濒危植物细果秤锤树果实浸提液化感作用

摘要  为探究细果秤锤树化感作用，用细果秤锤树果实的浸提液对白菜种子进行萌发试验。浸提液分别设置为25、50、75、100 g/L 4种浓度梯度，同时以蒸馏水为对照（CK），对白菜种子进行培养，测定其发芽率、发芽势，10 d后测定幼苗茎长、根长、鲜重等指标，并分析细果秤锤树果实浸提液对其生长的影响。结果表明：各浓度梯度的浸提液对白菜种子发芽率影响不显著，但随着浸提液浓度的升高，发芽势显著降低（P<0.05）;幼苗生长指标随着浓度升高而呈现不同趋势。其中，白菜根长在各浓度梯度浸提液影响下均表现出抑制作用，且随着浸提液浓度的升高抑制作用越明显；幼苗茎长则随着浸提液浓度升高表现为促进；白菜幼苗鲜重与CK相比无显著差异。

关键词  濒危植物；细果秤锤树；浸提液；化感效应

中图分类号  Q945  文献标识码  A

文章编号  0517-6611（2024）04-0093-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.04.020

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Allelopathy of Fruit Extraction from Sinojackia macrocarpa an Endangered Plant

YANG Yan.fang，LUO Lai.kai，YIN Ming.yue et al

（College of Life Sciences，Anqing Normal University/Province Key Laboratory of the Biodiversity Study and Ecology Conservation in Southwest Anhui，Anqing，Anhui 246133）

Abstract  In order to investigate its allelopathy，the fruit extract of Sinojackia macrocarpa fruit was used to germinate Chinese cabbage seeds.Four concentration gradients of 25，50，75 and 100 g/L were set in the extracts.Meanwhile，the seeds of Chinese cabbage were cultured with distilled water as the control，and the germination rate and germination potential were measured.After 10 days，seedling height，root length，fresh weight and other indicators were measured.The effect of fruit extract of Sinojackia macrocarpa on its growth was analyzed.The results showed as follows：extracts of different concentration gradients had no significant effect on the germination rate of Chinese cabbage seeds，but germination potential decreased significantly with the increase of extract concentration （P<0.05）;seedling growth showed different trends with increasing concentration.Among them，the root length of Chinese cabbage showed inhibitory effect under different concentration gradient extracts，and the inhibitory effect became more obvious with the increase of extract concentration.The seedling height of Chinese cabbage was promoted with the increase of extract concentration.The fresh weight of Chinese cabbage had no significant difference compared with the control group.

Key words  Endangered plant;Sinojackia microcarpa;Extraction solution;Allelopathy effect

基金项目  皖西南生物多样性和生态保护安徽省重点实验室开放基金项目（2020ZD04）;2020 年教育部国家级新农科研究与改革实践项目;国家林业局和草原局调查规划设计院资助课题。

作者简介  阳艳芳（1998—），女，安徽安庆人，硕士研究生，研究方向：植物生态学。*通信作者，副教授，博士，从事植物学研究。

收稿日期  2023-03-21

化感作用（Allelopathy）是指一种植物产生化学物质影响其他植物生长发育的现象，通常表现为刺激或抑制植物的萌发和生长［1］。化感物质几乎在植物所有器官中存在，植物不同器官的浸提液对同一受体植物化感效应的影响不同［2］；同时，对不同受体植物的化感作用，其二者之间也存在着显著的计量效应关系，一般表现为提取物浓度越高，化感作用越强［3］。当前，对于植物化感作用的研究已有不少报道，如化感效应物质作为生物除草剂方面的潜力［4］、化感效应物质分析［5］、化感作用对于植物入侵［6］等方面已成为国内外研究热点。近年来，针对珍稀濒危植物可能存在的化感效应研究也相继展开，如王欢等［7］对珙桐进行化感作用试验，表明植物为维持群落中稳定的种间关系会对其他植物产生化感作用；李春英等［8-9］分别采用红豆杉不同部位浸提液作用于其他种子，发现其各部位均含有化感物质；沈文涛等［10］研究连香树凋落物对其自身种子萌发的化感作用，表明该树种具有化感自毒作用，这是造成其自然种群更新困难的可能原因之一。因此，对于极小种群珍稀濒危植物的化感作用探究具有重大意义。

细果秤锤树（Sinojackia microcarpa）属安息香科秤锤树属，落叶大灌木［11］。该物种花朵洁白美丽，花蕊呈金黄色，花序下垂，其果实形似秤锤，颇具妙趣，是观赏性的野生树种［12］。然而，由于其自身和人为等原因，资源逐渐减少，2012年被列入《中国极小种群野生植物拯救保护工程规划》，已被列为国家二级保护野生植物，少量分布在浙江［13］和安徽［14］等地，已成为亟待研究的濒危植物［15］。目前，国内外对于该种的研究主要集中于种群分布［16］、种群动态及空间分布格局［17］、扦插繁育［18-19］、分类学［20］等方面，而对于其化感效应方面的研究鲜见报道。细果秤锤树成熟的果实果梗长 0.5～2.0 cm，为灰褐色，纺锤状。经实地考察发现，细果秤锤树果实于10月中下旬成熟掉落，收集其果实，经解剖发现其空瘪率高达85%，有效果实占比极少。大部分有效果实内部仅有 1 粒种子，极少数含有 2 粒种子。大量种子成熟后掉落在附近土壤内，但在细果秤锤树居群中，却难见其实生苗。种子休眠严重，一方面由于其坚硬的外壳透气性和透水性差，另一方面种子内源性萌发抑制物即化感物质也是导致其休眠的重要原因之一［21］。因此，笔者以细果秤锤树的果实为浸提材料，以白菜籽为受体材料，分析记录受体种子萌发和幼苗生长情况，进一步探究综合化感效应作用，旨在揭示果实内是否存在化感物质以及活性的强弱，从而促进珍稀濒危植物种质资源的可持续化利用，为保护极小种群提供数据支撑。

1  材料与方法

1.1  研究地概况

研究地点位于安徽省池州市贵池区梅街镇栗山（117°21′07″E，30°17′04″N），地处安徽省老山自然保护区，海拔约66 m，属亚热带季风亚湿润气候区，年平均气温16.5 ℃，年降雨量1 500～1 700 mm。研究样地所处的群落类型为落叶阔叶林，乔木层以细果秤锤树为主，有60余株，伴生种有槲栎（Quercus aliena）、甜槠（Castanopsis eyrei） 、杉木 （Cunninghamia lanceolata） 等；灌木层有箬竹 （Indocalamus tessellatus） 、檵木 （Loropetalum chinense） 、中华石楠 （Photinia beauverdiana） 、白檀 （Symplocos paniculata） 等。

1.2  研究方法

1.2.1  浸提液制备。

供试细果秤锤树果实收集后在自然条件下干燥备用，称取风干后且饱满的细果秤锤树种子，去除表面杂质，用高速粉碎机进行粉碎处理，加入10倍体积的蒸馏水制成100 g/L浸提液，于摇床中摇晃24 h。将浸提液装入离心管，4 000 r/min离心30 min，取上层清液，即为原液。将原液分别配成25、50、75、100 g/L的浓度梯度，以蒸馏水为对照，置于冰箱中-4 ℃保存。

1.2.2  种子萌发试验。

受体材料白菜籽 “快速小白菜”为市场购买，纯度 97％，净度 98％，含水量约 8％，发芽率 95％以上。在干燥灭菌的培养皿中铺上滤纸，每皿内加入100粒饱满均匀的受体白菜籽，滴加不同浓度浸提液，每个处理重复3次，共15个处理。将不同处理培养皿置于恒温光照培养箱中观察，为防止水分流失过快，可在培养初期附上一层保鲜膜，中途及时补充定量相应浓度的浸提液及蒸馏水。每日观察统计白菜籽的发芽率（以胚根长于白菜籽直径为发芽标准），10 d后测量茎长、根长和鲜重。

1.3  数据分析

根据王一峰等［22］的方法计算种子的发芽率、发芽势（以第3天为发芽高峰期），并进行幼苗生长测定。白菜幼苗生长至第 10天，各培养皿中分别选取长势一致的 10 株幼苗进行茎长、根长的测量并计算平均值，鲜重以每皿10株幼苗的重量为一组进行统计。测量时，以滤纸表层根颈至主根最末梢为幼苗根长，至幼苗顶端最高为茎长。所得相关数据用 Origin 2021 软件进行统计及图表绘制，所有统计数据均用平均值±标准差表示。用 SPSS 26.0 软件作单因素方差（One-way ANOVA）分析，来比较发芽率、幼苗根长、茎长、鲜重等有无显著性差异。用化感效应指数RI表示化感作用的有无及强弱。

发芽率（GR）=（发芽种子数/试验种子总数）×100%（1）

发芽势（GP）=（第3天发芽种子数／供试种子数）×100%（2）

RI=T/C-1（3）

式（3）中：RI 为化感作用响应指数（response index），T为处理值，C为对照值。RI 绝对值的大小代表化感作用强度，即当 RI＞0时，表示存在促进效应；当RI<0时，表示存在抑制效应。

SE=（RI1+RI2+RI3+RI4+ RI5）/4（4）

式（4）中：SE化感综合效应指数［23］（synthesis response index），RI1～RI5分别表示发芽率、发芽势、根长、茎长、鲜重5种测量指标的化感作用效应。

2  结果与分析

2.1  浸提液对白菜种子萌发的影响

在种子萌发试验过程中，不同浓度浸提液处理对白菜种子发芽率均无显著影响（P>0.05）（图1）。试验处理范围内，受体种子发芽率均低于CK，各浓度浸提液处理白菜种子发芽率均未达显著差异（P>0.05），说明细果秤锤树果实浸提液对白菜种子萌发率无显著影响（P>0.05）。与CK相比，各浓度的细果秤锤树果实浸提液对于受体种子的发芽势均有显著影响（P<0.05）。随着浸提液浓度的增加，对白菜种子发芽势呈抑制作用。25 g/L浸提液处理下，白菜种子发芽势的抑制效果显著（P<0.05），100 g/L浸提液处理种子的发芽势最低，说明细果秤锤树果实浸提液对白菜种子发芽势有显著抑制影响。