花叶滇苦菜浸提液对3种花卉种子萌发和幼苗生长的化感作用

doi:10.11686/cyxb2021371

草业学报 ›› 2022, Vol. 31 ›› Issue (9): 96-106.DOI: 10.11686/cyxb2021371

花叶滇苦菜浸提液对3种花卉种子萌发和幼苗生长的化感作用

郭英姿¹^,²(), 贾文庆²(), 何松林¹(), 王政¹

^1.河南农业大学风景园林与艺术学院，河南郑州 450002
^2.河南科技学院园艺园林学院，河南新乡 453003

收稿日期:2021-10-09 修回日期:2021-11-23 出版日期:2022-09-20 发布日期:2022-08-12
通讯作者: 贾文庆,何松林
作者简介:Corresponding author. E-mail： hsl213@163.com
Corresponding author. E-mail： Jiawq2012@126.com，
郭英姿（1992-），女，河南安阳人，在读博士。E-mail： Guoyz2017@126.com
基金资助:
国家重点研发计划支持课题“主要花卉野生资源精准鉴定及特异性状基因挖掘”(2018YFD1000401);河南省科技发展计划项目“牡丹染色体加倍关键技术研发及三倍体种质创制”(202102110082)

Allelopathic effects of extracts of Sonchus asper on seed germination and seedling growth of three herbaceous flower species

Ying-zi GUO¹^,²(), Wen-qing JIA²(), Song-lin HE¹(), Zheng WANG¹

^1.College of Landscape Architecture and Art，Henan Agricultural University，Zhengzhou 450002，China
^2.School of Horticulture Landscape Architecture，Henan Institute of Science and Technology，Xinxiang 453003，China

Received:2021-10-09 Revised:2021-11-23 Online:2022-09-20 Published:2022-08-12
Contact: Wen-qing JIA,Song-lin HE

摘要/Abstract

摘要：

为探讨花叶滇苦菜与常见草本花卉协同生长过程中的化感作用机制，采用培养皿生物测定法，研究了花叶滇苦菜地上部（DS）和地下部（DX）不同浓度浸提液对二月兰、石竹、观赏油菜3种花卉种子萌发、幼苗生长的生理指标及相关酶活性、丙二醛（MDA）含量的影响，以期为花卉植物大规模应用及杂草生物防治提供理论依据。结果表明：花叶滇苦菜浸提液对3种花卉种子萌发、幼苗生长均呈低浓度促进、高浓度抑制的趋势，在5 g·L^-1时2种浸提液中促进效应最大的是二月兰，其次是石竹，均在100 g·L^-1浓度下抑制效应达最大。2种浸提液提高了3种花卉幼苗的超氧化物歧化酶（SOD）活性，二月兰、观赏油菜在50 g·L^-1时达到峰值，石竹在25 g·L^-1时达到峰值，100 g·L^-1时均高于对照组，过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性均呈先升高后降低的趋势，丙二醛含量随浸提液浓度的升高而增加。石竹种子POD活性与种子发芽率呈极显著正相关；观赏油菜POD活性与茎长和根长呈显著正相关；二月兰根长与POD、CAT活性呈极显著正相关，CAT活性与茎长和发芽率呈极显著正相关。浸提液对种子萌发和幼苗生长的化感作用综合效应强弱依次为观赏油菜>石竹>二月兰。综上所述，浸提液对3种花卉幼苗细胞膜均具有一定的损伤作用，应尽量避免在花叶滇苦菜危害严重的地块大规模种植3种花卉或者种植前彻底清除杂草。

关键词: 种子萌发, 浸提液, 化感作用, 花叶滇苦菜, 酶活

Abstract:

This study explored the allelopathic mechanisms at play in competition between Sonchus asper and common herbaceous flowers. In this experiment， a petri dish bioassay was used to study the effects of different concentrations of extracts from aboveground and underground parts of S. asper on seed germination， seedling growth activities of related enzymes and malondialdehyde （MDA） content of the three herbaceous flower species Orychophragmus violaceus， Dianthus chinensis and Brassica juncea. It was anticipated the results might lay a foundation for development of biological control methods for weeds. It was found that the extracts of S. asper typically had a promotional effect at low concentration and an inhibitory effect at high concentration on the seedling growth of the three tested flower species. At a concentration of 5 g·L^-1， the promotional effect of the two extracts was greatest for O. violaceus， followed by D. chinensis，and the inhibitory effect reached a maximum at a concentration of 100 g·L^-1. The two S. asper extracts increased the activity of superoxide dismutase （SOD） in seedlings of the three tested flower seedlings. For O. violaceus and B. juncea this effect peaked at 50 g·L^-1， and for D. chinensis the effect peaked at 25 g·L^-1， and SOD activity remained higher than control at 100 g·L^-1. The activities of peroxidase （POD） and catalase （CAT） in the tested flower species were increased at low concentrations of S. asper extract and then decreased at higher concentration， while the content of MDA increased with successive increases in the concentration of the extract. There was a very significant positive correlation between POD activity and seed germination rate of D. chinensis， and a highly significant positive correlation between POD activity and stem length and root length in B. juncea. The root length of O. violaceus wassignificantly positively correlated with the activities of POD and CAT， and stem length and the germination rate of O. violaceus wassignificantly positively correlated with the activity of CAT. A calculated index of the overall degree of allelopathic activity of the S. asper extracts on seed germination and growth ranked the effects on the tested flower species B. juncea>D. chinensis>O. violaceus. In summary， the extract causes a degree of damage to cell membranes of the three tested flower seedlings， so it would be advisable to avoid the flower planting in land seriously infested with S. asper.

Key words: seed germination, extract, allelopathy, Sonchus asper, enzyme activity

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图/表 5

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受体植物 Test plants	浓度 Concentration （g·L^-1）	发芽势 Germination potential （%）	化感效应指数RI	发芽率 Germination rate （%）	化感效应指数RI	发芽抑制率The rate of germination inhibition （%）
二月兰 O. violaceus	CK	34.00±2.00a		36.67±3.03a
	DS₅	26.67±1.15b	-0.22	38.67±3.05ab	0.05	-5.50
	DS₂₅	17.33±1.15c	-0.49	30.67±3.05b	-0.16	16.36
	DS₅₀	14.67±1.98c	-0.56	27.30±1.15bc	-0.26	25.47
	DS₁₀₀	8.67±1.05d	-0.75	22.00±1.13c	-0.40	40.01
	DX₅	25.33±0.67b	-0.26	42.66±3.03a	0.14	-16.33
	DX₂₅	17.33±1.34c	-0.49	26.00±1.66bc	-0.29	29.09
	DX₅₀	12.00±2.01d	-0.65	22.00±3.12c	-0.40	40.01
	DX₁₀₀	11.33±1.89d	-0.67	13.33±1.14c	-0.66	65.53
石竹 D. chinensis	CK	37.33±3.01a		48.67±3.46a
	DS₅	36.00±2.41a	-0.03	50.00±2.89a	0.03	-2.73
	DS₂₅	27.33±2.16ab	-0.27	41.33±2.08ab	-0.15	15.08
	DS₅₀	27.33±1.03ab	-0.27	29.33±1.46bc	-0.40	39.73
	DS₁₀₀	19.33±1.65c	-0.48	20.66±1.02c	-0.58	57.55
	DX₅	32.33±1.08ab	-0.13	49.00±2.44a	0.01	-0.67
	DX₂₅	24.67±2.40bc	-0.34	37.33±1.76b	-0.23	23.29
	DX₅₀	23.33±2.13bc	-0.38	23.33±2.45c	-0.52	52.06
	DX₁₀₀	15.33±1.15c	-0.59	17.33±1.15d	-0.64	64.39
观赏油菜 B. juncea	CK	42.00±2.00a		73.33±2.29a
	DS₅	35.33±1.12ab	-0.16	69.00±1.03b	-0.06	5.90
	DS₂₅	28.66±1.42bc	-0.32	42.67±2.03c	-0.42	41.80
	DS₅₀	24.00±2.29c	-0.43	38.67±1.03cd	-0.47	47.26
	DS₁₀₀	20.00±2.00c	-0.52	28.00±0.00d	-0.62	61.81
	DX₅	37.33±1.15a	-0.11	68.67±2.90b	-0.06	6.35
	DX₂₅	26.67±2.49bc	-0.37	46.67±1.03c	-0.36	41.81
	DX₅₀	20.67±1.15c	-0.51	34.00±2.24d	-0.54	53.63
	DX₁₀₀	13.33±3.04d	-0.68	29.33±1.15d	-0.60	60.00

受体植物 Test plants	浓度 Concentration （g·L^-1）	发芽势 Germination potential （%）	化感效应指数RI	发芽率 Germination rate （%）	化感效应指数RI	发芽抑制率The rate of germination inhibition （%）
二月兰 O. violaceus	CK	34.00±2.00a		36.67±3.03a
	DS₅	26.67±1.15b	-0.22	38.67±3.05ab	0.05	-5.50
	DS₂₅	17.33±1.15c	-0.49	30.67±3.05b	-0.16	16.36
	DS₅₀	14.67±1.98c	-0.56	27.30±1.15bc	-0.26	25.47
	DS₁₀₀	8.67±1.05d	-0.75	22.00±1.13c	-0.40	40.01
	DX₅	25.33±0.67b	-0.26	42.66±3.03a	0.14	-16.33
	DX₂₅	17.33±1.34c	-0.49	26.00±1.66bc	-0.29	29.09
	DX₅₀	12.00±2.01d	-0.65	22.00±3.12c	-0.40	40.01
	DX₁₀₀	11.33±1.89d	-0.67	13.33±1.14c	-0.66	65.53
石竹 D. chinensis	CK	37.33±3.01a		48.67±3.46a
	DS₅	36.00±2.41a	-0.03	50.00±2.89a	0.03	-2.73
	DS₂₅	27.33±2.16ab	-0.27	41.33±2.08ab	-0.15	15.08
	DS₅₀	27.33±1.03ab	-0.27	29.33±1.46bc	-0.40	39.73
	DS₁₀₀	19.33±1.65c	-0.48	20.66±1.02c	-0.58	57.55
	DX₅	32.33±1.08ab	-0.13	49.00±2.44a	0.01	-0.67
	DX₂₅	24.67±2.40bc	-0.34	37.33±1.76b	-0.23	23.29
	DX₅₀	23.33±2.13bc	-0.38	23.33±2.45c	-0.52	52.06
	DX₁₀₀	15.33±1.15c	-0.59	17.33±1.15d	-0.64	64.39
观赏油菜 B. juncea	CK	42.00±2.00a		73.33±2.29a
	DS₅	35.33±1.12ab	-0.16	69.00±1.03b	-0.06	5.90
	DS₂₅	28.66±1.42bc	-0.32	42.67±2.03c	-0.42	41.80
	DS₅₀	24.00±2.29c	-0.43	38.67±1.03cd	-0.47	47.26
	DS₁₀₀	20.00±2.00c	-0.52	28.00±0.00d	-0.62	61.81
	DX₅	37.33±1.15a	-0.11	68.67±2.90b	-0.06	6.35
	DX₂₅	26.67±2.49bc	-0.37	46.67±1.03c	-0.36	41.81
	DX₅₀	20.67±1.15c	-0.51	34.00±2.24d	-0.54	53.63
	DX₁₀₀	13.33±3.04d	-0.68	29.33±1.15d	-0.60	60.00

受体植物 Test plants	浓度 Concentration （g·L^-1）	根长 Root length （mm）	化感效应指数 RI	茎长 Stem length （mm）	化感效应指数 RI
二月兰 O.violaceus	CK	25.77±5.93bc		35.72±1.73a
	DS₅	30.16±3.12b	0.15	27.41±1.72bc	-0.23
	DS₂₅	23.21±2.69bc	-0.10	30.57±0.46b	-0.14
	DS₅₀	17.72±0.76c	-0.31	29.30±2.33b	-0.18
	DS₁₀₀	18.09±4.92c	-0.30	24.20±2.75c	-0.32
	DX₅	28.68±2.31b	0.10	36.50±5.41a	0.02
	DX₂₅	42.55±8.56a	0.40	40.55±5.58a	0.12
	DX₅₀	26.51±4.41bc	0.03	24.50±1.62c	-0.31
	DX₁₀₀	23.89±3.84bc	-0.07	18.57±4.40d	-0.48
石竹 D. chinensis	CK	25.75±7.94a		28.07±3.57a
	DS₅	16.85±2.30b	-0.35	25.07±3.93ab	-0.10
	DS₂₅	19.11±5.18ab	-0.26	29.97±8.12a	0.06
	DS₅₀	16.87±3.82b	-0.35	25.21±5.53ab	-0.10
	DS₁₀₀	16.73±0.34b	-0.35	24.32±6.80b	-0.13
	DX₅	14.87±2.01b	-0.42	20.54±1.96c	-0.27
	DX₂₅	13.91±3.28b	-0.46	25.65±3.01ab	-0.09
	DX₅₀	13.37±3.69b	-0.48	25.87±0.25ab	-0.08
	DX₁₀₀	11.78±1.40b	-0.54	24.16±1.54b	-0.14
观赏油菜 B. juncea	CK	60.88±4.33bc		80.54±5.82b
	DS₅	84.20±6.75a	0.28	93.93±10.11a	0.14
	DS₂₅	60.81±16.29bc	0.00	78.42±7.43bc	-0.03
	DS₅₀	76.81±17.04ab	0.20	73.85±4.65bc	-0.08
	DS₁₀₀	47.38±28.28c	-0.22	55.23±3.19de	-0.31
	DX₅	70.14±6.45ab	0.13	87.16±5.08ab	0.08
	DX₂₅	56.51±18.21bc	-0.07	75.41±3.09bc	-0.06
	DX₅₀	49.89±10.90bc	-0.18	67.18±3.96cd	-0.17
	DX₁₀₀	43.48±16.90c	-0.29	46.00±16.43de	-0.43

受体植物 Test plants	浓度 Concentration （g·L^-1）	根长 Root length （mm）	化感效应指数 RI	茎长 Stem length （mm）	化感效应指数 RI
二月兰 O.violaceus	CK	25.77±5.93bc		35.72±1.73a
	DS₅	30.16±3.12b	0.15	27.41±1.72bc	-0.23
	DS₂₅	23.21±2.69bc	-0.10	30.57±0.46b	-0.14
	DS₅₀	17.72±0.76c	-0.31	29.30±2.33b	-0.18
	DS₁₀₀	18.09±4.92c	-0.30	24.20±2.75c	-0.32
	DX₅	28.68±2.31b	0.10	36.50±5.41a	0.02
	DX₂₅	42.55±8.56a	0.40	40.55±5.58a	0.12
	DX₅₀	26.51±4.41bc	0.03	24.50±1.62c	-0.31
	DX₁₀₀	23.89±3.84bc	-0.07	18.57±4.40d	-0.48
石竹 D. chinensis	CK	25.75±7.94a		28.07±3.57a
	DS₅	16.85±2.30b	-0.35	25.07±3.93ab	-0.10
	DS₂₅	19.11±5.18ab	-0.26	29.97±8.12a	0.06
	DS₅₀	16.87±3.82b	-0.35	25.21±5.53ab	-0.10
	DS₁₀₀	16.73±0.34b	-0.35	24.32±6.80b	-0.13
	DX₅	14.87±2.01b	-0.42	20.54±1.96c	-0.27
	DX₂₅	13.91±3.28b	-0.46	25.65±3.01ab	-0.09
	DX₅₀	13.37±3.69b	-0.48	25.87±0.25ab	-0.08
	DX₁₀₀	11.78±1.40b	-0.54	24.16±1.54b	-0.14
观赏油菜 B. juncea	CK	60.88±4.33bc		80.54±5.82b
	DS₅	84.20±6.75a	0.28	93.93±10.11a	0.14
	DS₂₅	60.81±16.29bc	0.00	78.42±7.43bc	-0.03
	DS₅₀	76.81±17.04ab	0.20	73.85±4.65bc	-0.08
	DS₁₀₀	47.38±28.28c	-0.22	55.23±3.19de	-0.31
	DX₅	70.14±6.45ab	0.13	87.16±5.08ab	0.08
	DX₂₅	56.51±18.21bc	-0.07	75.41±3.09bc	-0.06
	DX₅₀	49.89±10.90bc	-0.18	67.18±3.96cd	-0.17
	DX₁₀₀	43.48±16.90c	-0.29	46.00±16.43de	-0.43

受体植物Test plants	项目Item	茎长Stem length	根长Root length	发芽率Germination rate
二月兰 O. violaceus	超氧化物歧化酶SOD	0.113	0.012	-0.308
	过氧化物酶POD	0.270	0.703**	0.207
	过氧化氢酶CAT	0.590**	0.642**	0.577**
石竹 D. chinensis	超氧化物歧化酶SOD	-0.099	-0.399	0.026
	过氧化物酶POD	0.246	0.256	0.746**
	过氧化氢酶CAT	-0.007	-0.149	-0.394
观赏油菜 B. juncea	超氧化物歧化酶SOD	-0.335	-0.192	-0.441
	过氧化物酶POD	0.670**	0.534**	0.249
	过氧化氢酶CAT	-0.082	0.040	-0.112

花叶滇苦菜浸提液对3种花卉种子萌发和幼苗生长的化感作用

Allelopathic effects of extracts of Sonchus asper on seed germination and seedling growth of three herbaceous flower species

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