黄花蒿对4种受体植物的化感作用研究

采用室内生物测定法,以小麦、燕麦、黄瓜和萝卜为受体,研究了黄花蒿对受体植物的化感作用,结果显示:黄花蒿水浸提液对小麦、燕麦的化感综合效应(SE)为56.29、57.17;其地上部淋溶物对小麦和黄瓜表现为抑制作用,对燕麦和萝卜表现为促进作用;其茎叶挥发物对4种受体植物根长生长有较强的抑制作用;其残体分解物前10d对受体有很强的抑制作用,根系分泌物对小麦和燕麦抑制作用较强,对萝卜和黄瓜表现为促进作用。结果表明,黄花蒿5种不同途径来源的化感物质对4种受体植物都有不同程度的化感作用,且黄花蒿主要是通过地上部淋溶、挥发向环境中释放化感物质,其次是通过根系分泌物对授体植物产生化感作用。     

12种有毒植物的化感效应比较研究

以油菜、燕麦、反枝苋和狗尾草为受体,采用室内生物测定法和盆栽法,研究了甘肃天祝天然草地12种有毒植物的化感作用.结果表明:离体条件下,黄花棘豆、臭蒿、节烈角茴香和露蕊乌头植株水浸液对4种受体植物化感作用较强,其综合化感效应值(M)分别为-0.781 5、-0.685 9、-0.667 0和-0.643 2;其次是密花香薷、醉马草、美丽凤毛菊、甘肃马先蒿、迷果芹和异叶青兰,其M值均低于-0.4;对受体植物化感作用较弱的是乳白香青(M值为-0.343 9)和铁棒锤(M值为-0.262 5).黄花棘豆植株对盆栽的油菜、燕麦、反枝苋和狗尾草幼苗生长有较强的抑制作用,综合化感效应M值分别为-0.529 6、-0.356 2、-0.520 1和-0.588 4.可见黄花棘豆表现出较强的化感作用,具有一定的开发利用价值.     

石蒜对萝卜、黄瓜、番茄和油菜幼苗的化感效应

在室内用离体生测方法研究了石蒜水浸提物对萝卜、黄瓜、番茄和油菜的化感效应.结果表明, 石蒜水浸提物对4种植物种子的萌发和幼苗生长均具有较强的抑制作用.4种受体作物中,以番茄最为敏感,最低浓度0.0125 g·ml^-1处理下,番茄种子完全受到抑制不能萌发,油菜、萝卜与黄瓜种子的萌发抑制率分别为17.73％、14.97％和2.65％.相同浓度处理时,石蒜水浸提物对萝卜、黄瓜及油菜芽的生长抑制作用高于对根的抑制作用.采用去胚乳小麦生长法和高梁河沙法测定了石蒜甲醇浸提物对光合作用和非光合作用抑制活性.结果表明,石蒜甲醇浸提物对去胚乳小麦和高梁的生长有较强的抑制作用,对高梁芽和根生长的抑制作用高于对去胚乳小麦根和芽生长的抑制,说明石蒜对植物的化感效应主要体现在抑制非光合作用活性上,但也一定程度地抑制植物的光合作用.     

黄瓜种子及其萌发期的化感作用研究

以大白菜、萝卜、番茄和黄瓜种子为受体,采用实验室培养皿种子发芽生物测试法研究了黄瓜种子浸提液、种子萌发、胚根和芽苗分泌物、芽苗腐解物和芽苗浸提液的化感效应。结果表明:(1)黄瓜种子浸提液对大白菜、萝卜、番茄和黄瓜种子萌发均有化感抑制作用,即黄瓜种子内含有某些化感抑制物质。(2)在水浸提过的黄瓜种子萌发过程中,它不仅对其近邻套种的大白菜、萝卜和番茄种子萌发产生化感抑制作用,而且其胚根和芽苗分泌物对后茬播种的4种蔬菜种子发芽也表现出不同程度的化感抑制作用;黄瓜芽苗腐解物和芽苗水浸提液也对各受体蔬菜种子发芽与生长产生不同程度的化感抑制作用,且随着腐解芽苗量的增加或浸提液浓度的升高,各受体蔬菜种子的发芽指标值、化感效应指数值和综合效应值随之降低。(3)黄瓜种子浸提液及芽苗各器官的化感物质对黄瓜种子的萌发与生长产生了自毒作用,且黄瓜芽苗腐解物、芽苗浸提液、胚根及芽苗分泌物对受体黄瓜的自毒作用均为最大。研究发现,黄瓜种子浸提液、种子萌发时期以及芽苗各器官的化感物质主要是通过抑制受体胚根的生长而起化感抑制作用,即受体蔬菜种子胚根对化感效应最为敏感;因黄瓜种子及萌发期释放化感物质的途径有所不同,导致受体大白菜、萝卜、黄瓜和番茄的化感响应也不相同;在黄瓜种子萌发和芽苗生长的早期,化感物质即开始在芽苗体内进行合成与积累,一部分可通过胚根和芽苗分泌途径释放到环境中,另一部分可通过芽苗腐解途径释放化感物质,并对受体蔬菜种子萌发与生长表现出较强的化感抑制作用。     

番茄种子及其萌发期化感作用分析

采用种子发芽生物测试法,以发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数为指标,对番茄(Lycopersicon esculentum Mill.)种子及其萌发期对大白菜[Brassica campestris ssp.pekinensis(Lour.)G.Olsson]、萝卜(Raphanus sativus Linn.)、黄瓜(Cucumis sativus Linn.)和番茄种子萌发的化感效应进行测定,并采用化感效应指数(RI)和化感综合效应(SE)对化感作用进行评价.结果表明:用30 mg·mL-1番茄种子浸提液培养大白菜、萝卜和黄瓜种子,各项发芽指标均低于对照;番茄种子萌发可导致套种的大白菜、萝卜和黄瓜种子的各项发芽指标降低;番茄幼苗分泌物对大白菜、萝卜和黄瓜种子的萌发也均有抑制作用;在4个发芽指标中,对种子活力指数的抑制效应最大.与对照相比,0.5和1.0g番茄幼苗模拟腐解物对大白菜、萝卜和黄瓜种子的发芽率有一定的促进作用,但均导致种子发芽指数和活力指数的降低;而1.5g番茄幼苗模拟腐解物对3种蔬菜种子各项发芽指标的抑制作用最大;随模拟腐解物质量的增加,番茄种子的发芽指标值也逐渐降低.8、16和24 mg·mL-1番茄幼苗浸提液对大白菜、萝卜、黄瓜和番茄种子的萌发有明显抑制作用,随浸提液浓度提高,受试蔬菜种子的各项发芽指标均逐渐降低.总体上看,在番茄种子萌发过程中对受试蔬菜种子萌发的RI值多数为负值、SE值均为负值.研究结果证实:番茄种子含有化感物质,在其萌发过程中分泌与释放化感物质并抑制胚根生长,且除抑制其他植物种子的萌发外还具有自毒作用.     

离体蒜苗挥发物的化感作用及其成分分析

采用半密闭容器法研究了离体蒜苗挥发物对黄瓜、番茄、萝卜的化感作用,并对其成分进行了GC-MS分析。结果表明:蒜苗挥发物对黄瓜的种子萌发及幼苗生长表现为低促高抑的双重浓度效应,对番茄和萝卜则表现出抑制作用,并且随供体蒜苗质量的增大,抑制作用增强;供体蒜苗质量低于400g时,受体植株SOD、POD、CAT、PPO、PAL等活性增强,供体质量为400g时,受体作物上述酶活性均降低;离体蒜苗挥发物的主要化学成分为二烯丙基二硫化物(23.33%)、1,3-二噻烷(18.34%)和邻苯二甲酸二丁酯(6.30%)。     

小麦根系分泌物对黄瓜生长及土壤真菌群落结构的影响

以黄瓜为受体,以不同化感效应(促进/抑制)小麦品种为供体,采用PCR-DGGE技术,研究了小麦根系分泌物及伴生小麦对黄瓜生长及土壤真菌群落结构的影响.结果表明： 在处理第6天和第12天,化感促进效应小麦根系分泌物分别显著提高了黄瓜幼苗株高和茎粗;在处理第18天,化感促进和抑制效应小麦根系分泌物均显著提高了黄瓜幼苗株高;在处理第6天,不同化感效应小麦根系分泌物均显著降低了黄瓜幼苗根际土壤真菌群落条带数、Shannon指数及均匀度指数,有苗对照(W)显著高于无苗对照(Wn);在处理第18天,各处理的真菌群落结构条带数、Shannon指数及均匀度指数均显著高于无苗对照(Wn).伴生化感抑制效应小麦显著降低了黄瓜根际土壤真菌群落Shannon指数和均匀度指数,说明小麦根系分泌物及伴生小麦改变了土壤真菌群落结构.DGGE图谱及其主成分分析结果表明,伴生不同化感效应小麦对土壤真菌群落结构影响较大.     

牛至挥发油的化学成分及其化感作用

为探究牛至挥发油的化学成分及其化感作用,本文采用水蒸气蒸馏法提取牛至全草挥发油,利用气相色谱(GC)和气相色谱-质谱联用(GC-MS)从牛至挥发油中鉴定出14种化学成分,占总出峰面积的93.6%,主要成分为甲基丁香酚(16.5%)、肉豆蔻醚(15.6%)、香芹酚(15.0%)、百里香酚(9.8%)、洋芹脑(9.4%)等。通过测定挥发油对小麦、绿豆和萝卜种子萌发及幼苗生长的影响,评价挥发油的化感潜力。结果表明: 牛至挥发油对3种受体植物的种子萌发有抑制作用,其中,对小麦的抑制作用最强,萝卜和绿豆次之,挥发油对供试植物地上部分生长的抑制作用大于地下部分。挥发油对3种供试植物幼茎及小麦和萝卜幼根生长的抑制作用与浓度成正相关,对绿豆幼根长度则表现为“低促高抑”现象。本研究证实牛至挥发油中含有化感物质,其活性化合物及作用机制有待进一步研究。     

岩生植物金发草对作物的化感效应

采用生物测定法研究金发草根、茎、叶水浸提液对水稻、小麦、油菜和莴苣等4种受体植物的化感作用。结果表明,金发草根、茎、叶水浸提液对4种受体植物种子萌发和幼苗生长均具化感作用,且随着水浸提液浓度的增高而增强。除水稻外,小麦、油菜、莴苣的发芽速率均受金发草水浸提液的显著抑制,但对最终发芽率影响不显著,说明金发草对植物种子萌发的化感作用主要是延迟种子发芽时间;金发草对作物幼苗生长的化感作用总体上表现为促进地上部分生长而抑制地下部分的生长。受体植物不同发育期对金发草化感作用的敏感程度不同,幼苗期高于萌发期;金发草叶的化感作用最强,其综合效应分别为根与茎的2.14倍和2.56倍。     

沙蒿(Artemisia ordosica)水浸提液对4种伴生草本植物的化感作用

以生长在我国荒漠和半荒漠地区的特有植物沙蒿为供体植物,沙米、虫实、草木樨状黄芪、狗尾草为受体植物,研究了沙蒿根、茎、叶、种子水浸提液对受体植物种子发芽、幼苗生长以及根对NH~+_4和K~+吸收的化感效应的差异,为沙区植被恢复中伴生杂草种类的选择提供理论依据。结果表明:沙蒿水浸提液对4种受体植物种子发芽和幼苗生长均具有显著的化感效应,沙米、虫实、草木樨状黄芪表现为抑制作用,狗尾草表现为促进作用。不同部位沙蒿浸提液的化感作用不同,根浸提液对沙米、虫实、狗尾草的化感效应最强,茎浸提液对草木樨状黄芪的抑制最强。不同植物种及植物的不同发育时期对化感作用的敏感性也不同,在4种受体植物中,沙米受抑制最强,其次为虫实、草木樨状黄芪,且随浸提液浓度增加而显著增强,而狗尾草具有一定的耐受力,表现为促进作用。沙蒿浸提液对受体植物根长的影响最强,其次是种子发芽、苗高和幼苗干质量。浸提液显著降低沙米、虫实、草木樨状黄芪根对NH~+_4和K~+的吸收,增加狗尾草根对NH~+_4和K~+的吸收。研究结果表明雨水淋溶是沙蒿向环境中释放化感物质的途径之一,化感作用在增强沙蒿生存竞争力,扩大种群过程中起着不容忽视的作用,可能是沙蒿单优势种群落形成的原因之一。     

黄花蒿化感作用机理的初步研究

运用室内培养皿生物测定方法,对黄花蒿克生作用进行的研究结果表明,黄花蒿水浸提液对小麦幼苗生长有明显的抑制作用,且抑制强度随浸提液浓度升高而加强。其对小麦根的抑制作用比对叶的抑制作用强。对受体小麦根尖压片的观察统计表明,黄花蒿的水浸提液影响了小麦根尖分生区细胞有丝分裂的正常进行,并随着供体黄花蒿水浸提液浓度的升高,小麦根尖分生区分裂期细胞数目下降;受体材料小麦的一些生理生化测定指标表明,黄花蒿水浸提液使供试小麦根系活力稍有减弱,可溶性蛋白含量明显升高,使根的核酸含量升高而叶的核酸含量降低;使叶绿素含量有较明显降低。     

Host choice by Aphidius colemani: effects of plants, plant–aphid combinations and the presence of intra-guild predators

Abstract.  1. This study first measured the effect of plant (radish, pepper, and wheat), aphid–plant combination (the green peach aphid Myzus persicae on pepper and radish, and the bird cherry-oat aphid Rhopalosiphum padi on wheat) and the host on which Aphidius colemani was reared (the cotton aphid Aphis gossypii on cucumber, M. persicae on radish and pepper, and R. padi on wheat) on host choice behaviour of the parasitoid and the performance of its offspring. Then, the effect of predator presence ( Coccinella undecimpunctata larvae) on host preference of the wasps was tested.
2. When reared on M. persicae on either radish or pepper , wasps preferred the aphid–plant combination from which they had emerged. Wasps reared on A. gossypii (naïve to all hosts offered) and R. padi preferred to parasitise M. persicae on radish and M. persicae on either radish or pepper, respectively. Rhopalosiphum padi on wheat was the least preferred and also the least suitable host, as determined by offspring body size.
3. Contrary to expectations, the presence of predators did not influence the host choice of A. colemani , even when predator-free plants were offered nearby. Results indicate that wasps are more likely to remain in some host systems but not in others, even when facing risk of predation.
4. Results are discussed in respect to field data and the relative importance of risk of predation and host preference to wasp fitness.     

西芹挥发物对黄瓜枯萎病菌的化感作用

将定量的西芹种子、8～10叶期的叶片、叶柄、鲜根分别置于玻璃真空干燥器的下部,将在PDA培养基上接种黄瓜枯萎病菌的培养皿置于干燥器的上部,密封,利用生长速率法研究了不同西芹离体材料挥发物对黄瓜枯萎病菌的化感作用(各处理材料重量分别为50、100、150、200g)。结果表明:西芹挥发物对黄瓜枯萎病菌有化感抑制作用,且化感效果随着浓度的增加而增加;重量为200g的西芹种子、叶片、叶柄、鲜根挥发物处理黄瓜枯萎病菌144h后,化感效果分别为9.3%、10.9%、12.2%、18.7%;西芹鲜根挥发物的化感作用最强,其次为叶柄,叶片和种子最弱。对共培养后接种黄瓜枯萎病菌的黄瓜幼苗进行病害调查,处理为200株的西芹挥发物化感抑制效果最好,至接菌11d其发病株数为64株,化感效果为15.8%;西芹挥发物浓度越高,其抑制发病的效果越好,抑病效果随着时间的延长而减弱。     

青蒿过氧化物酶的克隆及其在体外对青蒿素生物合成的影响

用RACE方法从青蒿(Artemisia annua L.)高产株系001中克隆了一个过氧化物酶.将此基因在大肠杆菌BL21(DE3)pLysS细胞中进行原核表达得到重组蛋白(APOD1),表达的蛋白分别以抗坏血酸、愈创木酚为底物进行过氧化反应,结果显示,APOD1催化愈创木酚的活力是抗坏血酸的1.8倍左右,由此表明,克隆的APOD1类属于植物经典过氧化物酶(第三大类过氧化物酶).经与其他植物过氧化物酶同源性比较分析,推测APOD1的氨基酸序列与白羽扇豆(Lupinus albus)、辣根菜(Armoracia rusticana)、小麦(Triticum aestivum)、烟草(Nicotiana tabacum)和蕃茄(Lycopersicon esculentum)的一致性分别为42.0%、36.2%、38.9%、33.6%和32.8%.Northern杂交分析表明,此基因在青蒿的根、茎和叶中均有表达.加入APOD1至青蒿细胞提取液有利于青蒿酸向青蒿素的生物转化,但APOD1并不能直接以青蒿酸作为氧化底物.     

大蒜根系分泌物对不同受体蔬菜的化感作用

利用组织培养技术,在无菌条件下研究大蒜根系分泌物对莴苣、辣椒、萝卜、黄瓜、白菜和番茄等蔬菜作物的化感作用.结果表明：大蒜根系分泌物对6种蔬菜作物的发芽率、发芽指数、苗高及保护酶活性没有影响;对根长、地上部鲜质量及根鲜质量略有促进作用,其中,莴苣与对照差异达显著水平,化感效应指数分别为+0.163、+0.106、+0.318,白菜根长与对照差异达显著水平,化感效应指数为+0.120,其它受试作物与对照差异均未达显著水平;大蒜根系分泌物对受试作物叶绿素含量及根系活力有促进作用,与对照差异达显著水平,对萝卜的叶绿素含量促进作用最强,化感效应指数为+0.282,对黄瓜的根系活力促进作用最强,化感效应指数为+0.184;大蒜根系分泌物使受试作物对养分的吸收能力有所提高.     

Differential inactivation of seed exudate stimulation of Pythium ultimum sporangium germination by Enterobacter cloacae influences biological control efficacy on different plant species

This study was initiated to understand whether differential biological control efficacy of Enterobacter cloacae on various plant species is due to differences in the ability of E. cloacae to inactivate the stimulatory activity of seed exudates to Pythium ultimum sporangium germination. In biological control assays, E. cloacae was effective in controlling Pythium damping-off when placed on the seeds of carrot, cotton, cucumber, lettuce, radish, tomato, and wheat but failed to protect corn and pea from damping-off. Seeds from plants such as corn and pea had high rates of exudation, whereas cotton and cucumber seeds had much lower rates of exudation. Patterns of seed exudation and the release of P. ultimum sporangium germination stimulants varied among the plants tested. Seed exudates of plants such as carrot, corn, lettuce, pea, radish, and wheat were generally more stimulatory to P. ultimum than were the exudates of cotton, cucumber, sunflower, and tomato. However, this was not directly related to the ability of E. cloacae to inactivate the stimulatory activity of the exudate and reduce P. ultimum sporangium germination. In the spermosphere, E. cloacae readily reduced the stimulatory activity of seed exudates from all plant species except corn and pea. Our data have shown that the inability of E. cloacae to protect corn and pea seeds from Pythium damping-off is directly related to its ability to inactivate the stimulatory activity of seed exudates. On all other plants tested, E. cloacae was effective in suppressing damping-off and inactivating the stimulatory activity of seed exudates.     

Uptake and translocation of phytochemical 2-benzoxazolinone (BOA) in radish seeds and seedlings

The molecular aspects of phytochemical interactions between plants, especially the process of phytochemical translocation by the target plant, remain challenging for those studying allelopathy. 2-Benzoxazolinone (BOA) is a natural chemical produced by rye (Secale cereale) and is known to have phytotoxic effects on weed seeds and seedlings. The translocation of BOA into target plants has been poorly investigated. Therefore, the total absorption of [ring U 14C] BOA was estimated by oxidizing whole seedlings of Raphanus sativus cv. for 8 days and quantifying the radioactivity. Non-radiolabelled BOA in seedlings was also estimated by HPLC. BOA applied at 10(-3) M was readily taken up by germinated radish at a rate of 1556 nmol g(-1) FW. At these same concentrations, BOA reduced radish germination by 50% and caused a delay in radicle elongation. Exogenous BOA was responsible for the observed germination inhibition. At a concentration of 10(-5) M, BOA was taken up by germinated seeds (31 nmol g(-1) FW), but this quantity did not affect radish germination. Labelled BOA was not mineralized in the culture medium during seedling growth as no 14CO2 was recovered. Both 10(-3) and 10(-5) M BOA were translocated into radish organs, mainly into roots and cotyledons. These organs were then identified as potential physiological target sites. Cotyledons remained the target sink (44% of the total radioactivity). The kinetics of BOA uptake at 10(-3) and 10(-5) M in radish seedlings was identical: BOA accumulation was proportional to its initial concentration. A comparison between radioactivity and HPLC quantification for 10(-3) M BOA indicated that BOA (along with some metabolites) could effectively be recovered in radish organs using chromatography.