日本菟丝子对薇甘菊的化感作用

生态环境 2008, 17(1): 317-322 Ecology and Environment E-mail: editor@基金项目：国家自然科学基金项目（30670385）；广东省科技计划项目（2002C60111）作者简介：李秋玲（1982－），女，硕士，主要从事数量生态学和化学生态学研究。

E-mail: liqiuling106@ *通讯作者：肖辉林，研究员，博士，E-mail: hlxiao@ 收稿日期：2007-12-18日本菟丝子对薇甘菊的化感作用李秋玲1，张峰1, 2，肖辉林3, 4*，黄美艳3，彭少麟4, 5，詹振寿3，郑磊31. 山西大学黄土高原研究所，山西 太原 030006；2. 山西大学生命科学与技术学院，山西 太原 030006;3. 广东省生态环境与土壤研究所，广东 广州 510650；4. 中国科学院华南植物园，广东 广州 510650;5. 中山大学生命科学学院//有害生物控制与资源利用国家重点实验室, 广东 广州 510275摘要：以薇甘菊（Mikania micrantha H. B. K.）和萝卜（Raphanus sativus L.）种子为受体，采用生物检测的方法研究了菟丝子属（Cuscuta L.）植物日本菟丝子（Cuscuta japonica Choisy ）鲜茎的水浸提液及其有机萃取物的化感效应。

结果表明，日本菟丝子鲜茎的水浸提液对萝卜种子的萌发表现出“低促高抑”的现象，且质量浓度越高，抑制作用越强；对薇甘菊根长的抑制作用达到了极显著水平（p <0.01），综合抑制效应指数亦达到-0.32。

日本菟丝子鲜茎水浸提液的有机萃取物在折算为干茎质量浓度为10 mg·mL -1（即折算为每毫升溶液曾经用10 mg 干茎浸泡）时就对萝卜和薇甘菊种子的萌发表现出极显著的抑制作用（p <0.01），且对两种受体的抑制趋势较一致。

可见供体植物日本菟丝子具有较强的化感作用，这为利用它来控制薇甘菊的入侵提供了参考依据。

关键词：化感作用；薇甘菊；日本菟丝子；水浸提液；有机萃取物中图分类号：Q948.1 文献标识码：A 文章编号：1672-2175（2008）01-0317-06薇甘菊（Mikania micrantha H. B. K.）隶属于菊科假泽兰属（Mikania Willd ），又名小花假泽兰，是一种多年生草质藤本或稍木质藤本，原产中、南美洲，现广泛分布于南亚、东南亚及中国华南沿海地区，是世界上最具危害的热带亚热带恶性杂草之一[1-5]。

薇甘菊喜光、好湿，可攀缘、缠绕或覆盖其它乔灌木植物，阻碍附主植物的生长甚至导致附主死亡[6-7]。

薇甘菊营有性或无性生殖，且种子轻、小，扩散蔓延迅速，目前主要采用人工防除[8]、化学防除[9-11]和生物防治[12-14]等多种方法，但并没有从根本上控制住薇甘菊的蔓延和危害。

而日本菟丝子（Cuscuta japonica Choisy ）隶属于旋花科（Convolvulaceae ）菟丝子属（Cuscuta L.），又名金灯藤，为一年生寄生植物，具有很高的药用价值。

日本菟丝子对蟛蜞菊、五爪金龙等入侵植物的危害较大，且寄主较多[15]。

对菟丝子的研究多集中在药用及化学成分提取鉴定方面[16]，近几年，发现菟丝子属植物寄生在薇甘菊上，并能通过吸器吸收养分而致薇甘菊死亡的现象[17-20]，但菟丝子属植物是否具有化感作用，能否通过释放的化感物质来抑制薇甘菊的生长，目前还未见报道。

评价一植物种对另一植物种化感效应的生物评价方法很多，其中种子发芽试验是常采用的一种方法。

本文选取菟丝子属植物日本菟丝子，利用生物测定的方法研究其茎的水浸提液及其有机萃取物对薇甘菊种子生长的化感作用，以期提取对薇甘菊的生长有显著抑制作用的化感物质，为防治薇甘菊的入侵提供参考依据。

1 材料与方法1.1 实验材料受体植物：长合短叶十三早萝卜种子购买于广州长合种子有限公司；薇甘菊种子采自珠海淇澳岛，于4 ℃保存备用。

供体植物：日本菟丝子新鲜茎于2007年8月采自湛江市遂溪县。

1.2 实验方法1.2.1 日本菟丝子水浸提液的制备及生物测定水浸液的制备：采集新鲜供体植株的茎，立即带回实验室，称其鲜质量8 kg ，先用适量的去离子水冲洗，再用等量的双蒸水冲洗，沥干表面附着的水分后，放入40 cm×45 cm 的不锈钢桶中，以鲜茎∶双蒸水为1∶9的质量比例浸泡48 h ，连续浸泡两次，合并浸提液，于4 ℃保存备用。

同时称取500 g 鲜茎于105 ℃下杀青30 min 后，60 ℃下烘至恒质量，计算每毫升浸提液所用的干茎质量，依此将部分原液加双蒸水配成不同质量浓度：1 mg·mL -1、5 mg·mL -1、10 mg·mL -1，4 ℃冷藏用于生测。

生物测定：在直径9 cm 的培养皿中放一层定量滤纸，先用0.4 mL 的双蒸水润湿，再放入50粒大小均匀、饱满的萝卜种子，摆放均匀，加入适量的处理液，使滤纸保持湿润；以双蒸水为对照，每318 生态环境第17卷第1期（2008年1月）个处理设置5个重复，实验室内自然光培养，用加热器控制室温在25～29 ℃，加湿器控制湿度在65%左右。

每天加入适量的处理液并记录萌发（突破种皮2 mm）数，培养4 d后测量根长、苗高，并统计发芽率、发芽指数、发芽势及化感综合效应。

薇甘菊种子的生测方法与萝卜种子的相同，但置于6 cm培养皿中，用0.3 mL润湿定量滤纸，培养8 d后测量各指标。

1.2.2 日本菟丝子水浸提液的有机萃取物制备及生物活性测定取“1.2.1”部分水浸液的上清液，采用Sep-Pak®C18（填料1 g）和Supelclean TM ENVI TM-Chrom PSPE（填料0.5 g）两种固相萃取小柱用串联的方式提取有机物，之后依次用乙醚、乙酸乙酯、丙酮、乙醇进行洗脱，混合收集，用旋转蒸发仪浓缩、氮气吹干仪吹干，得所需要的有机萃取物，将其加双蒸水配成质量浓度为10 mg·mL-1、25 mg·mL-1、50 mg·mL-1（即分别表示每毫升溶液曾经用10 mg、25 mg、50 mg干茎浸泡），以双蒸水为对照，每种质量浓度5个重复，冷藏备用。

水浸液有机萃取物的化感活性物质生物测定，方法同“1.2.1”。

1.2.3 化感指标的计算方法萝卜种子加溶液后，第4天测量根长l、苗高h、并统计发芽率GR、发芽指数GI等指标，薇甘菊则于第8天测量。

具体如下。

发芽率：GR=(发芽种子数/供试种子总数)×100%发芽指数：GI=∑（G t/t）G t：在时间t（d）的发芽数；t：培养天数（d）[21]。

化感效应指数（RI）采用Williamson[22]的方法：RI=1-C/T（当T≥C时）或RI=T/C-1（当T<C时）。

本文采用后者，式中：C为对照值，T为处理值。

当RI>0时，表示促进作用；当RI<0时，表示抑制作用。

RI绝对值的大小代表化感作用强度的大小。

其中，RI l为根长的化感效应指数，其余依此类推。

化感综合效应（synthesis effects, SE）：用供体对同一受体4个测试项目的RI的算术平均值进行评价[23]，即：RI SE=(RI l+RI h+RI GR+RI GI)/4。

1.2.4 数据分析方法采用SPSS 13.0统计软件，利用one-way ANOV A结合Duncan对各指标进行差异显著性检验。

用SigmaPlot 2001作图。

2 结果与讨论2.1 日本菟丝子水浸提液对萝卜、薇甘菊种子萌发的影响日本菟丝子水浸液对萝卜、薇甘菊根长的影响如图1所示。

日本菟丝子水浸液在1 mg·mL-1时，对萝卜根长有明显的促进作用，而薇甘菊则没有明显的差异。

随着质量浓度的增高，两种受体抑制作用均逐渐增强，在10 mg·mL-1时，抑制作用最强，方差分析表明均达到极显著的水平。

可见，水浸液对受体根长有显著的抑制作用，可能含有抑制根系生长的化感物质。

水浸液对两种受体的苗高有不同程度的抑制作用，对萝卜苗高的影响表现为随质量浓度的增加，抑制增强，除1 mg·mL-1时无明显差异外，其余均已达到极显著的水平，但薇甘菊的苗高只在此质量浓度时抑制最强，达到极显著，其余质量浓度无明显差异（图2）。

从图3（下页）中可以看出，水浸液对受体发芽表现出不同程度的抑制，萝卜种子随质量浓度增图2 日本菟丝子水浸液对萝卜、薇甘菊苗高的影响Fig. 2 Effect of aqueous extracts of C. japonica on shootsof R.sativus and M.micrantha图1 日本菟丝子水浸液对萝卜、薇甘菊根长的影响Fig. 1 Effect of aqueous extracts of C. japonica on rootsof R.sativus and M.micrantha李秋玲等：日本菟丝子对薇甘菊的化感作用 319加抑制趋势较明显，结合培养天数与发芽率的图可以看出，低质量浓度时，第2天种子萌发就已基本稳定，种子萌发快，生命力强；高质量浓度时则显著的抑制其萌发速度和发芽率，发芽率与对照相比降低一半。

薇甘菊也表现出明显的抑制作用，从图3可以看出未加处理液时，种子萌发速度较快，发芽率高，可达76%，而加不同质量浓度的水浸液则明显地抑制了薇甘菊种子萌发的速度和数量。

日本菟丝子水浸液对萝卜、薇甘菊的化感效应指数如表1所示。

综合各指标，可以看出日本菟丝子水浸液对萝卜种子的萌发表现出明显的低促高抑现象，各指标抑制效应的大小：RI l > RI GI > RI h >RI GR 。

当质量浓度从1 mg·mL -1增加到10 mg·mL -1时，综合抑制效应RI SE 值降低了26倍，可见对萝卜种子的抑制作用达到极显著水平。

水浸液对薇甘菊均表现出明显的抑制作用，各指标抑制强弱为：RI l >RI GI >RI GR > RI h 。

从总体上说，随着质量浓度的增加，抑制作用逐渐增强，综合抑制效应也增加，达到了-0.32。

可见，日本菟丝子水浸液具有较强的化感作用，能显著地抑制根系的生长，对苗高的生长也表现出一定的抑制作用。

2.2 日本菟丝子水浸提液的有机萃取物对萝卜、薇甘菊种子萌发的影响由图4（下页）可知，日本菟丝子水浸液的有机萃取物对萝卜、薇甘菊的根长均表现出明显的抑制作用，趋势较一致。

随着质量浓度的增加，抑制作用显著增强，与各自对照相比，均达到极显著的水平。