花生植株和土壤水浸液自毒作用研究及土壤中自毒物质检测

通过盆栽试验及生物测试研究花生植株、土壤水浸液对其种子萌发和幼苗生长的自毒作用,利用单因子方差分析结合多重比较分析各处理组生物活性差异;采用液相色谱法(HPLC)对正茬、连作2、4 a和6 a的花生根际土壤中酚酸类物质进行定性和定量分析。结果表明:花生植株不同部位及根际土壤水浸液对花生种子萌发和幼苗生长均具有不同程度的抑制作用,且抑制作用具有浓度梯度效应,浓度越高抑制作用越强,16 g/10 mL水浸液的抑制作用最大。花生生长受自毒物质的影响,此影响作用强度因自毒物质的来源部位不同而存在差异。种子萌发以茎水浸液的自毒作用最为明显。但针对幼苗生长的不同测定指标其部位差异不一致,其中以茎水浸液对幼苗株高和叶面积的自毒作用最为明显,根际土壤水浸液对幼苗主根长、单株鲜重和单株干重的自毒作用最为明显。在根际土壤水浸液中鉴定到4种酚酸物质,分别为对羟基苯甲酸、香草酸、香豆酸和香豆素,其中香草酸和香豆素含量较高且变化规律性明显,在土壤中的含量随连作年限的增加而上升,连作6 a后土壤中的含量达到0.289μg/g和0.025μg/g干土。     

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.     

大量元素胁迫下南瓜化感作用研究

研究采用水培实验、生物测试及室内分析相结合的方法,研究在不同大量元素(N、P、K、Ca、S、Mg)营养胁迫下幼苗期南瓜根系分泌物及其提取物对南瓜幼苗生长的化感作用。结果表明：南瓜具有自毒作用,不同大量营养元素胁迫对其胚根和胚芽生长均产生了抑制作用。不同的营养条件对其根系分泌物的影响不同,营养元素的合理搭配可以减轻自身的自毒作用。南瓜根系分泌物经乙酸乙酯提取的活性有机物埘南瓜胚根牛长亦表现出抑制作用,且抑制作用程度较大。南瓜幼苗期根系十物质水浸液巾存在着抑制南瓜幼苗生长的化感物质：筛选出南瓜根系分泌物对自身幼苗生长产生抑制作用最弱的大量元素水平优化组合,为南瓜的营养胁迫机理提供依据。     

加拿大一枝黄花根系和根际土壤水浸液对萝卜和白菜种子萌发及幼苗生长的影响

用加拿大一枝黄花根系及根际土壤水浸液对白菜和萝卜的化感作用进行了研究。结果表明,加拿大一枝黄花根系水浸液和根际土壤水浸液对白菜和萝卜种子的萌发具有抑制作用。根际土壤水浸液对白策和萝卜幼苗生长具有促进作用,而对其胚根的伸长生长则具有显著的抑制作用。0．05g／mL根系水浸液处理显著抑制萝卜幼根的伸长,但其它浓度对白菜和萝卜幼苗生长和根系伸长的影响不明显。实验还表明高浓度的根系水浸液和根际土壤水浸液明显抑制白菜和萝卜的根系脱氢酶活性和硝酸还原酶活性。     

利用微生物缓解苯丙烯酸对黄瓜生长的抑制

黄瓜根系分泌的酚酸类物质特别是苯丙烯酸,它是引起黄瓜自毒作用的一种重要的化感物质,对黄瓜连作具有明显的抑制作用。从珠海市污水排放入海口处分离出一株放线菌CellulosimicrobiumcellusansHa8菌株,它具有分解苯丙烯酸、苯甲酸、对氨基苯甲酸和苯酚的能力。通过在水培溶液和盆栽土壤中添加外源苯丙烯酸模拟连作环境,研究菌株Ha8对连作障碍的缓解程度。水培实验证明施用107cfu/L菌株Ha8能够有效缓解苯丙烯酸(浓度分别为2μmol/L和10μmol/L)对水培黄瓜的抑制作用,表现为显著促进黄瓜茎和根系的生长,提高开花数、产量等。土培实验证明,Ha8(≥106cfu/g干有机肥)和有机肥(3mg/kg土壤)联合施用,能够有效缓解苯丙烯酸(100mg/kg土壤)对黄瓜生长的抑制作用,主要表现为促进黄瓜对营养的吸收、提高黄瓜的根系脱氢酶活力、促进黄瓜根系微生物活性、增加有益菌群等。     

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。     

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%)。     

大蒜根系分泌物的化感作用

以苍山白蒜和蔡家坡紫蒜为材料,采用水培方法收集根系分泌物,研究了2个大蒜品种的根系分泌物对莴苣种子发芽和幼苗生长及对黄瓜枯萎病菌、西瓜枯萎病菌的化感效应.结果表明:2个大蒜品种的根系分泌物对莴苣种子发芽和幼苗生长均表现为低浓度(0.1、0.2 g·mL-1)促进、高浓度(0.4、0.6 g·mL-1)抑制,高浓度时蔡家坡紫蒜的抑制作用大于苍山白蒜;对黄瓜枯萎病菌和西瓜枯萎病菌的菌丝生长及孢子萌发均表现为抑制作用,随着根系分泌物浓度的提高,抑制作用增强,其中黄瓜枯萎病菌较敏感,且蔡家坡紫蒜的抑制作用大于苍山白蒜.     

香草醛对杉木幼苗生长的影响

为了解杉木连栽土壤中有毒化感物质对杉木幼苗毒害作用 ,采用水培杉木幼苗方法 ,通过投加不同浓度香草醛 ,发现 1mg·kg- 1 香草醛显著抑制杉木种子胚根的伸长 (P<0 .0 5) ,只为对照的 70 % ;香草醛浓度达 1 0mg·kg- 1 时 ,叶绿素总量明显下降到对照的80 % ;超过 2 0mg·kg- 1 对杉木幼苗地径与高度生长产生明显抑制作用 ;50mg·kg- 1 以上将明显影响地上部分枝叶的正常生长发育 ,及至植株冠层的生长 ;超过 1 0 0mg·kg- 1 ,整个植株的生长受到显著抑制 .香草醛是连栽土壤中毒性较大的一种有毒化感物质 ,是杉木存活率低的重要原因之一 .     

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.     

Component growth efficiencies of mycorrhizal and nonmycorrhizal plants

Two mycotrophic species ( Lactuca sativa and Abutilon theophrasti ) and one nonmycotrophic species ( Beta vulgaris ) were grown in a P-deficient soil, and the effects of mycorrhizal inoculation on three variables that determine growth rate were assessed for each. The phosphorus-use efficiency (PUE, d W /d P ) is the ratio of d. wt increase to P content increase. Plant P is the amount of P (the limiting resource) controlled by the plant, which can be allocated to various purposes. The phosphorus efficiency index (PEI, d P / P d t ) is the efficiency with which plant P is used to acquire P from the soil. Inoculated and control plants of a given species initially contained the same amount of P because all plants were grown from seed. Mycorrhizal colonization significantly increased the PEI of Lactuca and Abutilon (by 23 and 32%, respectively). As expected, mycorrhizal inoculation did not significantly increase the PEI of Beta . As a result, mycorrhizal inoculation significantly increased the P content of Lactuca and Abutilon , but not Beta . Mycorrhizal colonization decreased the PUE of lettuce, but did not significantly affect that of Abutilon or Beta . Mycorrhizal inoculation therefore slightly increased the growth rate of Lactuca , greatly increased the growth rate of Abutilon , and ultimately had no significant effect on the growth rate of Beta .     

不同寄主植物对烟粉虱发育和繁殖的影响

研究了烟粉虱 B型 ( Bemisia tabaci Gennadius)在番茄、茄子、黄瓜和甘蓝上的发育、存活和繁殖情况。在 2 6± 1℃的条件下 ,烟粉虱从卵发育到成虫的存活率以在甘蓝上的最高 ,为 68.5 5 % ,黄瓜上的最低 ,为46.2 8% ;发育时间以在茄子上最短 ,为 1 7.5 d,黄瓜上最长 ,为 1 9.3d,差异显著 ;平均单雌产卵量以在甘蓝上最大 ,为 1 43粒 ,黄瓜上最小 ,为 98.2 5粒 ;成虫的寿命以在甘蓝上最长 ,平均为 2 5 .2 d,黄瓜上为 1 7.2 d;内禀增长率 rm以在茄子上的最大 ,为 0 .1 41 6,黄瓜上最小 ,为 0 .1 1 43。综合比较 4种不同寄主植物 ,茄子是烟粉虱种群生长发育和繁殖最适宜的寄主     

Rapid Induction of Ion Pulses in Tomato,Cucumber, and Maize Plants following a Foliar Application of L(+)-Adenosine

Application of picomole quantities of (+)-adenosine, a plant growth-regulating second messenger elicited by triacontanol, to tomato (Lycopersicon esculentum Mill.), maize (Zea mays L.), and cucumber (Cucumis sativa L.) foliage, increased Ca2+, Mg2+, and K+ concentrations in the exudate from the stumps of excised plants by 20 to 60% within 5 s after treatment. The change in ionic concentration of the exudate was transitory. When L(+)-adenosine and triacontanol were applied to different tomato plants at the same time, the L(+)-adenosine caused an increase in Ca2+ flux within 3 s, whereas a significant increase from triacontanol was not detectable until 5 min after application. This was expected because triacontanol elicits the formation of L(+)-adenosine. The enantiomer of L(+)-adenosine, D(-)-adenosine, had no effect on the cation concentration in tomato and inhibited the effect of L(+)-adenosine at equimolar or lower concentrations. These observations suggest that L(+)-adenosine acts by eliciting a rapidly propagated signal that increases the concentration of several ions in the apoplast. We postulate that modulations in apoplastic ion concentration, especially increases in Ca2+ concentration, constitute a mechanism by which plants regulate metabolic activity and growth in response to certain stimuli.     

二氢血根碱对莴苣幼苗根生长及其细胞分裂的影响

以莴苣幼苗为受体,用培养皿法检测从细果角茴香中分离得到的二氢血根碱对莴苣幼苗根生长和根毛发育的影响,并采用根尖细胞有丝分裂检测和单细胞凝胶电泳法对其可能的作用机制进行了初步研究.结果显示:较低浓度(25、50μmol/L)二氢血根碱能显著促进莴苣根的生长,较高浓度(200、300μmol/L)二氢血根碱显著抑制根的生长;二氢血根碱(10、20、30、40、50μmol/L)对莴苣幼苗根毛发育有极显著的抑制作用,且两者均表现了浓度依赖性.较低浓度(25、50μmol/L)二氢血根碱使根尖细胞有丝分裂指数显著增加,而对根尖细胞DNA没有显著影响;较高浓度(200、300μmol/L)二氢血根碱使根尖细胞有丝分裂指数显著下降,同时根尖细胞DNA受到显著性损伤.研究发现,低浓度的二氢血根碱对莴苣幼苗根生长的促进作用主要是由于根尖细胞有丝分裂活力增加所致;而高浓度二氢血根碱对莴苣幼苗根的抑制作用极可能是由于根尖细胞DNA受到损伤,使得细胞分裂活力降低,分裂期细胞数目减少,从而导致根生长受到抑制.     

四种食料植物对八字地老虎生长发育和繁殖的影响

研究了油菜、甜菜、白菜和莴苣 4种食料植物对八字地老虎Agrotisc nigrumLinnaeus幼虫发育历期、蛹期、蛹重、成虫寿命和产卵量的影响。幼虫取食油菜时发育历期最短 (1 5 4d) ,蛹最重 (2 0 3 5mg) ,产卵量最多 (3 89 5粒 ) ,甜菜次之。幼虫取食莴苣时发育历期最长 ,蛹最轻 (1 3 6 1mg) ,产卵量最少(1 44 7粒 )。 4种食料植物对寄主的蛹期和成虫的寿命没有显著的影响     

植物绿叶粗蛋白在SDS—PAGE中向负极泳动的富含苯丙氨酸的碱性蛋白的测定

提取菜心(BrassicacampestrisL.ssp.chinensis(L.)Makinovar.utillisTsenetLee)和生菜(LactucasativaL.)绿叶粗蛋白,经SDS-变性后作醋酸纤维素薄膜电泳,证实这两种蔬菜含有分别向负极泳动和向正极泳动的蛋白。菜心绿叶粗蛋白经SDS-PAGE电泳后,从负极电泳缓冲液中获得向负极泳动的蛋白,其苯丙氨酸含量为57.05%,碱性/酸性氨基酸残基的比例为3.04,表明是富含苯丙氨酸的碱性蛋白。     

Effect of volatile metabolites from germinating seeds on the reproduction of the bacteria Listeria monocytogenes and Yersinia pseudotuberculosis

The biological activity of volatile metabolites of germinating seeds of cabbage (Brassica oleacia), carrot (Daukus carota), salad (Lactuca sativa), and corn (Zea mays L.) against Listeria monocytogenes and Yersinia pseudotuberculosis was studied. It was shown that volatile metabolites are transfer factors and can be the sole carbon and energy source for these bacteria. Methanol is the main substance affecting their growth and reproduction.     

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。     

土壤镉污染与作物

 通过土壤镉污染对作物影响的盆栽模拟试验,以揭示重金属镉在土壤—植物系统中的转移、分布规律及其对植物生长、发育的影响。试验证明不同化合形态的镉施入土壤(砂壤质褐土,pH值8.2),水稻对镉吸收的多寡依次为CdCl2>CdSO4>CdO>CdS>CdCO3。白菜的镉吸收表现为CdSO4>CdCl2>CdO>CdCO3。土壤的不同镉浓度(施加CdCl2,以纯镉计)对作物影响的试验结果表明,可食部位达到食品污染标准(谷物含镉量0.4ppm、蔬菜0.2ppm为暂定标准)时的土壤镉污染临界值分别为：小麦、莴苣、白菜<1ppm,茄子、萝卜<2.5ppm,番茄、菜豆<20ppm。土壤因子的处理影响镉的活动性;降低土壤pH值,水稻的镉吸收增加。增施有机肥、ZnSO4、S、CaO、CaSO4可降低糙米含镉量13.4%一30%。白菜的镉吸收,由于增施有机肥、FeSO4、Fe2O3、CaO或S而降低菜叶含镉量28%一61%。以Cd,Zn比1:100或1:200施入土壤,叶内含镉量分别下降61%和76.4%,但白菜产量减少61%和76%。     

芦蒿不同浸提物化感活性的比较研究

采用水、甲醇、乙醇、丙酮和乙酸乙酯等不同溶剂对整株芦蒿进行浸提,并用生菜和紫花苜蓿作为受试植物,对不同浸提物进行了化感活性的比较研究。5种不同溶剂的芦蒿浸提物对种子的萌发率和幼苗生长均表现出化感潜势,与对照组相比,0.005 g/mL的芦蒿甲醇提取物对生菜和紫花苜蓿种子的萌发具有轻微的促进作用,当浓度达到0.04 g/mL以上时,对生菜和紫花苜蓿种子的萌发和幼苗生长均具有不同程度的抑制作用（p〈0.05）。不同浓度的提取液对植物的化感作用强度不同,对种子萌发率、根长、芽长均有不同程度的影响。根据比较,甲醇溶剂提取物的化感活性最强,其是深入研究芦蒿化感物质有效的提取剂。