紫茉莉甲醇提取物对黄豆、蕃茄种子萌发与幼苗生长的影响

赵赫南, 聂争飞, 王凤诏, 周立颖, 孙 佳, 韩俊艳(沈阳大学 城市有害生物治理与生态安全辽宁省重点实验室, 辽宁 沈阳 110044)



紫茉莉甲醇提取物对黄豆、蕃茄种子萌发与幼苗生长的影响

赵赫南, 聂争飞, 王凤诏, 周立颖, 孙 佳, 韩俊艳
(沈阳大学 城市有害生物治理与生态安全辽宁省重点实验室, 辽宁 沈阳 110044)

制备出质量浓度为5、10和15 mg/mL的紫茉莉甲醇提取液,用其处理黄豆和茄子种子,并测定了种子发芽率、发芽指数、根长、根鲜重.实验结果表明:紫茉莉甲醇提取液的质量浓度变化对黄豆和茄子种子萌发与幼苗生长有影响,且作用复杂.提示开发紫茉莉植物农药时要充分考虑到其对作物的可能不利影响.

紫茉莉;种子萌发;幼苗生长;化感作用

紫茉莉(MirabilisjalapaL.)又称官粉豆,是紫茉莉科紫茉莉属的一年生草本植物,高可达1 m.紫茉莉既是一种可以起到美化环境与净化空气作用的良好花卉,也是一种药用资源植物,有抗生育作用、杀虫作用、抑菌活性、抗病毒活性和降血糖等药理作用[1-2].

近年来研究发现,紫茉莉具有制备植物源农药的潜力[3].Verma et al.发现紫茉莉有抗植物病毒作用[2],彭跃峰等研究发现紫茉莉提取物对小菜蛾(PlutellaxylostellaL.)、菜粉蝶(PierisrapaeL.)、斜纹夜蛾(ProdenialituraFabr.)等有杀灭作用[4],本实验室的研究发现紫茉莉乙醇提取物对二斑叶螨(Tetranychusurticae)雌成螨具有杀螨活性[5-6].但是,紫茉莉具有杀虫杀螨作用的同时,是否会对植物本身生理活动造成影响尚不清楚.本实验以紫茉莉甲醇提取液作为供试材料,选用黄豆与茄子2种植物种子,通过种子萌发、生长的测定,探讨紫茉莉对植物种子萌发及生长的影响.本试验结果对于开发紫茉莉作为植物源农药具有现实意义.

1 材料与方法

黄豆、茄子种子均由种子公司购买.

紫茉莉:沈阳大学城市有害生物治理与生态安全重点实验室提供.

采用溶剂浸提法. 将紫茉莉全草清理干净, 阴干、粉碎. 称取一定质量的紫茉莉干粉,放在磨口的锥形瓶中, 以1∶10的比例加入甲醇,常温下浸泡提取3次(每次3～5 d), 然后抽滤、合并浸提液, 减压浓缩后置于室内通风处,让甲醇自然挥发, 制得膏状提取物. 密封保存于4 ℃冰箱中备用[5].

根据前期预试验结果,将紫茉莉提取物配制成5、10和15 mg/mL的溶液,该剂量具有抑制二斑叶螨的作用.挑选大小均一,颗粒饱满的植物种子,分别用质量分数为0.3%的高锰酸钾溶液消毒10 min,蒸馏水冲洗3次,然后置于蒸馏水中浸泡12 h[7].在直径12 cm的培养皿中铺两层滤纸,吸取配制好的提取液各5 mL.选取上述处理过的种子,每个培养皿中放入20粒,对照组加入等体积蒸馏水,放到智能人工气候箱中培养,每日光照12 h,温度26 ℃,黑暗12 h,温度24 ℃,相对湿度80%,并及时补充蒸馏水,保持滤纸湿润.每个处理重复3次.每天记录发芽的种子数(以胚根长出种皮1 mm即为萌发).黄豆种子培养4 d后统计发芽率与发芽指数,茄子种子培养10 d后统计发芽率与发芽指数,发芽率、发芽指数按以下公式计算:

发芽率=(发芽种子数/测试种子数)×100%.

发芽指数=∑(Gt/Dt).

Gt为培养t天后的发芽数,Dt为培养发芽天数[8].

在直径12 cm的培养皿中铺两层滤纸,加入10 mL不同质量浓度的紫茉莉提取物溶液,放入10粒胚根突破种皮1 mm的植物种子,每个处理重复3次,对照组加入蒸馏水.将培养皿置于智能人工气候箱中培养,每日光照12 h,温度26 ℃,黑暗12 h,温度24 ℃,相对湿度80%,6 d后测定黄豆幼苗的根长和鲜重,13 d后测定茄子幼苗的根长和鲜重.

实验数据采用SSPS 11.5软件进行统计分析,用Tukey test进行组间比较.

2 紫茉莉提取物对黄豆和茄子种子萌发及生长的影响

由图1可知,黄豆发芽率与对照组比较存在差异.当质量浓度为5 mg/mL时,黄豆的发芽率达到最大,提取物溶液质量浓度越高,黄豆发芽率受到的促进作用越弱.说明紫茉莉提取物低质量浓度能促进黄豆发芽,高质量浓度抑制发芽.

与对照相比,当提取物溶液质量浓度为5 mg/mL时,黄豆的发芽指数达到最高,且存在明显差异.同时,随处理质量浓度的提高,黄豆的发芽指数降低.说明低质量浓度的提取物溶液能提高黄豆发芽指数,黄豆萌发速度有明显提升;高质量浓度提取物使黄豆发芽指数下降.

图1 紫茉莉提取物对黄豆种子萌发的影响

Fig.1 Impacts ofMirabilisjalapaextract on soybean germination

* 与对照组比较,p<0.05.

由图2可知,紫茉莉提取物溶液处理胚根突破种皮1 mm的黄豆种子,其根长和根鲜重均随溶液质量浓度的升高而下降.当提取物质量浓度为10和15 mg/mL时,与对照组相比,黄豆幼苗的根长和鲜重受到抑制,且有剂量-剂效关系.说明高质量浓度的紫茉莉甲醇提取物溶液对黄豆幼苗的生长不利.

图2 紫茉莉提取物对黄豆根茎生长的影响

Fig.2 Impacts ofMirabilisjalapaextract on soybean root growth

* 与对照组比较,p<0.05.

由图3可知,用质量浓度为5、10和15 mg/mL的紫茉莉甲醇提取物溶液处理茄子种子,其发芽率随质量浓度的提高而降低, 15 mg/mL质量浓度处理组与10 mg/mL处理组发芽率相似,说明10 mg/mL时抑制作用已达最大质量浓度,增加质量浓度不能进一步加重抑制程度.

与对照组相比,随着紫茉莉甲醇提取物质量浓度的增高,茄子发芽指数呈降低趋势.当提取物质量浓度为10 mg/mL时,抑制作用最强.说明紫茉莉甲醇提取物溶液处理后抑制了茄子种子发芽指数,茄子种子萌发的速度受到抑制,15 mg/mL的紫茉莉甲醇提取物对茄子发芽指数的抑制作用没有进一步增加.

图3 紫茉莉提取物对茄子萌发的影响

由图4可知,与对照组相比,经紫茉莉甲醇提取物溶液处理后,茄子幼苗的根长、鲜重均受到不同程度的抑制作用.当提取物质量浓度为5 mg/mL时,与对照组相比,茄子幼苗的根长、鲜重的抑制均有明显差异且抑制作用最大;当紫茉莉提取物质量浓度为10与15 mg/mL时,抑制作用没有进一步加强.

图4 紫茉莉提取物对茄子幼苗根茎生长的影响

3 实验结果讨论

化学农药由于对环境的破坏与对人类健康的危害,越来越受到限制[9-10],开发生物农药成为了当前植保研究的热点.植物源农药是生物农药中的一大类别,是利用植物次级代谢产物而制成的制剂.植物源农药活性成分复杂且容易降解,特异性强,污染小并可以克服有害生物的抗药性[11-12].紫茉莉含有多种化学成分,目前已发现内含葫芦巴碱、鱼藤酮类化合物等杀虫活性物质[1],为开发紫茉莉植物源农药提供了研究基础.

紫茉莉甲醇提取液对供试植物种子的发芽、生长有着不同的影响.试验结果表明紫茉莉甲醇提取液对黄豆和茄子种子萌发和生长的影响有差异,低质量浓度时促进黄豆种子萌发,随着质量浓度增大,促进作用减弱,但对黄豆种子幼苗生长表现为抑制作用,且随质量浓度增大抑制作用增强.对茄子种子萌发和幼苗生长均表现出一定抑制作用.

植物间存在相互作用,又称为化感作用,是指植物通过向环境释放特定的次生物质从而对邻近其他植物(含微生物及其自身)生长发育产生的有益和有害的影响[13-14].化感作用方式往往很复杂,对不同的植物作用不同;对植物不同部位不同生长阶段作用不同;不同的质量浓度常表现不同的作用,一般在较低质量浓度表现为促进作用,而高质量浓度表现为抑制作用[15-16].在本研究中,紫茉莉甲醇提取物促进黄豆种子萌发,但抑制黄豆幼苗的根茎的生长,且浓度的改变表现出不同的影响结果.而对茄子种子的萌发和生长影响试验表明紫茉莉甲醇提取液既抑制茄子的萌发,也抑制了其根茎生长.紫茉莉甲醇提取物对种子萌发和生长的影响表现出复杂的作用方式,这符合化感作用的特点.

4 结 论

紫茉莉甲醇提取物对黄豆与茄子种子萌发与生长有一定影响,但作用复杂,对不同种子影响方式不尽相同,不同质量浓度的作用效果也不一致.提示开发紫茉莉植物农药时要充分考虑到其对植物的可能不利影响.

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【责任编辑: 肖景魁】

Impacts ofMirabilisjalapaMethanol Extract on Germination and Seedling Growth of Soybean and Eggplant Seeds

ZhaoHenan,NieZhengfei,WangFengzhao,ZhouLiying,SunJia,HanJunyan

(Liaoning Key Laboratory of Urban Integrated Pest Management and Ecological Security, Shenyang University, Shenyang 110044, China)

Mirabilisjalapamethanol extracts of the concentration of metract ofmirabilisjalapahas effect on seed germination and seeding growth of soybeen and eggplant, and the effect is complicated. It reminds 5, 10 and 15 mg/mL were prepared, and were used to treat soybean and eggplant seeds. Measurements on plant seed germination rate, germination index, fresh seedling weight and root longth were done. The results indicates that, the concentration of methanol extract ofMirabilisjalapahas effect on seed germination and seeding growth of soybeen and eggplant, and the effect is complicated. It reminds that fully consideration of the possible adverse effects on crops should be done when developingMirabilisjalapaplant pesticides.

Mirabilisjalapa; seed germination; seedling growth; allelopathy

2017-02-26

辽宁省自然科学基金资助项目(2014020100).

赵赫南(1990-),男,辽宁沈阳人,沈阳大学硕士研究生; 韩俊艳(1968-),女,内蒙古赤峰人,沈阳大学教授,博士.

2095-5456(2017)03-0197-04

Q 946.8

A