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擎天树种子不同溶剂浸提液对白菜种子萌发及幼苗生长的影响
擎天树种子不同溶剂浸提液对白菜种子萌发及幼苗生长的影响
摘要:
以具有胎萌现象的擎天树种子为材料,采用不同溶剂进行提取,通过生物测定法研究了擎天树种子不同溶剂浸提液对白菜种子萌发与幼苗生长的影响。
结果表明,擎天树种子不同溶剂浸提液对白菜种子的发芽与生长均有抑制效应,且随浸提液浓度增大抑制作用增强。
不同溶剂的种子浸提液对白菜种子萌发与幼苗生长的抑制活性存在差异,其中以乙醚浸提液的抑制活性最强,其他溶剂的浸提液对白菜种子萌发和幼苗生长也表现出了不同程度地抑制作用,抑制强弱依次为乙醚、水、乙醇、甲醇、丙酮。
关键词:
擎天树;溶剂;种子浸提液;白菜;抑制作用;种子萌发abstract:
parashoreachinensiswanghsieseedswithviviparywereextractedbydifferentsolventextractions,andtheeffectsofdifferentsolventextractionofp.chinensisseedsonseedgerminationandearlyseedlinggrowthofbrassicacampestrisl.ssp.chinensis(l.)mak.werestudiedthroughbiologicalassaymethod.theresultsindicatedthattherewasobviousinhibitoryeffectofallcrudeextractsonthegerminationandgrowthofb.campestrisssp.chinensis,andtheinhibitoryeffectbecamestrongerastheconcentrationofextractionsolutionincreased.theinhibitoryactivityongerminationandgrowthofb.campestrisssp.chinensisdifferedwithdifferentsolvent.thecrudeextractsfromethershowedthestrongestinhibitoryactivity;whileotherextractsalsohadinhibitoryeffect.theinhibitoryactivityofdifferentsolventextractionsrankedfromstrongtoweekasether,water,alcohol,carbinol,acetone.keywords:
parashoreachinensiswanghsie;solvent;seedextracts;brassicacampestrisl.ssp.chinensis(l.)mak.;inhibitioryeffect;seedgermination擎天树(parashoreachinensiswanghsie)又名望天树,为龙脑香科(dipterocarpaceae)柳安属(parashoreakurz)常绿大乔木树种,是我国重要的珍稀濒危植物[1],也是我国热带雨林的标志树种之一,属国家一级保护植物。
其间断地分布在云南省南部和广西壮族自治区西南部的巴马瑶族自治县、都安瑶族自治县、那坡县、田阳县及龙州县等地的局部生境[2]。
擎天树具有较高的经济价值,能提取龙脑香脂;其树干通直圆满,出材率高,是优良的工业用材树种,可用作桥梁、码头、建筑、车船、家具、室内装饰材料的生产原料,还可以制作胶合板,具有很好的发展前景[3,4]。
擎天树的种子没有休眠期,极易发芽,在从母体植株上散落时就已开始萌发;有研究证明擎天树的种子属于极端顽拗性种子,具有胎萌现象[5,6]。
种子萌发过程是植物生长发育的起点,大量研究表明,植物内源激素赤霉酸(gibberellicacid,ga)和脱落酸(abscisicacid,aba)是调控种子萌发与休眠的重要信号物质,起着不可替代的调节作用[7,8]。
一些学者认为种子内源激素赤霉酸类似物(gaanalogues,gas)和aba对种子胎萌有着重要的作用;gas可使种子休眠解除;相反,aba却抑制种子早萌,诱导休眠[9]。
有试验报道红树植物木榄[bruguieragymnorrhiza(l.)savigny]的成熟种子和幼胚轴中的aba含量较低,而赤霉素(gibberellica3,ga3)含量较高,推测这可能是影响红树植物胎生现象发生普遍的重要原因之一[10]。
彭业芳等[11]研究发现,龙眼(dimocarpuslongganalour.)、荔枝(litchichinensissonn.)的胎萌现象与其种子内的aba含量有关。
可见植物种子的萌发、休眠与其内含物质成分及含量密切相关。
目前以作物种子为受体,利用具有深长休眠特性、种子难以萌发或发芽率低、发芽时间长、发芽不整齐的林木种子浸提液来处理作物种子,探讨林木种子中抑制萌发物质的存在、确定萌发抑制物对作物种子休眠的作用、以及对作物种子萌发影响的研究等是比较多的[12-16],但用有胎萌现象的林木种子浸提液进行作物种子生物测定、研究其对作物种子萌发及幼苗生长影响的试验尚未见报道。
本试验探讨了擎天树种子的不同溶剂浸提液对白菜[brassicacampestrisl.ssp.chinensis(l.)mak.]种子萌发和幼苗生长的影响,旨在揭示擎天树种子内含物的特性,了解种子中内源物质与其胎萌现象的关系,为进一步研究擎天树种子发芽生理机制以及为该珍稀濒危植物种子的萌发、繁殖和保护提供理论依据。
1材料与方法1.1材料擎天树种子于2010年8月上旬,采集于广西壮族自治区田阳县坤平乡坡旺村那要山擎天树天然林中,在实验室挑选出饱满、胚根伸出约1cm长的种子,用湿纸包裹后装入密闭的塑料袋中,保存在4℃的冰箱中,备用。
受体植物白菜种子购于南宁市蔬菜种子市场。
1.2方法1.2.1擎天树种子不同浸提液的制备浸提液的制备参照田胜尼等[14]的方法,分别称取50.0g擎天树种子5份,研磨后装入广口瓶中,分别加入500ml的去离子水、95%乙醇、80%甲醇、乙醚、丙酮浸泡,封口后放入4℃的冰箱中存放36h。
36h后取出,滤除残渣,除水浸提液外,其他有机溶剂浸提液用旋转蒸发仪旋转蒸干,再用去离子水洗下,并定容为500ml,使每种浸提液中擎天树种子提取物的质量浓度均为50g/500ml。
然后将擎天树种子浸提液分别稀释成0.100、0.075、0.050、0.025g/ml,以去离子水为对照,浓度即为0.000g/ml(ck),都放在4℃冰箱中保存备用。
1.2.2种子萌发试验选取子粒饱满、大小均匀的白菜种子,经高锰酸钾溶液浸泡15min消毒后,放置在垫有双层滤纸的培养皿中,每个重复100粒,然后添加不同溶剂浸提的不同浓度擎天树种子浸提液,以浸湿白菜种子为度,每个处理设置3个重复;在光照培养箱中,(25±1)℃、16h/d条件下进行种子发芽培养,每天检查并记录发芽情况,及时补充相应的处理液以保持湿润。
到第七天于每个重复中随机测定10株白菜幼苗的高度和主根长度;在发芽末期,以长出完整的基本幼苗结构的种子为正常发芽粒,直到连续5d发芽种子数平均不到供试种子总数的1%时统计发芽率。
发芽率为在一定时间内生成正常幼苗的种子粒数占供试种子总数的百分率[17]。
简化活力指数(simpliedvigorindex)svi=s×g[18];其中s为平均苗长或干重、鲜重,g为发芽率(%)。
试验数据应用excel软件和dps软件进行方差分析与lsd多重比较分析。
2结果与分析2.1擎天树种子不同溶剂浸提液对白菜种子萌发的影响2.1.1擎天树种子不同溶剂浸提液对白菜种子发芽率的影响擎天树种子不同溶剂浸提液对白菜种子发芽率的影响结果见表1。
从统计结果看,擎天树种子不同溶剂浸提液均可对白菜种子的发芽率产生显著的抑制作用(p<0.05),经不同溶剂浸提液处理的白菜种子发芽率均低于对照,而且同一种溶剂不同浓度浸提液处理下的白菜种子发芽率随着浓度的增加呈递减趋势。
不同溶剂浸提液对白菜种子发芽率的影响是不同的,乙醚浸提液对白菜种子的萌发抑制作用最显著,当乙醚浸提液浓度在0.100g/ml时,白菜种子的发芽率仅为28.0%,比对照(ck)降低了69.3个百分点;当乙醚浸提液浓度分别在0.075、0.050、0.025g/ml时,白菜种子的发芽率也显著低于对照(p<0.05)。
经去离子水、乙醇、甲醇、丙酮浸提液处理后的白菜种子发芽率也表现出不同程度地降低,且发芽率在各浸提液内各浓度间的差异也达到了显著水平(p<0.05)。
与对照相比,擎天树种子各溶剂浸提液对白菜种子发芽率的抑制程度由大到小依次为:
乙醚、去离子水、乙醇、甲醇、丙酮。
2.1.2擎天树种子不同溶剂浸提液对白菜种子简化活力指数的影响简化活力指数包含发芽速率和幼苗生长势2个变量,它比单独采用发芽指数(germinationindex,gi)来评价种子活力具有更充分、更全面的说服力[18]。
擎天树种子不同溶剂浸提液对白菜种子简化活力指数的影响结果见表1。
从表1可见,各溶剂不同浓度浸提液处理均对白菜种子的简化活力指数产生了显著的抑制作用(p<0.05),随着浸提液浓度的增加,白菜种子简化活力指数呈现递减现象,且浓度越大,简化活力指数越低,其中乙醚浸提液处理的白菜种子简化活力指数最低,反映出抑制活性最大;如乙醚浓度为0.100g/ml时,白菜种子的简化活力指数为0.34,比对照的3.17降低了2.83;即便是低浓度的乙醚浸提液处理(0.025g/ml),白菜种子的简化活力指数也降低到1.73,同样表现出显著的抑制效应;并且乙醚浸提液各浓度处理的简化活力指数均显著低于对照,明显低于水浸提液和其他有机溶剂浸提液同浓度处理的简化活力指数。
综合以上分析结果,说明擎天树种子中存在着抑制白菜种子萌发的物质,但在不同溶剂处理中,这些物质对白菜种子萌发产生的抑制作用强弱程度存在差异,这可能是由于不同种类的抑制物质分别溶于不同的有机溶剂中、或者是由于各溶剂中所具有的抑制物含量不同所导致的。
2.2擎天树种子不同溶剂浸提液处理对白菜幼苗生长的影响2.2.1擎天树种子不同溶剂浸提液对白菜幼苗苗高生长的影响擎天树种子不同溶剂浸提液对白菜幼苗苗高生长的影响结果见图1。
从图1可知,经过不同溶剂浸提液处理的白菜幼苗苗高均显著地低于对照的苗高(p<0.05),而且各浸提液浓度间也存在一定的差异。
其中对照的苗高生长最好,幼苗高度为2.26cm。
而浓度为0.100g/ml的各浸提液处理对白菜幼苗苗高的抑制作用均表现出最强的抑制效应,并且随着浓度的降低,抑制作用也随之减弱,如低浓度(0.025g/ml)的各浸提液处理对白菜幼苗高度生长的抑制作用最弱。
试验中还观察到,在5种溶剂浸提液的处理中,乙醚浸提液处理对白菜幼苗高度的抑制作用最显著,其平均苗高比对照降低了0.89cm,仅为对照苗高的60.6%,且幼苗子叶大部分发黄,幼苗发育几乎为畸形,并在后期幼苗腐烂严重。
2.2.2擎天树种子不同溶剂浸提液对白菜幼苗主根长度生长的影响擎天树种子不同溶剂浸提液对白菜幼苗主根长度生长的影响结果见图2。
由图2可以看出,各溶剂浸提液不同浓度处理对白菜幼苗主根长度的影响产生不同的效应,除乙醚浸提液处理外,其余处理对白菜主根长度指标表现出微弱的“低促高抑”浓度效应,与对照相比,白菜幼苗主根长度在水、乙醇、甲醇和丙酮浸提液的0.025g/ml浓度处理下均有不同程度地增大,主根长度分别比对照增加0.18、0.18、0.25、0.18cm。
但浸提液浓度达到0.050、0.075、0.100g/ml时,则主根长度的生长表现为降低,且浸提液浓度在0.100g/ml时根长都显著低于对照(p<0.05)。
说明低浓度的水、乙醇、甲醇和丙酮浸提液对白菜幼苗根系具促进作用,而高浓度的浸提液阻碍了幼苗根系生长,这与田旭平等[19]报道的圆柏[sabinachinensis(l.)ant.]果实水浸提液对植物种子萌发和幼苗生长影响的研究结果相类似。
但在乙醚浸提液处理下的白菜幼苗主根长度并没有出现“低促高抑”的浓度效应,而是随着浓度的降低,抑制作用也随之减弱。
在5种溶剂浸提液的处理中,乙醚浸提液的处理对白菜幼苗的主根长度抑制作用最强,其平均主根长度比对照降低了0.94cm。
3小结与讨论擎天树种子不同溶剂浸提液处理对白菜种子的发芽和幼苗高度生长均表现为抑制作用,抑制效应随着浸提液浓度的升高而逐渐增强,说明擎天树种子中存在着活性较强的内源抑制物质。
采用不同溶剂对擎天树种子进行提取,生物测定结果显示其抑制活性不同,其中以乙醚浸提液的抑制活性最强,其他溶剂的浸提液对白菜种子萌发和幼苗生长也表现出不同程度地抑制作用,抑制强弱依次为乙醚、水、乙醇、甲醇、丙酮,表明擎天树种子内存在的抑制物质很可能非单一物质,而是由极性不同的物质所组成的,说明擎天树种子中的抑制物质成分是复杂多样的。
目前,从种子不同部位分离出的与萌发和生长有关的抑制物质有脱落酸、醛类、酚类、有机酸、亚胺、生物碱、香豆素等[20],至于擎天树种子中存在哪些种类的抑制物质未见有研究报道。
有学者研究了桃叶卫矛(euonymusbungeanusmaxim.)[12]、栝楼(trichosantheskirilowiimaxim.)[13]、南方红豆杉(taxuschinensisvar.maireichengetl.kfu)[14]、辽东桤木(alnussibiricafisch.exturcz.)[15]、返魂草(astertataricusl.f)[16]等植物种子不同溶剂的浸提液对不同作物种子萌发和幼苗生长的影响,认为引起植物种子休眠的主要原因之一是植物种子中含有多种类型的抑制物质造成的。
笔者以极易发芽、没有休眠期、且具胎萌现象的擎天树种子浸提液进行试验的研究结果表明,擎天树种子不同溶剂的浸提液对受试白菜种子的萌发及幼苗生长均可产生抑制影响,可以推断擎天树种子浸提液中含有的某些化学成分能够抑制其他植物(作物)种子发芽。
在对龙眼和荔枝[11]、夏栎(quercusroburl.)[21]等顽拗性种子植物在幼年发育过程中aba含量及敏感性变化的研究中发现,种子在发育过程中aba含量先上升,达到高峰后迅速下降,种子生理成熟特别是果实采收时则可降低到最低水平;同时,随着种子的发育成熟,种子及其胚轴对外源aba的敏感性也在不断下降。
王洁等[10]比较了红树植物木榄的不同繁殖器官如花蕾、种子、幼胚轴、成熟胚轴中aba和ga3含量的变化,发现成熟种子和幼胚轴中的aba含量较低,而ga3含量较高,推测这可能是影响红树植物胎生现象普遍发生的重要原因之一。
本试验中擎天树种子虽有胎萌现象,但从其提取液进行的生物测定结果看,并不表现出有利于促进白菜种子萌发与生长的现象,反而显示其种子内有对受试种子的萌发及幼苗生长产生抑制影响的物质存在。
种子胎萌是一个比较复杂的过程,它不仅与种子的遗传特性和休眠程度有关,而且还受外界环境条件影响[22]。
有研究发现,种子休眠与种子中缺乏aba、或者是虽然aba含量正常但种胚对aba不敏感、敏感性降低有关[11,23],本试验的结果说明了擎天树种子可能并不缺乏抑制种子发芽的内源物质成分,这些成分也许在擎天树种子内含量正常,但由于其种胚对这些内源抑制成分不敏感、或者是敏感性降低,从而造成擎天树种子出现胎萌现象。
本研究只对擎天树种子的不同溶剂浸提液进行了生物测定,初步探究了擎天树种子内抑制物质的基本特性,但要确定这些内源成分的组成及其含量,揭示擎天树种子胎萌现象的实质,尚需对抑制物质做进一步的提取与分离研究。
参考文献:
[1]傅立国.中国植物红皮书——稀有濒危植物[m].北京:
科学出版社,1992.[2]朱华.不同地区望天树种群形态特征的比较[j].广西植物,1992,12(3):
269-271.[3]杨成蔚.超长优质栋梁材——擎天树[j].云南林业,1992(5):
185.[4]邓绍林,吴明志,梁秋水.阔叶擎天树人工造林前景[j].广西热带农业,2007(3):
39.[5]闫兴富,曹敏.光照和温度对望天树种子萌发的影响[j].植物学通报,2006,23(6):
642-650.[6]yanxf,caom,xuhl.effectsofdesiccationandtemperatureonthegerminationofshoreachinensis(dipterocarpaceae)seeds[j].seedscienceandtechnology,2007,35:
232-236.[7]ogdwam,hanadaa,yamaguchiy,etal.gibberellinbiosynthesisandresponseduringarabidopsisseedgermination[j].plantcell,2003,15:
1591-1604.[8]seom,koshibat.complexregulationofababiosynthesisinplants[j].trendsinplantscience,2002,7
(1):
41-48.[9]阮松林,颜启传,段宪明,等.种子胎萌特性的研究[j].种子,1998(1):
43-48.[10]王洁,李敏,张宜辉,等.hplc测定木榄繁殖器官内源aba和ga3含量[j].厦门大学学报(自然科学版),2008,47(5):
753-756.[11]彭业芳,傅家瑞.荔枝和龙眼种子发育过程中aba含量及对外源aba敏感性的变化[j].植物生理学报,1995,21(2):
159-165.[12]李华英,张勇哲,罗广军.桃叶卫矛假种皮浸提液对种子发芽的影响[j].延边大学农学学报,2008,30(1):
58-61,64.[13]孙婷,刘鹏,徐根娣.栝楼种子休眠特性分析[j].中国农业科学,2008,41(12):
4273-4280.[14]田胜尼,孙启武,张小平,等.南方红豆杉种子浸提液对油菜种子萌发与幼苗生长的影响研究[j].中国农学通报,2010,26(7):
126-127.[15]魏先运,张卫东,张宝国,等.辽东桤木种子休眠特性研究[j].安徽农业科学,2010,38(22):
12034-12035.[16]张秋菊,黄宏,朱珠,等.返魂草种子内源萌发抑制物质的生理活性[j].湖南农业大学学报(自然科学版),2005,31(6):
609-611.[17]gb2772-1999国家林木种子检验规程[s].[18]陶嘉龄,郑光华.种子活力[m].北京:
科学出版社,1991.110.[19]田旭平,何坤,常洁,等.圆柏果实水浸提液化感作用的初步研究[j].干旱区研究,2010,27(3):
369-373.[20]唐安军,龙春林,刀志灵.种子休眠机理研究概述[j].云南植物研究,2004,26(3):
241-251.[21]finch-savgawe,clayha,bblakeps,etal.seeddevelopmentintherecalcitrantspeciesquercusroburl.:
water-statusandendogenousabscisicacidlevels[j].jexpbot,1992(43):
671-674.[22]韩建欣,魏岩,严成,等.高枝假木贼的胎生萌发特性及其生态适应[j].生态学报,2011,31(10):
2662-2668.[23]张莉,汪炳良,臧全宇.种子胎萌机制研究进展[j].细胞生物学杂志,2007,29(5):
701-705.
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