摘要:采用索氏提取法,以無水乙醇為溶劑獲得臭椿[Ailanthus altissima (Mill.)swingle]提取物,采用提取物藥膜法處理雜草薺菜[Capsella bursa-pastoris(L.)Medic]種子。結(jié)果表明,臭椿乙醇提取物對薺菜種子萌發(fā)有強(qiáng)烈的抑制作用,可延緩種子萌發(fā);在1.25~5.00 g/L濃度范圍內(nèi),薺菜種子部分萌發(fā),隨著臭椿乙醇提取物濃度升高,薺菜種子發(fā)芽率減少,發(fā)芽指數(shù)降低、活力指數(shù)下降,種子發(fā)芽、根長、株高、鮮重的抑制率均提高,在5.00~10.00 g/L濃度范圍內(nèi),薺菜種子只有極少數(shù)萌發(fā)或不萌發(fā),發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)均接近或等于0,種子發(fā)芽、根長、株高、鮮重的抑制率也接近或達(dá)到100%,在10.00~20.00 g/L濃度范圍內(nèi),薺菜種子不能萌發(fā),發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)均為0,種子發(fā)芽、根長、株高、鮮重的抑制率達(dá)到100%。
關(guān)鍵詞:臭椿[Ailanthus altissima (Mill.)swingle]乙醇提取物;薺菜[Capsella bursa-pastoris (L.)Medic];種子萌發(fā);抑制作用
中圖分類號:S451.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:0439-8114(2014)18-4324-03
臭椿[Ailanthus altissima (Mill.)swingle]為苦木科(Simaroubaceae)臭椿屬(Ailanthus Desf.)多年生木本植物。臭椿提取物是近年來研究的一個熱點,臭椿提取物對水芹菜等具有化感作用[1,2],對光肩星天牛取食、產(chǎn)卵有驅(qū)避等作用[3-5],研究者還開展了臭椿提取物對TMV抑制活性研究[6],對播娘蒿、馬鈴薯、刺槐等生長抑制作用的研究[7-9],以及對油菜形態(tài)、顯微結(jié)構(gòu)和核酸含量的影響研究[10,11],但臭椿提取物對農(nóng)田常見雜草薺菜[Capsella bursa-pastoris(L.)Medic]的化感作用方面的研究鮮見報道。
本研究采用索氏提取法,以無水乙醇為溶劑,獲得臭椿乙醇提取物,采用不同濃度提取物處理雜草薺菜種子,研究臭椿乙醇提取物對薺菜種子萌發(fā)的影響。
1 材料與方法
1.1 試驗材料
臭椿,采自山東省泰安市泰山環(huán)山路2年生樹枝條,趁鮮剝皮,將皮剪成1 cm2的小塊,70 ℃烘箱內(nèi)烘24 h,用微型粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎,過20目網(wǎng)篩。
1.2 臭椿樹皮提取物的制備
用索氏提取法制備提取物。準(zhǔn)確稱取樹皮干粉10 g,用濾紙包好,裝入索氏提取器,用無水乙醇回流提取6 h,將提取液用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀減壓濃縮至稠膏狀,取出,待乙醇揮發(fā)完后稱重,置于4 ℃冰箱中保存。
1.3 臭椿提取物的生物活性測定
臭椿提取物用無水乙醇配制5個濃度,分別為1.25、2.50、5.00、10.00、20.00 g/L,以清水為對照,共6個處理,采用藥膜法進(jìn)行生測試驗。具體測定方法:在放有濾紙培養(yǎng)皿中加入1 mL不同濃度的提取物,待有機(jī)溶劑乙醇完全揮發(fā)后,加入1 mL清水,均勻擺放100粒飽滿的待測薺菜的種子,對照用1 mL清水,同樣處理100粒種子。3次重復(fù),25 ℃光照培養(yǎng)箱培養(yǎng)至對照完全萌發(fā)。
1.4 數(shù)據(jù)獲取
觀察薺菜種子發(fā)芽和生長情況,每天測定薺菜種子發(fā)芽數(shù),計算發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和抑制率;因在測根長和株高時容易傷害幼苗,故在發(fā)芽試驗結(jié)束時拔苗測定根長、株高和鮮重,計算臭椿乙醇提取物對薺菜根長、株高、鮮重的抑制率以及對薺菜種子活力指數(shù)的影響。
2 結(jié)果與分析
2.1 臭椿乙醇提取物對薺菜種子發(fā)芽率的影響
不同濃度臭椿乙醇提取物對薺菜種子的萌發(fā)均產(chǎn)生明顯的影響(圖1)。薺菜種子發(fā)芽率以清水對照處理最高,在第四天就出現(xiàn)發(fā)芽高峰,第六天大部分發(fā)芽;其次為1.25 g/L臭椿乙醇提取物處理,薺菜種子第五天才有種子發(fā)芽,發(fā)芽率略低于對照;再次為2.50 g/L處理,薺菜種子第七天有極少數(shù)種子發(fā)芽,發(fā)芽率明顯低于對照;另外,5.00 g/L處理的薺菜種子第十天有極個別種子發(fā)芽,發(fā)芽率遠(yuǎn)低于對照;10.00、20.00 g/L臭椿乙醇提取物處理的薺菜種子沒有發(fā)芽,后期開始霉?fàn)€。由圖1可見,隨著臭椿乙醇提取物濃度升高,薺菜發(fā)芽率降低;隨時間推移,薺菜發(fā)芽率升高; 10.00、20.00 g/L臭椿乙醇提取物處理的薺菜種子完全不能萌發(fā)。
2.2 臭椿乙醇提取物對薺菜種子發(fā)芽指數(shù)的影響
不同濃度臭椿乙醇提取物均對薺菜種子發(fā)芽指數(shù)產(chǎn)生明顯的影響(圖2)。薺菜種子發(fā)芽指數(shù)清水對照處理最高,臭椿乙醇提取物各處理發(fā)芽指數(shù)以1.25 g/L處理最高,其次為2.50 g/L處理,5.00、10.00、20.00 g/L處理的薺菜種子發(fā)芽指數(shù)均為0。由圖2可見,臭椿乙醇提取物濃度在1.25~5.00 g/L范圍內(nèi),薺菜發(fā)芽指數(shù)隨著提取物濃度升高而降低;大于5 g/L濃度處理,發(fā)芽指數(shù)降低至0。
2.3 臭椿乙醇提取物對薺菜種子發(fā)芽抑制率的影響
不同濃度臭椿乙醇提取物對薺菜種子萌發(fā)均有抑制效果,其種子發(fā)芽抑制率情況見圖3。10.00、20.00 g/L處理10 d,臭椿乙醇提取物對薺菜種子發(fā)芽抑制率均為100%;處理8 d,5.00 g/L臭椿乙醇提取物對薺菜種子的發(fā)芽抑制率為100%,以后略有降低,第十天仍為95%以上;2.50 g/L處理前6 d,薺菜種子發(fā)芽抑制率為100%,以后隨著時間推移,逐步下降,第十天為75%左右;1.25 g/L處理4 d,薺菜種子發(fā)芽抑制率為100%,以后隨著時間推移迅速下降,第十天為60%左右。由圖3可見,臭椿提取物處理濃度大于等于5.00 g/L,發(fā)芽抑制率達(dá)到100%;濃度小于5.00 g/L的處理,隨著處理濃度的降低薺菜發(fā)芽抑制率降低,隨著處理時間的延長,發(fā)芽抑制率也明顯降低。
2.4 臭椿乙醇提取物對薺菜根長、株高和鮮重的影響
不同濃度臭椿乙醇提取物對薺菜根長、株高和鮮重的生長均有抑制作用(圖4)。由圖4可見,臭椿乙醇提取物濃度在1.25~5.00 g/L范圍內(nèi),根長和株高的抑制率接近,明顯高于鮮重的抑制率,并且薺菜根長、株高、鮮重抑制率隨著濃度提高呈現(xiàn)上升趨勢;濃度達(dá)到10.00 g/L時,對薺菜根長、株高、鮮重的抑制率均為100%。
2.5 臭椿乙醇提取物對薺菜種子活力指數(shù)的影響
不同濃度臭椿乙醇提取物對薺菜種子活力指數(shù)均有明顯的影響(圖5)。由圖5可見,薺菜種子活力指數(shù)以清水對照處理為最高,薺菜種子經(jīng)臭椿乙醇提取物處理,活力指數(shù)明顯降低,1.25 g/L處理活力指數(shù)降低為0.208,2.50 g/L處理活力指數(shù)降低到0.056,處理濃度增加到5.00 g/L及以上時,活力指數(shù)降為0。
3 結(jié)論
臭椿乙醇提取物對薺菜種子萌發(fā)有強(qiáng)烈的抑制作用,在1.25~5.00 g/L濃度范圍內(nèi),薺菜種子部分萌發(fā),隨著臭椿乙醇提取物濃度升高,薺菜發(fā)芽率降低,發(fā)芽指數(shù)降低、活力指數(shù)下降,薺菜種子發(fā)芽、根長、株高、鮮重的抑制率均提高。在5.00~10.00 g/L濃度范圍內(nèi),薺菜種子只有少數(shù)萌發(fā),發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)均接近或等于0,薺菜種子發(fā)芽、根長、株高、鮮重的抑制率也接近或達(dá)到100%。在10.00~20.00 g/L濃度范圍內(nèi),薺菜種子不能萌發(fā),發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)均為0,薺菜種子發(fā)芽、根長、株高、鮮重的抑制率達(dá)100%。
4 討論
種子發(fā)芽率是種子萌發(fā)的指標(biāo),以發(fā)芽抑制率,根長、鮮重抑制率為指標(biāo),可以判斷抑制作用,但發(fā)芽指數(shù),特別是活力指數(shù),是判斷種子活力的更好指標(biāo),更能進(jìn)一步說明臭椿乙醇提取物對薺菜種子發(fā)芽的抑制作用。
臭椿乙醇提取物對薺菜鮮重抑制率的影響小于根長、株高抑制率。試驗中觀察到1.25~5.00 g/L處理的薺菜出現(xiàn)畸形苗,雖然生長高度受到抑制,但鮮重仍然有一定的增加,導(dǎo)致鮮重抑制率比根長、株高抑制率低。
本研究只測定了臭椿乙醇提取物對薺菜種子發(fā)芽、根長、株高和鮮重的影響,對參與生理活動有關(guān)酶活性是否產(chǎn)生影響,有待進(jìn)一步研究。
本研究證實臭椿乙醇提取物對薺菜種子萌發(fā)具有較強(qiáng)的抑制作用,臭椿中的有效活性成分有望開發(fā)研制成新型生物除草劑。對于抑制發(fā)芽活性成分的研究,尚需要對提取物做進(jìn)一步提純、進(jìn)行化學(xué)成分和化學(xué)結(jié)構(gòu)的測定。
參考文獻(xiàn):
[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.臭椿提取物對光肩星天牛的驅(qū)避作用[J].南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報,2004,15(1):47-49.
[4] 曹 兵,宋麗華.臭椿內(nèi)含物對光肩星天牛取食、產(chǎn)卵的驅(qū)避作用[J].南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報,2004,15(2):15-18.
[5] 曹 兵.臭椿生理生化特性與抗光肩星天牛的化學(xué)機(jī)制[J].南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報,2004,15(3):6-9.
[6] 宋 健.臭椿根皮抑制TMV活性組分研究[J].福建農(nóng)林大學(xué)學(xué)報,2006,20(3):12-15.
[7] 劉忠德,孫 冬,楊勤民.臭椿提取物對播娘蒿生長抑制作用的研究[J].中國植保導(dǎo)刊2009(5):43-44.
[8] 劉忠德.臭椿提取物在馬鈴薯儲藏期間抑芽效果研究[J].北方園藝,2009(9):204-205.
[9] 曹 兵,宋麗華,張婷婷.臭椿根際土壤化感作用的初步研究[J]. 農(nóng)業(yè)生物技術(shù)學(xué)報,2001(2):187-190.
[10] 劉忠德,劉淑娟.臭椿提取物對油菜生長抑制作用和核酸含量的研究[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2009(4)95-96.
[11] 劉忠德,劉淑娟,吳仁濤,等.臭椿提取物對油菜形態(tài)和顯微結(jié)構(gòu)影響的研究[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2013(21)9-10.
2.4 臭椿乙醇提取物對薺菜根長、株高和鮮重的影響
不同濃度臭椿乙醇提取物對薺菜根長、株高和鮮重的生長均有抑制作用(圖4)。由圖4可見,臭椿乙醇提取物濃度在1.25~5.00 g/L范圍內(nèi),根長和株高的抑制率接近,明顯高于鮮重的抑制率,并且薺菜根長、株高、鮮重抑制率隨著濃度提高呈現(xiàn)上升趨勢;濃度達(dá)到10.00 g/L時,對薺菜根長、株高、鮮重的抑制率均為100%。
2.5 臭椿乙醇提取物對薺菜種子活力指數(shù)的影響
不同濃度臭椿乙醇提取物對薺菜種子活力指數(shù)均有明顯的影響(圖5)。由圖5可見,薺菜種子活力指數(shù)以清水對照處理為最高,薺菜種子經(jīng)臭椿乙醇提取物處理,活力指數(shù)明顯降低,1.25 g/L處理活力指數(shù)降低為0.208,2.50 g/L處理活力指數(shù)降低到0.056,處理濃度增加到5.00 g/L及以上時,活力指數(shù)降為0。
3 結(jié)論
臭椿乙醇提取物對薺菜種子萌發(fā)有強(qiáng)烈的抑制作用,在1.25~5.00 g/L濃度范圍內(nèi),薺菜種子部分萌發(fā),隨著臭椿乙醇提取物濃度升高,薺菜發(fā)芽率降低,發(fā)芽指數(shù)降低、活力指數(shù)下降,薺菜種子發(fā)芽、根長、株高、鮮重的抑制率均提高。在5.00~10.00 g/L濃度范圍內(nèi),薺菜種子只有少數(shù)萌發(fā),發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)均接近或等于0,薺菜種子發(fā)芽、根長、株高、鮮重的抑制率也接近或達(dá)到100%。在10.00~20.00 g/L濃度范圍內(nèi),薺菜種子不能萌發(fā),發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)均為0,薺菜種子發(fā)芽、根長、株高、鮮重的抑制率達(dá)100%。
4 討論
種子發(fā)芽率是種子萌發(fā)的指標(biāo),以發(fā)芽抑制率,根長、鮮重抑制率為指標(biāo),可以判斷抑制作用,但發(fā)芽指數(shù),特別是活力指數(shù),是判斷種子活力的更好指標(biāo),更能進(jìn)一步說明臭椿乙醇提取物對薺菜種子發(fā)芽的抑制作用。
臭椿乙醇提取物對薺菜鮮重抑制率的影響小于根長、株高抑制率。試驗中觀察到1.25~5.00 g/L處理的薺菜出現(xiàn)畸形苗,雖然生長高度受到抑制,但鮮重仍然有一定的增加,導(dǎo)致鮮重抑制率比根長、株高抑制率低。
本研究只測定了臭椿乙醇提取物對薺菜種子發(fā)芽、根長、株高和鮮重的影響,對參與生理活動有關(guān)酶活性是否產(chǎn)生影響,有待進(jìn)一步研究。
本研究證實臭椿乙醇提取物對薺菜種子萌發(fā)具有較強(qiáng)的抑制作用,臭椿中的有效活性成分有望開發(fā)研制成新型生物除草劑。對于抑制發(fā)芽活性成分的研究,尚需要對提取物做進(jìn)一步提純、進(jìn)行化學(xué)成分和化學(xué)結(jié)構(gòu)的測定。
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[6] 宋 健.臭椿根皮抑制TMV活性組分研究[J].福建農(nóng)林大學(xué)學(xué)報,2006,20(3):12-15.
[7] 劉忠德,孫 冬,楊勤民.臭椿提取物對播娘蒿生長抑制作用的研究[J].中國植保導(dǎo)刊2009(5):43-44.
[8] 劉忠德.臭椿提取物在馬鈴薯儲藏期間抑芽效果研究[J].北方園藝,2009(9):204-205.
[9] 曹 兵,宋麗華,張婷婷.臭椿根際土壤化感作用的初步研究[J]. 農(nóng)業(yè)生物技術(shù)學(xué)報,2001(2):187-190.
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[11] 劉忠德,劉淑娟,吳仁濤,等.臭椿提取物對油菜形態(tài)和顯微結(jié)構(gòu)影響的研究[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2013(21)9-10.
2.4 臭椿乙醇提取物對薺菜根長、株高和鮮重的影響
不同濃度臭椿乙醇提取物對薺菜根長、株高和鮮重的生長均有抑制作用(圖4)。由圖4可見,臭椿乙醇提取物濃度在1.25~5.00 g/L范圍內(nèi),根長和株高的抑制率接近,明顯高于鮮重的抑制率,并且薺菜根長、株高、鮮重抑制率隨著濃度提高呈現(xiàn)上升趨勢;濃度達(dá)到10.00 g/L時,對薺菜根長、株高、鮮重的抑制率均為100%。
2.5 臭椿乙醇提取物對薺菜種子活力指數(shù)的影響
不同濃度臭椿乙醇提取物對薺菜種子活力指數(shù)均有明顯的影響(圖5)。由圖5可見,薺菜種子活力指數(shù)以清水對照處理為最高,薺菜種子經(jīng)臭椿乙醇提取物處理,活力指數(shù)明顯降低,1.25 g/L處理活力指數(shù)降低為0.208,2.50 g/L處理活力指數(shù)降低到0.056,處理濃度增加到5.00 g/L及以上時,活力指數(shù)降為0。
3 結(jié)論
臭椿乙醇提取物對薺菜種子萌發(fā)有強(qiáng)烈的抑制作用,在1.25~5.00 g/L濃度范圍內(nèi),薺菜種子部分萌發(fā),隨著臭椿乙醇提取物濃度升高,薺菜發(fā)芽率降低,發(fā)芽指數(shù)降低、活力指數(shù)下降,薺菜種子發(fā)芽、根長、株高、鮮重的抑制率均提高。在5.00~10.00 g/L濃度范圍內(nèi),薺菜種子只有少數(shù)萌發(fā),發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)均接近或等于0,薺菜種子發(fā)芽、根長、株高、鮮重的抑制率也接近或達(dá)到100%。在10.00~20.00 g/L濃度范圍內(nèi),薺菜種子不能萌發(fā),發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)均為0,薺菜種子發(fā)芽、根長、株高、鮮重的抑制率達(dá)100%。
4 討論
種子發(fā)芽率是種子萌發(fā)的指標(biāo),以發(fā)芽抑制率,根長、鮮重抑制率為指標(biāo),可以判斷抑制作用,但發(fā)芽指數(shù),特別是活力指數(shù),是判斷種子活力的更好指標(biāo),更能進(jìn)一步說明臭椿乙醇提取物對薺菜種子發(fā)芽的抑制作用。
臭椿乙醇提取物對薺菜鮮重抑制率的影響小于根長、株高抑制率。試驗中觀察到1.25~5.00 g/L處理的薺菜出現(xiàn)畸形苗,雖然生長高度受到抑制,但鮮重仍然有一定的增加,導(dǎo)致鮮重抑制率比根長、株高抑制率低。
本研究只測定了臭椿乙醇提取物對薺菜種子發(fā)芽、根長、株高和鮮重的影響,對參與生理活動有關(guān)酶活性是否產(chǎn)生影響,有待進(jìn)一步研究。
本研究證實臭椿乙醇提取物對薺菜種子萌發(fā)具有較強(qiáng)的抑制作用,臭椿中的有效活性成分有望開發(fā)研制成新型生物除草劑。對于抑制發(fā)芽活性成分的研究,尚需要對提取物做進(jìn)一步提純、進(jìn)行化學(xué)成分和化學(xué)結(jié)構(gòu)的測定。
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[6] 宋 健.臭椿根皮抑制TMV活性組分研究[J].福建農(nóng)林大學(xué)學(xué)報,2006,20(3):12-15.
[7] 劉忠德,孫 冬,楊勤民.臭椿提取物對播娘蒿生長抑制作用的研究[J].中國植保導(dǎo)刊2009(5):43-44.
[8] 劉忠德.臭椿提取物在馬鈴薯儲藏期間抑芽效果研究[J].北方園藝,2009(9):204-205.
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[11] 劉忠德,劉淑娟,吳仁濤,等.臭椿提取物對油菜形態(tài)和顯微結(jié)構(gòu)影響的研究[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2013(21)9-10.