李麗，楊傅嵩，郎闖，鄭琳昕，肖佳偉，張博

(佳木斯大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，黑龍江 佳木斯 154007)

0 引言

通過植物向自身生長環(huán)境釋放出某些化學(xué)物質(zhì)，而導(dǎo)致其周邊生物的生長和發(fā)育發(fā)生顯著變化的現(xiàn)象稱為化感現(xiàn)象，這些釋放的化學(xué)物質(zhì)為化感物質(zhì)[1]。化感作用作為時下熱點話題已有豐富的研究[2-3]。魚腥草(HeartleafHouttuyniaHerb)為三白草科(Saururuaceae)蕺菜屬，由于其莖葉均有魚腥味兒，因此得名魚腥草。魚腥草又名折耳根，首先記錄在南北朝中藥學(xué)家陶弘景所著的《名醫(yī)別錄》中[4]，主要分布于我國中南部等地方,是我國已傳承千年的傳統(tǒng)中藥材[5]。魚腥草具喜溫、好濕，耐蔭性強，適應(yīng)性強，對土壤條件和光照要求不嚴苛等特點，因此，魚腥草可以與適宜的作物套種、間種，探明魚腥草與套種、間種作物的化感影響。

目前，報道了魚腥草浸提液刺激列當(dāng)種子萌發(fā)的研究[6]，證明了魚腥草浸提液中含有化感刺激物質(zhì)，也報道了對綠豆種子萌發(fā)及幼苗生長產(chǎn)生化感影響，其中綠豆萌發(fā)與生長過程中表現(xiàn)出不同程度的化感抑制與促進作用。李春英等[7]以小麥為受體研究了苘麻揮發(fā)油的化感作用，結(jié)果表明：苘麻揮發(fā)油對小麥幼苗的生長等有一定的抑制作用，并且在所研究的3種作物：小麥，玉米、大豆中，小麥受到化感抑制作用的影響明顯高于其對玉米和大豆的化感抑制作用。劉瑞姣等[8]研究了桔梗的水浸提液對小麥幼苗的一系列生理指標的影響，得到了該浸提液對小麥的化感作用，結(jié)論得出被影響后的小麥幼苗地上部分的生長為高濃度(5～20 mg/mL)抑制作用、低濃度(≤1 mg/mL)促進作用。而與地上不同，會抑制根部的生長。魚腥草與小麥間種，小麥的葉片可為魚腥草提供適宜的生存環(huán)境，魚腥草可在合理種植的條件下，利用化感物質(zhì)刺激提高小麥的產(chǎn)量。

魚腥草有很強的魚腥味道，能有效抵御多種病蟲害威脅[9]、減少農(nóng)藥的使用率，保護環(huán)境。然而，魚腥草與小麥之間的化感效應(yīng)研究未見報道，研究通過探索魚腥草與小麥之間的化感影響，判斷魚腥草對小麥化感作用的基本性狀與特征，為小麥與魚腥草的間種提供理論支持，也為魚腥草在東北地區(qū)的引進提供一定的理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

實驗用魚腥草購于佳木斯新瑪特超市，小麥種子(克豐3號)購于佳木斯市種子公司。

1.2 魚腥草浸提液的制作方法與種子的預(yù)處理

魚腥草浸提液的制備：將鮮魚腥草去除根須，沖洗干凈，濾干、切割成小段，置在研缽中研成勻漿。并與蒸餾水按1:10質(zhì)量比配。超聲提取30 min,用紗布過濾，過濾后用離心機以1700 r/min速離心7 min，取上清液。上清液為供體母液。用蒸餾水將供體母液分別稀釋為0%(蒸餾水，對照組CK)，20%，40%，60%，80%的魚腥草浸提液，供實驗使用。將浸提液放置于4 ℃的冰箱中。

種子的預(yù)處理：將供試的小麥種子與0.15%濃度的高錳酸鉀溶液混合浸泡30 min消毒，用蒸餾水多次沖洗直至無明顯的高錳酸鉀殘留溶液，濾干。

1.3 實驗設(shè)計

在15 cm培養(yǎng)皿上平鋪2張濾紙，依次用魚腥草浸提液潤濕濾紙，最后將密度適宜的供試小麥種子(35粒)，均勻的擺放在培養(yǎng)皿中。以蒸餾水為CK組，加蓋培養(yǎng)。3 d后記錄三種作物種子發(fā)芽情況(發(fā)芽勢)，7 d后測量種子發(fā)芽率及幼苗中葉綠素含量、丙二醛含量、鮮重和株高。

1.4 測定項目與方法

測量各處理小麥種子的鮮重(以20株記)，株高。測定幼苗葉片中葉綠素含量與丙二醇含量。葉片中丙二醇的測定參考硫代巴比妥酸法[10]，葉綠素含量的測定采用乙醇提取分光光度計法測定[11]

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

每組實驗設(shè)置5組平行實驗。

發(fā)芽率(%)=(發(fā)芽種子數(shù)/實驗種子總數(shù))×100。

種子發(fā)芽勢(%)=(規(guī)定天數(shù)內(nèi)發(fā)芽種子數(shù)/實驗種子總數(shù))×100。

化感潛力參考 Williamson等[12-13]的化感效應(yīng)指數(shù)(ResponseIndex， RI)的方法：當(dāng)T≥C時,RI=1-C/T，若T0時，表示為化感促進作用，當(dāng)RI<0時，則為化感抑制作用，RI的絕對值表示出實驗對象受到化感作用的強弱。

小麥種子及幼苗的生長數(shù)據(jù)通過Excel表格和SPSS 19.0軟件進行記錄，顯著性分析與繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 魚腥草水浸提液對小麥種子萌發(fā)的影響

由表1數(shù)據(jù)可得出，在不同濃度魚腥草浸提液處理下，小麥種子的發(fā)芽率與對照組(0% CK)有較顯著的增高，在40%魚腥草浸提液的處理下，小麥發(fā)芽率最高，達到88.75%，而后發(fā)芽率有所下降，在高濃度80%魚腥草浸提液處理下，小麥發(fā)芽率最低為77.14%也顯著高于CK。小麥種子的發(fā)芽勢同樣受到魚腥草浸提液的化感影響，魚腥草浸提液處理后的小麥種子的發(fā)芽勢除80%處理組與CK持平外，都顯著高于對照組，促進狀態(tài)呈現(xiàn)先升高后減弱的趨勢，且在40%的情況下達到最大值為85.71%。發(fā)芽勢與發(fā)芽率的化感效應(yīng)(RI)都為正值，即RI>0。說明魚腥草浸提液對小麥種子的發(fā)芽有一定的化感促進作用。

表1 魚腥草水浸提液對小麥種子發(fā)芽率,發(fā)芽勢的影響

2.2 魚腥草浸提液對小麥幼苗株高的影響

由表2數(shù)據(jù)可知，在不同濃度魚腥草浸提液處理下，小麥幼苗株高與CK并未有顯著性差異，但仍然反映出小麥株高有增高趨勢。通過RI體現(xiàn)出，小麥幼苗的株高同樣受到了化感作用，在濃度為40%～60%是RI分別為0.003、0.079，說明小麥幼苗株高呈現(xiàn)出上升趨勢。幼苗在較高濃度60%處理下，幼苗株高最高為7.57 cm。在浸提液濃度為40%，小麥幼苗的株高最小，為6.99 cm > CK 的6.97 cm。通過不同濃度魚腥草浸提液濃度的處理后小麥株高的RI均為正值，說明魚腥草浸提液對小麥幼苗株高有一定的化感促進作用。

表2 魚腥草浸提液對小麥幼苗株高的影響

2.3 魚腥草浸提液對小麥鮮重的影響

由表3數(shù)據(jù)可知，不同濃度魚腥草浸提液處理后的小麥鮮重除40%濃度與CK沒有顯著性差異外，其他各濃度處理后的小麥鮮重都與CK有顯著差異，經(jīng)過不同濃度魚腥草浸提液處理后的小麥鮮重的RI，都為正值，整體來說，小麥鮮重呈現(xiàn)升高趨勢，在濃度為20%時，小麥鮮重達到了0.182 cm的最大值，隨之20%濃度下的RI 也最大值0.093。而后濃度升高，通過小麥鮮重的測定值與RI的數(shù)值變化來看，小麥鮮重有所下降，在魚腥草浸提液濃度在60%處理下，鮮重最小，有0.168 cm，但仍與CK有較顯著的差異，數(shù)值明顯大于CK。說明魚腥草浸提液對小麥鮮重同樣存在化感促進作用，但濃度越高，這種化感促進作用效應(yīng)越弱。

表3 魚腥草浸提液對小麥鮮重的影響

2.4 魚腥草浸提液對小麥幼苗葉片葉綠素含量影響

由圖1可知，魚腥草浸提液對小麥幼苗葉綠素含量影響不大，葉綠素a的含量只在20%濃度魚腥草浸提液處理下、葉綠素b含量在40%、80%濃度魚腥草浸提液處理下有所增加，且與CK相比葉綠素含量沒有顯著性差異，而葉綠素b的含量在80%濃度魚腥草浸提液處理下與CK顯著性降低，其余都與CK無明顯差異。由圖2可知，魚腥草浸提液處理后的小麥幼苗中的葉綠素含量有輕微變化，只在濃度為20%是稍增加一點，而40%和60%魚腥草浸提液培養(yǎng)時，葉綠素含量對比CK想比，都有所下降。而表明魚腥草浸提液對小麥在葉綠素幾乎沒有太大的影響。

圖1 魚腥草浸提液對小麥幼苗葉綠素a、b的影響

圖2 魚腥草浸提液對小麥幼苗葉綠素影響

2.5 魚腥草浸提液對小麥幼苗丙二醇(MDA)含量的影響

丙二醇(MDA)是膜脂過氧化反應(yīng)的最終分解產(chǎn)物，MDA的含量可以在一定程度內(nèi)反應(yīng)植物在逆境中受到傷害的作用[14]，MDA的含量變化也在一定程度上反映了植物體內(nèi)自由基的含量變化，自由基的含量與植物受到的損傷程度有關(guān)，即MDA含量越少，代表植物體內(nèi)自由基含量越少，能防止自由基對植物產(chǎn)生迅速而強烈的損傷。隨著魚腥草浸提液濃度的升高，小麥幼苗中的MDA濃度呈現(xiàn)先下降后上升在下降的趨勢，且MDA含量顯著低于CK(0.0334 μmol/g)，在80%魚腥草浸提液處理下，小麥幼苗MDA含量最低(0.0197 μmol/g)。說明魚腥草浸提液對小麥幼苗MDA含量有抑制作用，且浸提液濃度越高，抑制效果越明顯。

圖3 魚腥草浸提液對小麥幼苗丙二醇含量的影響

3 討論與結(jié)論

3.1 魚腥草浸提液對小麥種子、幼苗生長的化感效應(yīng)

研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)芽勢體現(xiàn)在種子的生活能力，發(fā)芽是否整齊，出苗是否一致等方面。小麥種子在不同濃度魚腥草浸提液的處理下，呈現(xiàn)出先升高后下降的狀態(tài)，都高于CK組，而通過化感效應(yīng)(RI)的絕對值變化可看出，在一定程度內(nèi)小麥種子受到了較為顯著的化感促進作用。魚腥草浸提液處理過的小麥種子的發(fā)芽率高于CK，也說明小麥種子受到浸提液內(nèi)化感物質(zhì)的化感作用。當(dāng)小麥幼苗受到不同濃度魚腥草浸提液影響時，小麥體內(nèi)的主要生理過程也會因此受到影響，主要體現(xiàn)在小麥地上部分的變化。小麥株高隨著魚腥草浸提液濃度的增大而增高，說明魚腥草浸提液對小麥株高存在化感促進影響。小麥幼苗鮮重受到魚腥草浸提液的化感作用影響較大，在較低濃度下就受到了強烈的化感促進作用，后隨著魚腥草浸提液濃度是升高緩慢下降，仍高于CK。小麥的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、鮮重、株高的綜合化感效應(yīng)，表明魚腥草與小麥間存在著化感作用，而這種化感作用通常表現(xiàn)為化感促進作用。說明魚腥草和小麥間種在田里，魚腥草體內(nèi)的化感物質(zhì)經(jīng)過雨水、澆灌等方式不斷稀釋，可促進小麥的發(fā)芽、鮮重和株高的生長。

3.2 魚腥草浸提液對小麥幼苗光合作用系統(tǒng)與抗氧化系統(tǒng)的化感效應(yīng)

植物間種與否不僅體現(xiàn)在植物種子萌發(fā)與幼苗生長的水平上，植物體內(nèi)復(fù)雜的代謝反應(yīng)也會反應(yīng)出化感作用效應(yīng)。葉綠素是在植物光合反應(yīng)中非常重要的物質(zhì)。葉片中葉綠素的含量直接影響植物的光合作用[15]，葉綠素的含量可以直接影響小麥生長的好與不好。但魚腥草浸提液對小麥幼苗的葉綠素含量不論從葉綠素a、葉綠素b的含量，還是從葉綠素的平均含量上看，都對小麥幼苗的葉綠素含量影響不大。但仍呈現(xiàn)出化感效應(yīng)。植物在生長過程中，丙二醛可以很大程度上反應(yīng)體內(nèi)代謝的情況。也就是說通過檢測它的含量，我們可以得到小麥幼苗在各種情況下的長勢。在不同濃度魚腥草浸提液的培養(yǎng)下，小麥幼苗MDA呈現(xiàn)出先下降后上升在下降的走勢。說明魚腥草浸提液對小麥幼苗MDA含量有抑制作用，說明魚腥草浸提液可以減少小麥幼苗中的MDA，從而減弱小麥幼苗中的過氧化反應(yīng)及其產(chǎn)物的損害。暗示魚腥草與小麥間種后可以減弱小麥的過氧化損傷，促進小麥的生長。

3.3 魚腥草對小麥的化感效應(yīng)影響

在一定的濃度范圍內(nèi)，魚腥草浸提液處理培養(yǎng)小麥，對小麥的生長有一定的化感促進作用，在適宜的濃度提取液(20%)，小麥的生長情況較好，相應(yīng)的生理生化反應(yīng)也呈現(xiàn)出一種促進的生長狀態(tài)。實驗證明了魚腥草對小麥種子萌發(fā)與幼苗具有化感效應(yīng)，這為魚腥草與小麥的間種建立合理模式、提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。