白桦、落叶松不同器官水浸液对种子萌发和播种苗生长的种间化感作用

研究了白桦的根、枝、叶,落叶松的根、枝、叶和皮不同浓度水浸液(5.0、12.5、25.0、50.0和100.0 mg·mL-1)对另一树种种子萌发和当年生播种苗生长的化感作用.结果表明:落叶松不同器官水浸液(根5.0 mg·mL-1除外)处理均抑制白桦种子的萌发,其平均发芽率为:对照(75％)＞根(66％)＞皮(59％)＞枝(58％)＞叶(54％),随浓度增加,根、枝水浸液的抑制作用增强,而叶、皮水浸液的抑制作用减弱.落叶松各器官水浸液对白桦胚根和胚轴生长具有较强的抑制作用,且以100.0 mg·mL-1浓度的叶水浸液抑制作用最强,胚根和胚轴长分别降低38％和55％(P＜0.05).落叶松枝、叶水浸液处理对白桦播种苗的苗高、地径及生物量有一定的促进作用,根、皮水浸液则具有抑制作用.白桦各器官水浸液能促进落叶松种子的萌发,根和枝的水浸液促进胚轴生长,叶的水浸液抑制胚轴生长,50.0和100.0 mg·mL-1浓度的叶水浸液处理的种子胚轴分别较对照降低27％和28％(P＜0.05).其对落叶松播种苗生长的影响以促进作用为主,5.0 mg·mL-1浓度的白桦叶水浸液处理的落叶松苗高、地径、生物量分别较对照高54％、60％和100％ (P＜0.05).白桦与落叶松之间存在明显的化感作用,混交可能对林木生长产生一定的促进作用.     

发育时期对紫茎泽兰化感作用的影响

为探讨紫茎泽兰化感作用与其入侵性的关系,利用生物检测法研究了不同发育时期紫茎泽兰叶片水提液对4种本地草本植物种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明,高浓度时紫茎泽兰叶片水提液能显著抑制4种本地植物种子发芽率、发芽速度,但低浓度时有时抑制作用不显著,甚至有促进作用;除狗肝菜胚轴生长外,不同浓度下紫茎泽兰叶水提液均能抑制4种本地植物胚轴和胚根生长,但有时对胚轴生长的抑制作用不显著,甚至有促进作用。不同植物和同种植物的不同参数对紫茎泽兰化感作用的敏感程度不同,拔毒散和狗肝菜的种子萌发参数较敏感,莎草砖子苗的生长参数较敏感,种子发芽速度和胚根生长较敏感。总的看,随发育时间的增加,紫茎泽兰抑制本地植物种子萌发和幼苗生长的最低叶片提取液浓度减小,相同浓度下叶片水提液对本地植物的抑制作用增强,表明紫茎泽兰化感作用增强。化感作用在紫茎泽兰入侵的不同阶段所起的作用可能不同。     

黄帚橐吾挥发物的化感作用及其主要成分分析

研究了青藏高原东部高寒草场上广布的菊科毒杂草--黄帚橐吾(Ligularia virgaurea)挥发物的化感作用,并运用气相色谱-质谱方法对其挥发物主要化学成分进行了分析.结果表明,黄帚橐吾挥发物对所有5种受试牧草种子的萌发速度指数和最终萌发率均产生抑制作用,其中对垂穗披碱草和大雀麦的种子萌发抑制较为显著,而对早熟禾和羊茅影响较小.黄帚橐吾挥发物中主要含有2-甲基-庚烷(9.84%)、3-甲基-庚烷(8.25%)、庚烷(7.93%)、4-甲基-1-异丙基-双环[3,1,0]己-2-烯(7.79%)、3-甲基-己烷(6.38%)、2-甲基-己烷(5.54%)、D-苧烯(.70%)等18种化合物,占总挥发物的68.24%,其中单萜类化合物含量占总挥发物的16.58%,因此萜类化合物是其主要的化感活性物质,并通过挥发途径释放后影响到受体植物种子的萌发.黄帚橐吾挥发物的化感作用对增强其生存竞争力和种群增长起着重要作用.     

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。     

腐解3个月后杉木枯枝落叶及腐殖土中的化感成分对杉木种子的化感效应

对腐解3个月后杉木〔Cunninghamia lanceolata(Lamb.) Hook.〕枯枝落叶及腐殖土中的化感成分进行了提取分离,并用杉木种子进行了生物检测。结果表明,与对照相比,杉木枯枝落叶中的极性和弱极性化感成分以及腐殖土中的弱极性化感成分对杉木种子的绝对发芽率、绝对发芽势、胚根长和胚轴长均有一定的抑制作用,但对幼苗干质量的抑制作用不明显。随浓度的提高,杉木枯枝落叶中的弱极性化感成分对杉木种子的绝对发芽势和胚轴长的抑制作用明显提高,极性化感成分对胚根长的抑制作用不断减小。随腐殖土中弱极性化感成分浓度的提高,对杉木种子绝对发芽率的抑制作用增加;腐殖土中的极性化感成分对杉木种子的绝对发芽率、绝对发芽势及胚轴长的抑制作用均随着浓度的升高而逐渐增强。     

聚乙二醇模拟水分胁迫对沙地樟子松种子萌发影响研究

以引种区沙地樟子松种子为材料,观测了聚乙二醇(PEG)模拟水分胁迫对沙地樟子松种子萌发的影响.结果表明,不同浓度PEG处理胁迫对种子的萌发均有一定的延缓作用;种子的发芽率、发芽指数和发芽势随胁迫强度的增加呈现明显下降趋势.30%PEG处理的种子在试验结束后仍未能萌发,表明樟子松种子的萌发的临界PEG水分胁迫值小于30%,相当于-1.20MPa的水势.种子发芽后胚根和胚轴的生长亦受到PEG模拟水分胁迫,当PEG浓度为10%时(相当于-0.2MPa水势),胚根、胚轴的长度都较短,说明樟子松种子的胚根、胚轴的生长对PEG模拟干旱胁迫更敏感;但胚根/胚芽的比值随PEG模拟水分胁迫的强度增加而增加,表明樟子松种子萌发后对水分胁迫具有较强的适应性.由此可见,干旱胁迫影响引种区沙地樟子松种子的萌发可能是导致沙地樟子松人工林不能天然更新的因素之一.     

有机酸类化感物质对甜瓜的化感效应

以甜瓜种质“新银辉”为材料,用苹果酸、柠檬酸、对羟基苯甲酸、肉桂酸、阿魏酸、水杨酸和香豆酸等7种有机酸类化感物质处理甜瓜种子和幼苗,探讨其对甜瓜的化感效应及作用机理.结果表明:苹果酸可以促进甜瓜种子发芽和幼苗胚根生长,抑制植株鲜重增加和胚轴生长;柠檬酸促进发芽,对羟基苯甲酸和肉桂酸抑制发芽,但三者均抑制胚根生长,且对鲜重和胚轴生长表现为低促高抑效应,高浓度肉桂酸对种子发芽和胚轴生长的抑制效应最强,可能是甜瓜重要的化感物质;阿魏酸和香豆酸对发芽表现为低促高抑效应,抑制鲜重、胚根和胚轴生长;水杨酸对发芽和胚轴生长表现为低促高抑效应、抑制鲜重和胚根生长.7种有机酸处理后过氧化物酶活性均增强,有机酸类物质对甜瓜的化感效应可能和其体内的过氧化氢水平有较高的相关性;苹果酸、肉桂酸、对羟基苯甲酸和水杨酸处理后甜瓜幼苗体内超氧化物歧化酶的活性基本呈下降趋势,柠檬酸、阿魏酸和香豆酸则表现为低促高抑效应;过氧化物酶活性变化较复杂,但基本随处理浓度升高而上升;丙二醛含量大多低于对照.     

豚草的化感作用研究

本文研究了在我国东北地区广泛蔓延的菊科杂草－－豚草对大豆、玉米、小麦、水稻的化感作用,实验针对豚草的挥发物、茎叶和根的淋溶物、根区土壤水浸液等的化感活性进行了研究,研究发现豚草的挥发物对大豆和玉米的种子萌发有一定抑制作用,根区土壤对农作物无明显的作用;茎叶部分的水浸液对几种农作物的种子萌发和幼苗的幼根伸长有明显的抑制作用,同时使根系形态发生较大的变化,根系的水浸液对作物的幼芽伸长有一定的促进作用。     

腐解6个月后杉木枯枝落叶及腐殖土中的化感成分对杉木种子的化感效应

对腐解6个月后杉木[Cunninghamia lanceolata（Lamb．）Hook．]枯枝落叶及腐殖土中的化感成分进行了提取分离及生物检测。结果表明,枯枝落叶及腐殖土中的极性和弱极性化感成分对杉木种子的绝对发芽率、绝对发芽势、胚根长和胚轴长均有一定的抑制作用。随浓度的提高,枯枝落叶中的弱极性化感成分对绝对发芽率、胚轴长及幼苗干质量的抑制作用及极性化感成分对绝对发芽势、胚轴长的抑制作用均逐渐增强;腐殖土中的弱极性化感成分对绝对发芽率、绝对发芽势、胚根长及胚轴长的抑制作用及极性化感成分对胚轴长的抑制作用也逐渐增强。枯枝落叶中的化感成分对绝对发芽率、绝对发芽势及幼苗干质量的抑制效应高于腐殖土中的化感成分。     

外来入侵植物薇甘菊(Mikania micrantha)对温度升高的响应

为探讨全球变化温度升高对外来入侵植物薇甘菊(Mikania micrantha)化感作用和入侵能力的影响,研究不同温度(22、26和30℃)处理对其种子萌发、幼苗生长、生物量分配、挥发物成分和化感作用的影响。结果表明,薇甘菊种子在温度为22、26和30℃时的萌发率分别为29.2%、52.4%和75.2%。30℃条件下薇甘菊种子萌发率最高,萌发速度快。温度升高显著增加薇甘菊茎的生长、增加对茎的生物量分配。GC-MS和GC测定显示,温度升高改变了薇甘菊挥发物的化学成分。同时,生物测定表明,温度升高增强薇甘菊挥发物对萝卜(Raphanus sativus)和油菜(Brassica campestris)的化感作用。说明温度升高促进了薇甘菊种子的萌发和生长,同时增强了该植物的化感作用,温度升高可能加速薇甘菊的生物入侵。     

葎草挥发性物质化感作用及其化感物质的分析研究

以小麦、生菜、萝卜、黄瓜4种作物为受体,检测了葎草[Humulus scandens（Lour.）Merr]挥发性物质的化感潜势,并采用气相色谱-质谱联用仪对其化感物质进行了初步鉴定.结果表明：新鲜葎草茎叶在密闭系统中释放的挥发性物质对4种受试植物幼苗的生长有极显著的抑制作用（P＜0.01）;用石油醚提取风干葎草茎叶,得到的挥发性物质在密闭系统中对4种受试植物幼苗的生长也具有极显著的抑制作用（P＜0.01）;提取物在2、5、10、20、40、100、200mg/mL等7个不同浓度下,对受试植物生长和种子萌发表现为＂低促高抑＂的化感潜势,且随提取液浓度增大抑制作用增强;GC-MS鉴定出26种有机化合物,主要包括脂肪酸、甾体、萜类及其含氧化合物,均属前人研究较多的生物活性物质.这些结论为利用野生葎草资源挥发物开发新型除草剂等提供依据.     

珙桐—灯台树枝和叶的水提物对白菜种子萌发和幼苗生长的化感效应

为了证实珙桐（Davidia involucrata）及其伴生树种灯台树（Bothrocaryum controversum）是否会通过化感作用影响其他植物的种子萌发和幼苗生长,以维持二者长期稳定的伴生关系,本研究以平武县野生珙桐及灯台树的枝、叶水提液为材料来源,以白菜（Brassica pekinensi）的种子为受体,探究2种植物的枝、叶及其混合后的5种质量浓度（0、0.025、0.050、0.075、0.100 g·mL^-1）水提液对白菜的种子萌发和幼苗生长的影响,结果表明：①珙桐和灯台树的枝水提液对白菜种子萌发影响较小,对幼苗生长有显著促进作用且随质量浓度增加而增大（P＜0.05）。②珙桐和灯台树的叶水提液对白菜种子萌发均具有显著抑制作用（P＜0.05）,但对幼苗生长的影响各不相同。前者呈现随质量浓度增加的“低促高抑”现象,而后者呈现随质量浓度增加“抑制增加”的特点。③不同来源的枝—叶混合的水提液对白菜种子萌发均表现出显著的抑制作用（P＜0.05）,但对幼苗生长均随质量浓度增加表现出“低促高抑”特点。上述结果证实了珙桐和灯台树枝、叶水提液对同一受体植物的种子萌发和幼苗生长的化感作用确实存在差异,树种、部位和质量浓度不同均会导致化感作用的强度和方向不同。这种现象可能是植物在群落中为了维持稳定的种间关系而长期进化的结果。     

Differential belowground allelopathic effects of leaf and root of Mikania micrantha

This study evaluates the relative contributions of leaves and roots to the belowground allelopathic effects of Mikania micrantha. The hypothesis that leaves contribute more to the allelopathic effect than roots was experimentally tested. We assessed the allelopathic effects of aqueous extracts from Mikania leaves and roots on the seed germination and seedling growth of two co-occurring woody plants in southern China, Lagerstroemia indica L. and Robinia pseudoacacia L. The results showed that the aqueous extracts from Mikania leaves and roots had inhibitory effects on the woody species. Allelopathic activity depended on the concentration of the extracts, target species, and the extract sources (i.e., leaves vs. roots of Mikania). Leaf extract showed stronger allelopathic effects than root extract on germination percentage, initial germination time, speed of germination, and shoot height; while root extract had greater allelopathic effects on roots than leaf extract. The latter phenomenon might greatly promote the invasion success of Mikania due to more direct and effective allelopathy of root. Our results suggest that allelopathy of root extract on belowground biomass might be greater than that of leaf extract for some species in contrast allelopathy of leaf extract on belowground biomass might also be greater than that of root extract for other species, at least for their effects on root growth of the target species.     

Effect of phenolic compounds on the germination of six weeds species

Low molecular weight phenolic compounds have been identified in fresh leaves and in soils in which leaves of five varieties of Capsicum annuum L. were decomposing. Six phenolic compounds were tested in laboratory bioassays for their allelopathic effects on germination and seedling growth of six weeds. Ferulic acid, gallic acid, p-coumaric acid, p-hydroxybenzoic acid, vanillic acid, and p-vanillin were bioassayed in concentrations of 10, 1, 0.1, and 0.01 mM. Equimolar mixtures containing all these phenolics were prepared at the final total concentration of 10, 1, 0.1, and 0.01 mM to test for possible interactive effects. Chenopodium album L., Plantago lanceolata L., Amaranthus retroflexus L., Solanum nigrum L., Cirsium sp. and Rumex crispus L. were the selected target weeds. The highest concentration of the compounds inhibited the germination of all these weeds, but lower concentrations had no effect or were stimulatory. However, effects varied with the weed species, the concentration of the compound tested and the compound itself. In assays with the mixture of phenolics we found evidence of some additive effects.     

Age-Dependent Variations of Volatile Emissions and Inhibitory Activity Toward <Emphasis Type="Italic">Botrytis cinerea</Emphasis> and <Emphasis Type="Italic">Fusarium oxysporum</Emphasis> in Tomato Leaves Treated with Chitosan Oligosaccharide

We investigated variations in the level and composition of volatiles emitted by tomato leaves at different ages. Our focus also included their antifungal properties and responses to chitosan oligosaccharide. Based on leaf position, the release of volatiles decreased over time. Young leaves produced high levels of C6-aldehyde, which is mainly composed of hexenal, while the volatiles emitted by more mature leaves largely comprised terpenes, particularly β-phellandrene and caryophyllane. In young upper leaves, the main components (up to 86% of the total) were hexenal, β-phellandrene, and caryophyllane. Their levels decreased steadily over time, from 386.3 μg g⁻¹ fresh weight (FW) in young leaves to 113.2 μg g⁻¹ FW in old tissues. Volatiles emitted from young leaves exhibited the best antifungal activity against spore germination and hyphal growth by Botrytis cinerea and Fusarium oxysporum. Leaves became more susceptible to oligosaccharide treatment with increasing age. When young tissues were exposed to chitosan, we found declines in both the quantity of volatiles and their ability to inhibit fungal growth. Compared with the control, the amount of volatiles from young tissues was 88.4% lower after such treatment. In contrast, contents of volatiles from old and adult leaves were dramatically increased by chitosan oligosaccharide. Likewise, their inhibitory effect was significantly enhanced. Therefore, our results suggest that these volatiles are responsible for antifungal activity and may play a role in age-related resistance by tomato.     

茉莉酸诱导桑枝对桑天牛卵啮小蜂的引诱作用及桑枝挥发物组分分析

【目的】探讨茉莉酸诱导的桑树Morus alba枝挥发物对桑天牛卵啮小蜂Aprostocetus prolixus趋性行为的影响,研究桑枝挥发物的动态变化规律,为揭示茉莉酸诱导桑枝产生的间接抗虫作用机理提供理论依据。【方法】本试验利用嗅觉测定仪,研究了不同浓度茉莉酸处理24,48和72 h后的桑枝对桑天牛卵啮小蜂的引诱作用,并采用气相色谱-质谱联用仪(GC/MS)对茉莉酸(1 000μmol/L)处理不同时间后的桑枝挥发物组分进行了分析。【结果】在10μmol/L茉莉酸处理后的不同时间内,桑枝对桑天牛卵啮小蜂均未表现出明显的引诱作用;当茉莉酸浓度为100μmol/L时,桑枝仅在处理48 h后对桑天牛卵啮小蜂具有显著的引诱活性;然而,经1 000μmol/L茉莉酸处理24 h和48h后,桑枝对桑天牛卵啮小蜂的引诱活性明显高于对照(24 h,P0.05;48 h,P0.01),72 h后桑枝的引诱作用消失。Spearman等级相关性分析表明,茉莉酸浓度与桑枝对桑天牛卵啮小蜂的引诱百分率显著正相关(ρ=0.791,P=0.006)。茉莉酸(1 000μmol/L)处理桑枝挥发物组分包括醇类、酯类、萜类物质、芳香族化合物和含氮化合物,其中萜类物质种类最多(13种)。随着处理时间的变化,桑枝挥发物组分及总释放速率也随之发生改变。处理24 h后,桑枝释放出18种组分,比对照多11种组分,其总释放速率也明显提高,为对照的8.2倍;48 h后桑枝释放出22种组分,比对照多15种组分,其总释放速率进一步提高,为对照的44.6倍;72 h后桑枝释放出13种组分,比对照多6种组分,其总释放速率大幅降低,为对照的3.9倍,但与对照无显著差异。【结论】随着茉莉酸浓度的提高,桑枝对桑天牛卵啮小蜂的引诱活性逐渐增强。茉莉酸能诱导桑枝挥发物的大量释放及新组分的产生。     

香茅天然挥发物的化感作用及其化学成分分析

在野外香茅草丛地表和密闭容器中进行了香茅天然挥发物对玉米和稗草种子萌发和幼苗生长影响的试验,并采用固相微萃取和气相色谱质谱联用技术,对香茅挥发物的化学成分进行了分析.生物测定表明,野外香茅草丛和密闭容器中香茅挥发物对玉米和稗草种子萌发率影响不显著,但对玉米和稗草幼苗的生物量、根长及苗高均产生显著抑制影响,表明香茅挥发物中存在潜在的化感物质.对挥发物的分析结果表明,根挥发物有10种成分,主要成分是长叶松烯,含量为56.67%,其次为芹子烯内酯(20.03%),其余成分含量都在10%以下.茎叶挥发物有12种成分,主要成分是柠檬醛,含量达53.98%,其次是z柠檬醛,含量为34.40%,其余成分含量都在4%以下.研究表明,在香茅挥发物中存在较多的萜类化合物,茎叶挥发物中有2个单萜,9个倍半萜,根挥发物全部为倍半萜.因此,种植香茅时不应忽视它的化感作用.     

3种天然二萜的化感作用及机制的研究

以黑麦草（Lolium perenne L.）和莴苣（Lacutuca sativa L.）为受试植物,研究了3种对映—贝壳杉烷二萜wangzaozin A、leukamenin E和weisiensin B对受试植物种子萌发、幼苗生长、叶绿素和膜损伤的影响,旨在评估3种二萜的化感作用潜能。结果显示：不同浓度的3种二萜对黑麦草和莴苣种子的萌发稍有降低,但明显延迟种子萌发时间;较高浓度下,3种二萜对黑麦草和莴苣幼苗的根长、苗长、鲜质量和干质量均有显著的抑制作用,并显示了浓度依赖性;同时,3种二萜显著降低黑麦草和莴苣幼苗叶片叶绿素a和叶绿素b含量,显著升高丙二醛（MDA）含量和相对电导率,而相对含水量呈下降趋势。上述结果表明,3种二萜通过影响受试植物的光合作用能力,引起细胞膜氧化损伤,导致叶片保水性降低,抑制受试植物幼苗的生长。     

侧柏不同器官水提取物对油松种子萌发和幼苗生长的他感效应

研究了侧柏（Platycladus orientalis）根、枝、叶、果实不同浓度水提取物及枝叶挥发油对油松种子萌发和幼苗生长的他感效应。结果表明：侧柏各器官及挥发油都含有化感物质,均对油松种子萌发及幼苗生长表现出“高抑低促”效应,而且低浓度时的促进作用明显强于高浓度时的抑制作用。与对照相比,在浓度为2 mg·mL^-1时,侧柏根水提取物对油松幼苗根长和鲜重的促进能力最强,其根长和鲜重分别比对照提高了79.78%和376.60%;侧柏叶水提取物对油松幼苗苗高促进能力最强,比对照提高了102.41%;侧柏枝水提取物对油松种子发芽的促进能力最强,发芽率比对照提高了65.63%。而在浓度为30 mg·mL^-1时,除了侧柏根和枝水提取物对油松种子萌发（87.50%）和鲜重（85.11%）表现出明显的抑制作用外,其它提取物对油松幼苗根长和苗高生长的抑制作用均不明显。侧柏枝叶挥发油对油松种子萌发,幼苗生长均表现为促进作用,特别对油松种子萌发具有显著的促进作用,其促进率达70.37%。说明侧柏和油松混交,可能有利于油松树木生长及生产力的提高。