喜旱莲子草不同组织的化感作用

喜旱莲子草不同组织的喜旱莲子草不同组织的化感作用研究化感作用研究学 生：李 洁 指导老师：张 震 随着全球经济贸易的一体化趋势、交通工随着全球经济贸易的一体化趋势、交通工具的发达和旅游业的蓬勃发展，使得很多动植具的发达和旅游业的蓬勃发展，使得很多动植物种类有意或无意传播的机会大大增加，目前物种类有意或无意传播的机会大大增加，目前外来种入侵引起的我国生态环境和生物多样性外来种入侵引起的我国生态环境和生物多样性的破坏已经十分严重，给入侵地的农、林业生的破坏已经十分严重，给入侵地的农、林业生产带来了巨大的经济损失。产带来了巨大的经济损失。植物的他感作用植物的他感作用就是一种植物通过向体就是一种植物通过向体外分泌代谢过程中的化学物质，对其他植物外分泌代谢过程中的化学物质，对其他植物产生直接或间接的影响产生直接或间接的影响，包括抑制和促进，包括抑制和促进两个方面。两个方面。化感物质化感物质主要作用主要作用是干扰作物的一些高是干扰作物的一些高级代谢过程和生长调节系统，已知有些化感级代谢过程和生长调节系统，已知有些化感物质抑制细胞的分裂和伸长，使细胞核变形物质抑制细胞的分裂和伸长，使细胞核变形，使完整细胞器如线粒体等数目减少；使膜，使完整细胞器如线粒体等数目减少；使膜系统如核膜、线粒体膜、高尔基体膜等损伤系统如核膜、线粒体膜、高尔基体膜等损伤，对膜的伤害可能是化感物质多种效应的起，对膜的伤害可能是化感物质多种效应的起始点。始点。化感物质向自然界释放的途径化感物质向自然界释放的途径1.1.根系分泌物根系分泌物 2.2.植物体内由茎叶等部位产生的植物体内由茎叶等部位产生的 挥发性化学物质挥发性化学物质 3.3.植物地上部受雨、雾和露水淋植物地上部受雨、雾和露水淋 洗的化学物质洗的化学物质 4.4.微生物分解植物残体并释放到微生物分解植物残体并释放到 土壤里的化学物质土壤里的化学物质 本实验主要通过检测喜旱莲本实验主要通过检测喜旱莲子草子草地上和地下部分水浸提液地上和地下部分水浸提液对对常见草坪草黑麦草种子常见草坪草黑麦草种子萌发特征萌发特征以及以及相关生理指标相关生理指标的影响，以期的影响，以期为进一步研究喜旱莲子草的为进一步研究喜旱莲子草的入侵入侵机制机制和和有效控制有效控制提供依据。提供依据。实验材料实验材料实验方法实验方法结果与分析结果与分析 结论结论实验材料实验材料喜旱莲子草喜旱莲子草(Alternanthera Alternanthera philoxeroidesphiloxeroides)原产于巴西，多年原产于巴西，多年生宿根性草本，属苋科，莲子草属生宿根性草本，属苋科，莲子草属 黑麦草黑麦草(Lolium perenneLolium perenne)多年生草多年生草本植物，是很好的草坪草本植物，是很好的草坪草 实验方法实验方法供体水浸提液制备 生物测定方法 叶绿素含量测定 电导率测定 化感效应测试 数据统计分析 浸提液原液的浓度为浸提液原液的浓度为0.1g/mL0.1g/mL。4 4个浸提液处理浓个浸提液处理浓度设为：度设为：对照（蒸馏水对照（蒸馏水CK)CK)0.05g/mL 0.05g/mL 0.075g/mL 0.075g/mL 0.1g/mL 0.1g/mL供体水浸提液制备供体水浸提液制备生物测定方法生物测定方法 发芽速率发芽速率 终萌发率终萌发率 幼苗的根长和茎长幼苗的根长和茎长 叶绿素含量测定叶绿素含量测定l取新鲜叶片擦净剪碎混匀l称取样品0.1g，少量石英砂，碳酸钙粉及3mL95乙醇研磨l过滤至25ml棕色容量瓶，定容l以95乙醇为空白，用752A紫外分光光度计在波长665nm和649nm下测定叶绿体色素提取液的吸光度l计算叶绿素a、b 和总叶绿素的含量 电导率测定电导率测定l称取剪碎的鲜样0.1g放入大试管中l常温下加入蒸馏水50ml，测定其电导率SIl放在100水浴锅中加热30min，冷却至室温，测定电导率SIIl相对电导率=SI/SII100%电导仪电导仪DDS-12ADDS-12A 化感效应测试化感效应测试 RI为对照值，为处理值RI为化感作用效应指数：RIOO为促进，为促进，RI00为抑制为抑制 SPSSSPSS软件进行单因素方差的分析软件进行单因素方差的分析结果与分析结果与分析 对种子萌发的影响 对根长和茎长的影响对电导率的影响 对叶绿素的影响 对种子萌发的影响对种子萌发的影响测试测试指标指标对照对照（CKCK）根根 茎茎0.050.0750.10.050.0750.1发芽发芽速率速率21.691.16a17.942.67a8.720.71bc7.411.12c11.701.97a10.601.35a10.181.37abRI0.17290.5980.65840.46060.51130.5307终萌终萌发率发率140.41a9.671.4b60.58c5.50.45c7.750.47b50.91c60.41cRI0.30390.57140.60710.44640.64290.5714 RIRI值均小于值均小于0 0，对黑麦草种子的萌发起抑制作用。其中莲，对黑麦草种子的萌发起抑制作用。其中莲子草地上部分在子草地上部分在0.075 0.075，0.1g0.1gmLmL，地下部分在，地下部分在0.1 g0.1 gmLmL浓浓度下的萌发速率与对照相比具有显著差异度下的萌发速率与对照相比具有显著差异(P0(P005)05)，地上地上部分和地下部分水净提液所有浓度处理组的终萌发率与对照部分和地下部分水净提液所有浓度处理组的终萌发率与对照相比均具显著差异相比均具显著差异(P0(P005)05)。对根长和茎长的影响对根长和茎长的影响测试测试指标指标对照对照（CKCK）根根茎茎0.050.0750.10.050.0750.1根长根长5.320.33a3.270.23b2.830.27b3.020.57b3.190.54b2.550.27b2.780.29bRI0.385340.468050.432330.400380.520680.47744茎长茎长7.940.75a7.790.72a5.380.34b5.070.27b6.850.41a7.30.77a6.660.58aRI0.018890.322420.361460.137280.08060.16121 RIRI值均小于值均小于0 0。处理后根长与对照之间均有显著差异。处理后根长与对照之间均有显著差异(P0.05)。当处理液浓度当处理液浓度0.075g0.075gmLmL时，对幼根生长的抑制作用最为显时，对幼根生长的抑制作用最为显著，地上部分处理组比对照降低了著，地上部分处理组比对照降低了39%39%，地下部分处理组比对照，地下部分处理组比对照降低了降低了52%52%；当处理液浓度为；当处理液浓度为0.1g0.1gmLmL时，对茎的生长抑制作用时，对茎的生长抑制作用最为显著，地上部分处理组比对照降低了最为显著，地上部分处理组比对照降低了36%36%，地下部分处理组，地下部分处理组比对照降低了比对照降低了16%16%。对电导率的影响对电导率的影响测试测试指标指标对照对照（CKCK）根根茎茎0.050.0750.10.050.0750.1电导率电导率0.430.004d0.490.006c0.540.009b0.620.007a0.490.003c0.550.006b0.540.003bRI0.1224490.2037040.3064520.1224490.2181820.203704 表中喜旱莲子草水浸提液对黑麦草电导率的表中喜旱莲子草水浸提液对黑麦草电导率的R IR I都为正值，都为正值，说明喜旱莲子草水对黑麦草的电导率有化感促进作用。不同浓说明喜旱莲子草水对黑麦草的电导率有化感促进作用。不同浓度水浸提液处理下，各浓度处理结果与对照组之间均有显著差度水浸提液处理下，各浓度处理结果与对照组之间均有显著差异异(P0(P005)05)，且黑麦草的电导率随着浸提液浓度增加呈现逐渐，且黑麦草的电导率随着浸提液浓度增加呈现逐渐升高的趋势。升高的趋势。对叶绿素的影响对叶绿素的影响测试测试指标指标对照对照（CKCK）根根茎茎0.050.0750.10.050.0750.1叶绿素叶绿素a a2.4821.4061.9101.6162.0952.0861.591RI0.4330.2300.3490.1560.1600.359叶绿素叶绿素b b0.8130.5950.6780.5630.7460.6950.724RI0.2680.1670.3080.0820.1450.109叶绿素总量叶绿素总量3.2952.0022.5882.1792.8412.7812.315RI0.3930.2150.3390.1380.1560.297叶绿素叶绿素a/ba/b3.0532.8073.0012.1982.3622.8192.871 R I都为负值，说明化感抑制作用。在喜旱莲子草水浸提液处理下，叶绿素a和叶绿素b的含量均比对照有不同程度的降低。地上部分浸提液处理下叶绿素a比其相应对照降低15.6135.88%，叶绿素b降低8.2014.51%，叶绿素总量降低13.7829.73%，叶绿素a/叶绿素b降低1.6928.00%.地下部分浸提液处理下叶绿素a比其相应对照降低23.0543.35%，叶绿素b降低16.6530.75%，叶绿素总量降低21.4739.73%，叶绿素a/叶绿素b降低5.9622.64%.其中主要变化为叶绿素a。结论结论 喜旱莲子草地上部分和地下部分水浸提液能够喜旱莲子草地上部分和地下部分水浸提液能够抑抑制制黑麦草种子的黑麦草种子的萌发萌发，降低降低其其终萌发率终萌发率，以利于自身，以利于自身的生长与蔓延，同时喜旱莲子草水浸提液还的生长与蔓延，同时喜旱莲子草水浸提液还抑制抑制了黑了黑麦麦草根、茎的生长草根、茎的生长，损害黑麦草细胞膜的完整性，使，损害黑麦草细胞膜的完整性，使其其电导率增加电导率增加，并能使，并能使叶绿素含量明显降低叶绿素含量明显降低，抑制光，抑制光合作用，减低光合效率。因此合作用，减低光合效率。因此,向环境释放出化感物质向环境释放出化感物质可能是其生态入侵机制策略之一。另由本研究结果还可能是其生态入侵机制策略之一。另由本研究结果还可知可知,在草坪建植和牧草栽培管理中在草坪建植和牧草栽培管理中,严格控制喜旱莲严格控制喜旱莲子草的入侵蔓延子草的入侵蔓延,防止由此带来的草坪草观赏价值和牧防止由此带来的草坪草观赏价值和牧草生产性能的下降。草生产性能的下降。