蒸馏水漂洗后用0.5%的KMnO4消毒10 min，蒸馏水洗净后在23℃下浸种子24 h，放入（25±1）℃的培养箱中避光培养至种子露白。

将露白种子移至直径为9cm的培养皿中，每个培养皿放置10粒种子，分别加入15 mL 0.01、0.02、0.03、0.04和0.05 g/mL北美车前水浸提液，盖上培养皿盖，以蒸馏水为对照组，置于（25±1）℃培养箱中，暗培养5天后测量每个幼苗的根长、根数及芽长。每测定指标每处理重复3次。

3.数据处理

平均根数：记录根长达0.5 cm以上的根的数目，计算平均数。

平均根长：量取各苗最长根的长度，计算平均数。

平均芽长：量取各苗芽长，计算平均数。

二、结果与分析

1.北美车前水浸提液对水稻根长及根数目的影响

不同浓度北美车前浸提液对水稻根长及根数的影响结果见下表，图1。

北美车前水浸提液对水稻根、芽生长的影响

根据表1、图1可知，随着北美车前浸提液浓度的升高，水稻根的数目呈现下降的趋势，较低浓度（0.01～0.03 g/mL）的浸提液根的数目下降较为显著，而较高浓度（0.04～0.05 g/mL）的浸提液会根数下降较为缓慢，即，不同浓度的抽提液均能抑制水稻根的数目，随着浓度的增加，抑制作用加强。

2.北美车前水浸提液对水稻根长及芽长的影响

不同浓度北美车前浸提液对水稻根长及根数的影响结果见表1，图2。

由表1、图2可知，北美车前浸提液浓度的升高对水稻的根长与芽长均表现出一定的抑制作用。较低浓度（0.01～0.03 g/mL）的浸提液对芽长有较强影响，高浓度（0.04～0.05 g/mL）的浸提液对芽长有较弱影响。较低浓度（0.01～0.02 g/mL）的浸提液对根长的影响较弱，高浓度（0.03～0.5 g/mL）抑制作用明显增强。总体来说，不同浓度的抽提液均能抑制水稻根长和芽长，对两者的影响呈现一定差异性。

三、讨论

外来植物成功入侵的原因是多方面的，其中化感作用在植物入侵过程中起着非常重要的作用。水稻根、芽的生长依赖于根尖细胞数量的增加和体积的增大，而这一过程被北美车前水浸提液所影响，使实验组的水稻根、芽生长表现出明显不同于对照组的差异性，说明了北美车前水浸提液对水稻的生长具有明显的化感作用，并为研究外来入侵植物对本土植物的化感作用提供可借鉴的资料。

本实验得到黄冈师范学院生命科学院方元平教授和黄冈中学吴向晖老师的指导，黄冈师范学院省级生物学实验教学示范中心提供了实验条件。特此致谢！

参考文献：

[1]李蕴，肖宜安，王春香等.北美车前和车前的生长特征与相对竞争能力[J].生态学杂志，2008，27（4）：514-518.

[2]郭水良，方芳，黄华，等.外来入侵植物北美车前繁殖及光合生理生态学研究[J].植物生态学报，2004，28（6）：787-793.

[3]郭水良，黄华.外来杂草北美车前种群分布格局的统计分析[J].植物研究，2003，10，23（4）：464-471.

[4]李庆华.柳树叶浸提液对蛋白核小球藻的化感作用[J].生态学杂志，2009，28（5）：884-888.