，，，，，

(1.貴州師范大學(xué)貴州省山地環(huán)境信息系統(tǒng)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴陽(yáng) 550001；2.貴州師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，貴陽(yáng) 550001)

植物通過(guò)釋放次生代謝組分直接或間接對(duì)周圍植物的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程產(chǎn)生有益或有害的影響，這種影響直接導(dǎo)致植物自身的連作障礙以及周圍植物的化感效應(yīng)[1]。目前有關(guān)植物化感效應(yīng)的研究已取得了大量的研究成果[2-3]，然而，明確植物化感物質(zhì)基礎(chǔ)以及化感物質(zhì)對(duì)受體植物的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程及影響機(jī)制仍是關(guān)注的焦點(diǎn)。魚(yú)腥草(HouttuyniacordataThunb.)為三白草科(Saururuaceae)蕺菜屬(Houttuynia)藥食同源植物，具有喜潮濕溫暖環(huán)境，耐蔭性強(qiáng)，適應(yīng)性強(qiáng)，對(duì)土壤條件和光照要求不嚴(yán)等特點(diǎn)。因此，魚(yú)腥草可以與喜光短日照作物套種，而與作物的套種不僅要探討2種植物的品種篩選、適宜的播種期、合理密植等[4]，還要明確魚(yú)腥草對(duì)套種作物的化感效應(yīng)。目前，報(bào)道了魚(yú)腥草水浸提對(duì)黃瓜種子的萌發(fā)過(guò)程，也報(bào)道了套種大白菜、蘿卜和番茄種子萌發(fā)產(chǎn)生化感抑制作用，其胚根和芽苗分泌物對(duì)后茬播種的蔬菜種子發(fā)芽表現(xiàn)出不同程度的化感抑制作用[5]。魏玉蘭等[6]研究滇重樓種子水浸液對(duì)3種植物種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響，綠豆種子受影響最小；但趙鋮等研究表明，黃花蒿對(duì)綠豆的化感效應(yīng)隨著濃度的增加化感作用增強(qiáng)[7]。魚(yú)腥草和綠豆(Vignaradiata(Linn.)Wilczek)套種，可利用綠豆葉片遮陰，使魚(yú)腥草免受太陽(yáng)暴曬，在炎熱的夏季仍鮮嫩可口，減少土壤裸露時(shí)間、充分利用陽(yáng)光、阻礙雜草生長(zhǎng)，可保護(hù)環(huán)境、降低生產(chǎn)成本。然而，魚(yú)腥草和綠豆之間的化感效應(yīng)研究未見(jiàn)報(bào)道，因此，本研究通過(guò)魚(yú)腥草水浸提液對(duì)綠豆種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響，探討魚(yú)腥草對(duì)綠豆生長(zhǎng)過(guò)程的化感效應(yīng)，為魚(yú)腥草與綠豆建立合理的種植模式提供參考。

1 材料與方法

1.1 材 料

實(shí)驗(yàn)用魚(yú)腥草購(gòu)買(mǎi)于貴陽(yáng)市云巖區(qū)菜田，綠豆種子購(gòu)買(mǎi)于當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)。

1.2 魚(yú)腥草浸提液的制備方法

鮮魚(yú)腥草水浸提母液：將鮮魚(yú)腥草用研缽研磨成漿狀后，按與蒸餾水1∶10質(zhì)量比加蒸餾水混合，超聲提取30 min，用紗布過(guò)濾后離心，取上清液。干魚(yú)腥草水浸提母液：將魚(yú)腥草洗凈泥土，自然風(fēng)干后，粉碎機(jī)粉碎，過(guò)200目篩子，粉末用蒸餾水按質(zhì)量比1∶10混合，超聲提取30 min，用紗布過(guò)濾后離心，取上清液；制備浸提液于4 ℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

表2 鮮、干魚(yú)腥草浸提液對(duì)綠豆種子出苗的影響

1.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

將受體綠豆種子用2%次氯酸鈉超聲處理15 min，再用無(wú)菌水清洗3～4次，濾干。處理液用蒸餾水將鮮、干魚(yú)腥草水浸提母液分別按0%、10%、20%、40%和80%稀釋(v/v)，以蒸餾水為對(duì)照(即0%)，每個(gè)處理6次重復(fù)。

在直徑為9 cm的培養(yǎng)皿中墊上2張濾紙，均勻放置40粒大小一致的綠豆，分別加入10 mL不同濃度處理液，以蒸餾水為對(duì)照，加蓋培養(yǎng)，第2天開(kāi)始記錄種子發(fā)芽數(shù)，種子發(fā)芽以芽長(zhǎng)大于1 mm為標(biāo)準(zhǔn)，5 d后開(kāi)始測(cè)量綠豆種子的出苗數(shù)，17 d后測(cè)量幼苗鮮重、根長(zhǎng)、株高、葉片酶和葉綠素。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目與方法

測(cè)量各處理綠豆幼苗的鮮重、根長(zhǎng)和株高，均以10株計(jì)，測(cè)定幼苗葉片葉綠素含量(葉綠素a和葉綠素b)、超氧化物歧化酶(SOD)、過(guò)氧化物酶(POD)、丙二醛(MDA)含量。葉綠素含量采用李合生等[8]改進(jìn)的丙酮法測(cè)定，以mg/g(FW)表示；抗氧化酶液提取參照Moer-schbacher等[9]的方法，超氧化物歧化酶(SOD)活性采用氮藍(lán)四唑(NBT)光還原法測(cè)定[10]；過(guò)氧化物酶(POD)活性采用Kochba等[11]方法測(cè)定；膜脂過(guò)氧化產(chǎn)物丙二醛(MDA)含量參照高俊鳳[12]的方法，每組做3個(gè)平行。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

每組實(shí)驗(yàn)均設(shè)空白對(duì)照處理和6組平行實(shí)驗(yàn)，所有數(shù)據(jù)通過(guò)Excel軟件和SPSS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和作圖并進(jìn)行方差等分析。萌發(fā)率(%)=(發(fā)芽種子總數(shù)/供試種子總數(shù))×100%。萌發(fā)指數(shù)(GI)=∑(Gt/Dt)，Gt為第t日的發(fā)芽種子數(shù)，Dt為相應(yīng)的發(fā)芽天數(shù)[13-14]。出苗率(%)=(出苗總數(shù)/供試種子總數(shù))×100%。出苗指數(shù)(EI)=∑(Et/Dt)，Et為第t日的種子出苗數(shù)，Dt為相應(yīng)的出苗天數(shù)。化感潛力評(píng)價(jià)通過(guò)處理與相應(yīng)對(duì)照的比值(T/C)進(jìn)行衡量，并采用Williamson[15]的化感效應(yīng)指數(shù)(ResponseIndex，RI)作為衡量指標(biāo)：RI%=(1-C/T)×100%；其中，C為對(duì)照值，T為處理值，RI代表化感效應(yīng)。當(dāng)RI>0時(shí)表示促進(jìn)作用，當(dāng)RI<0時(shí)為抑制作用，RI的絕對(duì)值的大小代表化感作用強(qiáng)弱。

2 結(jié)果與分析

2.1 魚(yú)腥草浸提液對(duì)綠豆種子萌發(fā)的影響

由表1可知，通過(guò)不同濃度的鮮魚(yú)腥草浸提液處理時(shí)，綠豆種子的萌發(fā)率較對(duì)照差異未顯著。而通過(guò)不同濃度的干魚(yú)腥草浸提液處理時(shí)，綠豆種子的萌發(fā)率在10%～40%濃度處理下，較對(duì)照差異未顯著，在80%濃度處理下，顯著小于對(duì)照。通過(guò)不同濃度的鮮魚(yú)腥草浸提液處理時(shí)，綠豆種子萌發(fā)指數(shù)在小于40%濃度處理時(shí)，較對(duì)照差異不顯著，而在80%濃度處理時(shí)，種子萌發(fā)指數(shù)顯著小于對(duì)照；通過(guò)不同濃度的干魚(yú)腥草浸提液處理時(shí)，綠豆種子萌發(fā)指數(shù)顯著小于對(duì)照，表明高濃度鮮魚(yú)腥草浸提液對(duì)綠豆種子萌發(fā)具有一定抑制作用，干魚(yú)腥草浸提液對(duì)綠豆種子萌發(fā)具有抑制作用。

表1 不同濃度的鮮、干魚(yú)腥草浸提液對(duì)綠豆種子萌發(fā)的影響

注：表中“鮮”表示新鮮的魚(yú)腥草水浸液；“干”表示曬干的魚(yú)腥草水浸液；處理濃度是提取液的體積百分濃度；同列不同小寫(xiě)字母表示在(p<0.05)水平上差異顯著。下同。

2.2 魚(yú)腥草浸提液對(duì)綠豆種子出苗的影響

由表2可知，通過(guò)小于40%的鮮魚(yú)腥草浸提液處理時(shí)，綠豆出苗率較對(duì)照差異不顯著，通過(guò)高濃度(80%)處理時(shí)，綠豆出苗率顯著小于對(duì)照，通過(guò)不同濃度的干魚(yú)腥草浸提液處理時(shí)，綠豆出苗率較對(duì)照差異顯著，濃度大于20%，綠豆未長(zhǎng)出幼苗。通過(guò)不同濃度的鮮、干魚(yú)腥草浸提液處理的綠豆出苗指數(shù)與出苗率的變化趨勢(shì)基本一致。說(shuō)明高濃度鮮魚(yú)腥草浸提液對(duì)綠豆的出苗率有抑制作用，干魚(yú)腥草浸提液對(duì)綠豆的出苗率具有抑制作用。通過(guò)不同濃度的鮮魚(yú)腥草浸提液處理的綠豆鮮重均顯著高于對(duì)照，不同濃度的干魚(yú)腥草浸提液處理的綠豆鮮重均顯著低于對(duì)照，說(shuō)明鮮魚(yú)腥草浸提液對(duì)綠豆生物量具有促進(jìn)作用，而干魚(yú)腥草浸提液對(duì)綠豆生物量具有抑制作用。

圖3 鮮(A)、干(B)魚(yú)腥草水浸液對(duì)綠豆葉綠素(a+b)的影響

圖1 鮮(A)、干(B)魚(yú)腥草浸提液對(duì)綠豆株高與根長(zhǎng)的影響

2.3 魚(yú)腥草浸提液對(duì)綠豆幼苗株高和根長(zhǎng)的影響

由圖1可知，通過(guò)不同濃度鮮魚(yú)腥草浸提液處理的綠豆株高均顯著高于對(duì)照，并呈先升高后減小的趨勢(shì)，鮮魚(yú)腥草浸提液處理濃度為40%時(shí)，株高最高為14.46 cm，鮮魚(yú)腥草浸提液為20%時(shí)，株高最小為11.38 cm(ck為9.12 cm)，而根長(zhǎng)也均顯著高于對(duì)照，并且變化趨勢(shì)與株高基本一致。通過(guò)不同濃度的干魚(yú)腥草浸提液處理的綠豆株高和根長(zhǎng)均顯著低于對(duì)照，并逐漸減小的趨勢(shì)，干魚(yú)腥草水浸液為10%濃度處理時(shí)，株高和根長(zhǎng)最高為5.60 cm和2.43 cm(ck為9.12 cm和4.85 cm)，大于20%的干魚(yú)腥草浸提液處理濃度時(shí)，無(wú)苗。這表明鮮魚(yú)腥草浸提液對(duì)綠豆株高和根長(zhǎng)具有促進(jìn)作用，而干魚(yú)腥草浸提液對(duì)綠豆株高和根長(zhǎng)具有抑制作用。

2.4 魚(yú)腥草浸提液對(duì)綠豆化感效應(yīng)的影響

由圖2可知，通過(guò)不同濃度鮮魚(yú)腥草浸提液處理的綠豆株高和根長(zhǎng)的化感效應(yīng)指數(shù)分別在0.10～0.37和0.22～0.39，表明鮮魚(yú)腥草浸提液對(duì)綠豆株高和根長(zhǎng)具有促進(jìn)作用。通過(guò)不同濃度干魚(yú)腥草浸提液處理的綠豆株高和根長(zhǎng)的化感效應(yīng)指數(shù)分別在-1.00～-0.63和-1.16～-0.72之間，而干魚(yú)腥草浸提液處理濃度大于20%時(shí)，綠豆不長(zhǎng)苗，表明干魚(yú)腥草浸提液濃度增大，對(duì)綠豆株高和根長(zhǎng)的抑制越大。

圖2 鮮、干魚(yú)腥草浸提液對(duì)綠豆株高與根長(zhǎng)的化感效應(yīng)

2.5 魚(yú)腥草浸提液對(duì)綠豆葉綠素的影響

由圖3可知，通過(guò)不同濃度鮮魚(yú)腥草浸提液處理的綠豆幼苗葉片的葉綠素a和葉綠素b的含量差異不顯著，表明鮮魚(yú)腥草浸提液對(duì)綠豆葉片葉綠素沒(méi)有影響，而通過(guò)不同濃度干魚(yú)腥草浸提液處理的綠豆葉片葉綠素a和葉綠素b差異未顯著，表明干魚(yú)腥草浸提液對(duì)綠豆葉片葉綠素沒(méi)有影響。

2.6 魚(yú)腥草浸提液對(duì)綠豆超氧化物歧化酶(SOD)的影響

超氧化物歧化酶(SOD)是存在于植物體內(nèi)的一類能有效的清除超氧自由基的重要酶，當(dāng)植物機(jī)體內(nèi)產(chǎn)生過(guò)多的自由基時(shí)，自由基會(huì)對(duì)植物體產(chǎn)生傷害，導(dǎo)致疾病的發(fā)生，而SOD活性維持植物體內(nèi)自由基的生成和清除的動(dòng)態(tài)平衡，防止機(jī)體受到損傷。由圖4可知，通過(guò)不同濃度鮮魚(yú)腥草浸提液處理的綠豆葉片的超氧化物歧化酶SOD值均顯著小于對(duì)照，其SOD值為20.52～62.47 U/g(ck為94.12 U/g)，而通過(guò)40%的濃度處理時(shí)，SOD值為20.52 U/g，通過(guò)80%的濃度處理時(shí)，SOD值反而升高為42.35 U/g。通過(guò)不同濃度干魚(yú)腥草浸提液處理的綠豆葉片的SOD值均顯著小于對(duì)照，其SOD值為18.98～67.65 U/g(ck為94.05 U/g)，并隨處理濃度增加而增加。表明魚(yú)腥草浸提液對(duì)綠豆的SOD具有抑制作用。

圖4 鮮、干魚(yú)腥草水浸液對(duì)綠豆超氧化物歧化酶(SOD)的影響

2.7 魚(yú)腥草浸提液對(duì)綠豆過(guò)氧化物酶(POD)的影響

過(guò)氧化物酶(POD)是植物防御系統(tǒng)中的一類活性酶，可以與SOD在植物抗氧化酶反應(yīng)中協(xié)同作用共同清除植物代謝過(guò)程中產(chǎn)生的活性氧，保護(hù)細(xì)胞免受過(guò)氧化損傷，從而保證植物正常生長(zhǎng)。由圖5可知，小于40%濃度的鮮魚(yú)腥草浸提液處理處理時(shí)，綠豆葉片的POD值均顯著大于對(duì)照，且呈增加趨勢(shì)，當(dāng)處理濃度到80%時(shí)，POD的值(29.67 U/(g·min))顯著小于對(duì)照(34.89 U/(g·min))，不同濃度的干魚(yú)腥草浸提液處理的綠豆葉片的POD值(41.33～58.33 U/(g·min))顯著大于對(duì)照[36.09 U/(g·min)]。表明鮮魚(yú)腥草浸提液對(duì)綠豆的POD在小于40%具有促進(jìn)作用，而隨著處理濃度的增大逐漸轉(zhuǎn)變成抑制作用，干魚(yú)腥草處提液對(duì)綠豆的POD具有促進(jìn)作用。

圖5 鮮、干魚(yú)腥草水浸液對(duì)綠豆過(guò)氧化物酶(POD)的影響

2.8 魚(yú)腥草浸提液對(duì)綠豆丙二醛(MDA)的影響

植物器官衰老或在逆境下遭受傷害，往往發(fā)生膜脂過(guò)氧化作用，丙二醛(MDA)是膜脂過(guò)氧化作用的最終分解產(chǎn)物，其含量可以反映植物遭受逆境傷害的程度。MDA含量在一定程度上反映了植物體內(nèi)自由基的含量，即MDA越少，越能防止自由基對(duì)植物產(chǎn)生迅速而強(qiáng)烈的損傷。由圖6可知，通過(guò)小于20%濃度的鮮魚(yú)腥草浸提液處理時(shí)，綠豆的MDA含量(4.71～5.81μmol/g)小于對(duì)照(7.11μmol/g)，而大于40%濃度處理時(shí)，MDA含量(7.98～9.28μmol/g)則大于對(duì)照。不同濃度的干魚(yú)腥草浸提液處理時(shí)，綠豆的MDA含量(7.86～9.80μmol/g)均高于對(duì)照(7.06μmol/g)。表明低濃度的鮮魚(yú)腥草浸提液對(duì)綠豆MDA具有抑制作用，高濃度的鮮魚(yú)腥草浸提液對(duì)綠豆的MDA有促進(jìn)作用，而干魚(yú)腥草浸提液對(duì)綠豆的MDA具有促進(jìn)作用。

圖6 鮮、干魚(yú)腥草水浸液對(duì)綠豆丙二醛(MDA)的影響

3 討論與結(jié)論

3.1 魚(yú)腥草浸提液對(duì)綠豆種子，幼苗生長(zhǎng)的化感效應(yīng)

通過(guò)魚(yú)腥草浸提液對(duì)綠豆種子萌發(fā)、萌發(fā)率，幼苗出苗率、出苗指數(shù)、株高、根長(zhǎng)及株高和根長(zhǎng)的化感效應(yīng)指數(shù)的影響，說(shuō)明不同濃度的提取液對(duì)綠豆種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)存在差異，暗示提取液中的代謝組分含量存在差異而導(dǎo)致種子和幼苗生長(zhǎng)受到影響存在差異，高濃度鮮魚(yú)腥草提取液對(duì)綠豆種子萌發(fā)又有一定的抑制作用。經(jīng)過(guò)自然風(fēng)干后，代謝成分會(huì)發(fā)生變化，所以干魚(yú)腥草提取液與鮮魚(yú)腥草提取液對(duì)綠豆種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)影響存在差異，因此,表現(xiàn)不同濃度的干魚(yú)腥草提取液對(duì)綠豆種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)具有抑制作用，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與張福娣等報(bào)道的相一致[16]。鮮魚(yú)腥草浸提液對(duì)綠豆幼苗生物量具有促進(jìn)作用，而干魚(yú)腥草浸提液對(duì)綠豆生幼苗物量具有抑制作用。暗示了魚(yú)腥草適合與綠豆進(jìn)行套種。實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明，鮮魚(yú)腥草浸提液對(duì)綠豆株高和根長(zhǎng)具有促進(jìn)作用，而干魚(yú)腥草浸提液對(duì)綠豆株高和根長(zhǎng)具有抑制作用。也暗示了魚(yú)腥草與綠豆套種可以促進(jìn)綠豆株高和根長(zhǎng)的生長(zhǎng)，但如果魚(yú)腥草殘?bào)w自然風(fēng)干殘留在綠豆套種的地里，可能對(duì)綠豆種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)抑制的化感作用。

3.2 魚(yú)腥草浸提液對(duì)綠豆幼苗抗氧化系統(tǒng)的化感效應(yīng)

很多植物代謝組分對(duì)套種植物的化感作用不僅表現(xiàn)在種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)上，而且影響植物的抗氧化系統(tǒng)。植物中的SOD是第一個(gè)在活性氧清除系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用的抗氧化酶，在逆境脅迫下產(chǎn)生的活性氧和自由基對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生危害，SOD保護(hù)細(xì)胞避免或減輕活性氧傷害。實(shí)驗(yàn)顯示魚(yú)腥草浸提液對(duì)綠豆的SOD具有抑制作用，暗示魚(yú)腥草提取液抑制綠豆幼苗SOD，從而減少了對(duì)細(xì)胞的保護(hù)；在逆境條件下植物POD是酶促防御系統(tǒng)的關(guān)鍵酶之一，與超氧化物歧化酶、過(guò)氧化氫酶相互協(xié)調(diào)配合，清除過(guò)剩的自由基[17]，實(shí)驗(yàn)顯示，鮮魚(yú)腥草提取液對(duì)綠豆的POD在小于40%具有促進(jìn)作用，而隨著處理濃度的增大逐漸轉(zhuǎn)變成抑制作用，干魚(yú)腥草處提液對(duì)綠豆的POD具有促進(jìn)作用，暗示了低濃度的魚(yú)腥草提取液以及干的魚(yú)腥草提取液提高了綠豆幼苗POD的活性，高濃度鮮魚(yú)腥草提取液降低了綠豆幼苗POD的活性；植物MDA是膜脂過(guò)氧化作用的最終分解產(chǎn)物，其含量可以反映植物遭受逆境傷害的程度[18]。實(shí)驗(yàn)表明，低濃度的鮮魚(yú)腥草浸提液對(duì)綠豆MDA具有抑制作用，高濃度的鮮魚(yú)腥草浸提液對(duì)綠豆的MDA有促進(jìn)作用；干魚(yú)腥草處提液對(duì)綠豆的MDA具有促進(jìn)作用，暗示了低濃度的魚(yú)腥草提取液可以減少綠豆幼苗細(xì)胞膜受到的傷害，而高濃度魚(yú)腥草提取液及干魚(yú)腥草提取液增加綠豆幼苗細(xì)胞膜受到的傷害。

實(shí)驗(yàn)證明了魚(yú)腥草對(duì)綠豆生長(zhǎng)具有化感效應(yīng)，這為魚(yú)腥草與綠豆建立合理的種植模式提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。