香豆素对多花黑麦草种子萌发和幼苗生长化感作用的机理研究

为探明化感物质香豆素的化感抑草作用机理,采用实验室培养皿生物监测法研究香豆素对多花黑麦草种子萌发及幼苗生长过程中主要生长和生理生化指标的影响,观察了种子和幼苗茎秆的超微组织结构变化。结果表明,与对照相比,香豆素显著降低了多花黑麦草种子的发芽势、根长、根干重、茎长和茎叶干重等生长指标(P<0.05);香豆素处理显著降低了吲哚乙酸氧化酶(IAAO)活性和叶绿素含量(P<0.05),同时显著提高了可溶性糖含量(P<0.05),以及4和6 d种子的蛋白质浓度(P<0.05);且在前期促进了多花黑麦草幼苗的过氧化氢酶(CAT)活性、抑制了过氧化物酶(POD)活性,而后CAT降低,POD先升高后降低(P<0.05),淀粉含量升高。100 μg/mL的香豆素水溶液只能在多花黑麦草种子发芽和幼苗生长初期可以很大限度的起到抑制作用,但不足以使其致死。香豆素抑制种子胚乳养分的分解与供应,破坏胚乳细胞的细胞膜、细胞壁,同时可能使细胞失水而导致质壁分离。     

鬼针草与含羞草化感作用及其入侵性的研究

采用培养皿滤纸法研究入侵植物鬼针草与含羞草根、茎、叶浸提液对种子萌发和幼苗生长的影响,从化感角度揭示外来植物的入侵机制。结果表明:1)鬼针草根、茎、叶浸提液随浓度升高显著抑制鬼针草和含羞草种子萌发,高浓度(0.04 g·mL~(-1))的叶浸提液使萌发率降低了67%～87%;高浓度(0.04 g·mL~(-1))的含羞草叶浸提液使其种子萌发率降低了21.7%,但对鬼针草种子萌发影响较小。2)鬼针草和含羞草根长随2种植物根、茎、叶浸提液浓度的升高而降低,尤其是高浓度的叶浸提液有较强抑制效应。3)各浓度的鬼针草根、茎、叶浸提液均能降低含羞草茎长,高浓度的叶浸提液抑制效应最强;高浓度(0.04 g·mL~(-1))的含羞草茎和叶浸提液抑制鬼针草茎长,中等浓度(0.02～0.03 g·mL~(-1))的根和叶浸提液促进鬼针草茎长;含羞草各器官浸提液对其茎长的抑制作用随浓度增大略有增强。4)鬼针草各器官浸提液(尤其叶浸提液)抑制自身根冠比,促进含羞草根冠比;含羞草各器官浸提液轻微降低自身根冠比,显著降低鬼针草根冠比。5)鬼针草对自身种子萌发率、根长及根冠比的化感强度大于鬼针草他感强度;鬼针草对含羞草茎长的化感强度大于其自感强度,也大于含羞草他感强度;含羞草对鬼针草根长及根冠比的化感强度大于其自感强度,也大于鬼针草他感强度。鬼针草主要通过抑制含羞草茎长,增强入侵性,而含羞草主要通过抑制鬼针草根的生长,增大竞争力。     

白三叶水浸提液对无芒稗种子萌发和幼苗生长的影响

为探明不同品种白三叶(Trifolium repens)水浸提液的化感作用机制,分别测定了‘铺地’(Persistent)、‘海发’(Haifa)、‘威亚’(Huia)、‘考拉’(Koala)4个供试品种对无芒稗(Echinochloa crusgalli)种子萌发及幼苗生理生化指标的影响。结果表明:‘威亚’水浸提液在0.25g·mL~(-1)浓度处理下,显著抑制了无芒稗种子的发芽势和发芽率(P0.05);4个品种白三叶水浸提液均在较高浓度处理下对无芒稗苗高具有抑制作用,但对其根长的抑制作用不显著;而‘考拉’水浸提液在0.20g·mL~(-1)浓度处理下,显著抑制了其单株苗干重和根干重(P0.05)。此外,‘铺地’和‘海发’水浸提液显著抑制了无芒稗幼苗的超氧化物歧化酶(SOD)活性(P0.05);‘威亚’水浸提液显著提高了无芒稗幼苗的SOD活性(P0.05);‘铺地’、‘海发’和‘考拉’水浸提液处理后其过氧化氢酶(CAT)活性有先上升后下降的趋势;‘海发’、‘威亚’和‘考拉’水浸提液处理下,无芒稗幼苗过氧化物酶(POD)活性有显著降低的趋势(P0.05);同时各品种的水浸提液处理均改变了无芒稗幼苗的丙二醛(MDA)含量,使之有增加趋势。综上所述,4个供试白三叶品种均具有化感作用,且品种之间存在差异。     

麻花秦艽水浸提液对紫花苜蓿和小麦种子萌发和幼苗生长的影响

用野生麻花秦艽(Gentiana straminea)叶和根的水浸提液对紫花苜蓿(Medicago sativa)和小麦(Triticum aestivum)种子进行处理,探讨麻花秦艽的水浸提液对紫花苜蓿和小麦种子萌发、幼苗生长的影响。结果表明,麻花秦艽叶和根的水浸提液对两种受体植物种子发芽和幼苗生长主要表现为化感抑制作用,且随着浸提液浓度的升高,抑制作用逐渐增强;仅在低浓度0.025 g·m L-1的根水浸提液处理时紫花苜蓿种子萌发和幼苗生长表现一定的促进作用,但当浓度达到0.1 g·m L-1时,紫花苜蓿种子萌发被完全抑制(P0.05)。麻花秦艽浸提液对紫花苜蓿的抑制作用较小麦强,麻花秦艽叶浸提液的抑制作用较根强。不同浓度麻花秦艽叶和根的水浸提液均能影响紫花苜蓿和小麦幼苗体内抗氧化酶活性,随着浸提液浓度的升高,紫花苜蓿和小麦幼苗叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性和丙二醛(MDA)含量总体上增加,与对照差异显著(P0.05)。     

黄花草木樨水浸提液对苏丹草和黑麦草的化感作用

黄花草木樨水浸提液具有化感除草作用,为了进一步开展黄花草木樨化感抑草的研究,阐明黄花草木樨中所含化感物质的化感抑制机理,本实验采用生物检测法以黄花草木樨水浸提液处理多花黑麦草和苏丹草种子,并对其萌发和幼苗生长过程中的重要生理生化指标进行分析测定。结果表明,与对照相比,黄花草木樨水浸提液能显著降低多花黑麦草和苏丹草种子的发芽率、根长、根干重、茎长和茎叶干重等生长指标(P<0.05);能显著降低多花黑麦草和苏丹草的叶绿素含量(P<0.05),显著提高多花黑麦草和苏丹草的淀粉和可溶性蛋白含量(P<0.05);显著提高苏丹草可溶性糖含量,显著降低黑麦草可溶性糖含量(P<0.05);苏丹草和黑麦草在4和6 d处理组的CAT活性与对照差异显著(P<0.05),8 d时恢复至对照水平;苏丹草处理组和黑麦草处理组的POD活性均先降低后升高。     

除草剂对高羊茅和马蹄金种子萌发及幼苗生理特性的影响

以高羊茅(Festuca arundinacea)与马蹄金(Dichondra repens)为试验材料,分别采用浸种与叶面喷雾的处理方式,研究了不同浓度的草甘膦与2,4-D丁酯对两种草坪草种子萌发及幼苗生长的影响。结果显示,草甘膦总体抑制高羊茅和马蹄金的种子萌发,随浓度升高抑制作用增强,同时显著降低两种草坪草幼苗的苗高与根长(P<0.05);喷施2,4-D丁酯对两种草坪草各项生理指标的影响基本一致,随除草剂处理浓度与处理时间的增加,丙二醛(malondialdehyde,MDA)和脯氨酸(proline,Pro)含量增加,叶绿素含量和超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性下降。研究表明,草甘膦对高羊茅和马蹄金的种子萌发与幼苗生长有显著的不利影响(P<0.05),2,4-D丁酯影响马蹄金幼苗的生理特性,同时对禾本科草坪草高羊茅也具有一定的抑制作用。     

陌上菅对三种禾本科植物的化感潜势研究

为探究长江中下游通江湖泊消落带优势种陌上菅的占优机制,以3种湿地常见的禾本科植物黑麦草、狗牙根、虉草作为受体植物,探讨了陌上菅对消落带常见禾本科伴生种的化感潜势。采用培养皿发芽试验和苗期盆栽试验,分析陌上菅浸提液对受试植物种子萌发、幼苗形态指标、抗氧化酶活性以及丙二醛含量的影响。结果表明:与对照(CK)相比,陌上菅浸提液显著抑制了3种受体植物种子的发芽率、发芽势以及胚根胚芽的生长。100 g·L~(-1)陌上菅叶片甲醇浸提液和水浸提液处理对3种受体植物发芽率的抑制率均高于95%。相同浓度条件下,陌上菅甲醇浸提液对种子萌发的抑制作用高于水浸提液。陌上菅显著影响了黑麦草和虉草幼苗生长发育。陌上菅浸提液处理下,黑麦草和虉草的根叶比相较CK显著降低(P0.05),两种受体植物根系和叶片中的丙二醛(MDA)含量随浸提液浓度升高而升高。黑麦草超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性呈先升后降趋势。综上所述,陌上菅对3种禾本科植物萌发以及黑麦草和虉草幼苗生长均具有一定的抑制作用,其中虉草对陌上菅浸提液响应最敏感。陌上菅对3种伴生禾本科植物的化感潜势可能是导致陌上菅成为优势种群的原因之一。     

藜营养器官水浸提液对紫花苜蓿的化感作用研究

采用纸培法研究不同稀释倍数的藜营养器官水提液对苜蓿种子萌发及幼苗生长的影响,以探明藜对紫花苜蓿种子萌发的影响.结果表明:藜营养器官水浸提物低浓度处理时,紫花苜蓿种子发芽率均有所提高,但与对照差异不显著(P＞0.05),随着浓度的增加,抑制作用加强,发芽率明显下降,与对照和低浓度差异极显著(P＜0.01),各浓度间差异显著或极显著(P＜0.05,或P＜0.01),浓度达到0.1000g/ml完全受到抑制,种子不能萌发.藜水浸提物对紫花苜蓿幼苗胚根、胚芽生长和根芽比的影响表现出浓度效应,藜根、茎水浸提物在相同浓度下对苜蓿胚根和胚芽生长的影响也存在差异,且均是胚根敏感性强于胚芽的敏感性.叶水浸提物对胚根、胚芽的作用与根、茎不同,浓度≤0.0125g/ml时,对胚根和胚芽生长均无显著影响(P＞0.05),浓度≥0.0250g/mL均表现为抑制作用(P＜0.01,或P＜0.05),各处理与对照根芽比无显著差异(P＞0.05).     

盐胁迫对石竹种子萌发和幼苗生长的影响

通过对不同浓度盐胁迫下石竹种子萌发特性、幼苗生长和生理特性等指标的测定，研究盐胁迫对石竹种子萌发、幼苗生长的影响。结果表明：50 mmol·L^-1盐胁迫对石竹种子萌发无显著影响，100、150、200和250 mmol·L^-1盐胁迫显著抑制石竹种子发芽，且浓度增加抑制作用变强。50、100和150 mmol·L^-1盐胁迫对植株幼苗茎粗有显著促进作用，200 mmol·L^-1盐胁迫对茎粗影响不显著，250 mmol·L^-1盐胁迫显著抑制茎粗生长；叶长、叶宽、根长和单株干重在50 mmol·L^-1盐胁迫下正常生长，在其余胁迫处理下被显著抑制。幼苗游离脯氨酸、可溶性蛋白和丙二醛的含量随盐胁迫浓度的增加而升高，可溶性糖含量、过氧化物酶和过氧化氢酶活性随盐胁迫浓度的增加呈先升高后下降的趋势，可溶性糖含量在100 mmol·L^-1盐胁迫下含量达到最高，过氧化物酶和过氧化氢酶活性在150 mmol·L^-1盐胁迫下活性最大，盐胁迫显著抑制超氧化物歧化酶活性。石竹有一定的抗盐胁迫能力，可在50 mmol·L^-1盐胁迫下正常萌发生长，高浓度盐胁迫下石竹种子萌发和幼苗生长受到抑制。     

哈茨木霉对紫羊茅和草地早熟禾的 促生及抗性诱导作用

为研究哈茨木霉(Trichoderma harzianum)对紫羊茅(Festuca rubra)和草地早熟禾(Poa pratensis)生长的影响和抗性的诱导作用,以不同浓度的哈茨木霉提取液对两种草进行种子萌发及盆栽试验。结果表明,哈茨木霉可以提高两种草种子的发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数,其中以1×10~4cfu·mL~(-1)哈茨木霉提取液的提高效果最为显著(P0.05)。此外哈茨木霉处理后两种草幼苗的胚根、胚芽长度显著高于对照(P0.05)。土壤中加入1×10~7cfu·mL~(-1)哈茨木霉可以增加两种草的株高、相对含水量及生物量,并可以提高叶片可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸含量及超氧化物歧化酶和过氧化物酶的活性。因此,1×10~4 cfu·mL~(-1)的哈茨木霉可以促进紫羊茅和草地早熟禾种子的萌发和幼苗生长;1×10~7cfu·mL~(-1)哈茨木霉对两种草的营养生长有明显的促生效应,并可以诱导两种草抗性的产生。     

香豆素对草地早熟禾等6种补播材料种子萌发特性的影响

香豆素是草地早熟禾(Poa pratensis)产生的主要化感物质,为筛选适宜补播草地早熟禾草地的种子材料,本试验采用不同浓度(0,20,40,60,80,100 μg·mL^-1)的香豆素处理'晋农1号’达乌里胡枝子(Lespedeza davurica 'Jinnong No. 1’)、'太行’白羊草(Bothriochloa ischaemum 'Taihang’)、二月兰(Orychophragmus violaceus)和3个品种的草地早熟禾：'幸运星’(Poa pratensis 'Luckystar’)、'珠峰’(Poa pratensis 'Everest’)、'新歌莱德’(Poa pratensis 'Nuglade’)进行发芽试验,测定种子萌发、幼苗生长指标,计算综合化感效应指数。结果表明,达乌里胡枝子、白羊草分别在20 μg·mL^-1和40 μg·mL^-1香豆素处理下,种子萌发与幼苗生长受到化感促进作用最显著;随处理浓度升高,白羊草受化感抑制程度最轻,其次是达乌里胡枝子。结合天然草地中的共生情况,推测'晋农1号’达乌里胡枝子和'太行’白羊草适宜与草地早熟禾组合,在草地补播中发挥重要作用。本研究结果可为后续补播试验奠定基础。     

水杨酸和脱落酸浸种对低温下扁蓿豆种子萌发和幼苗生长的影响

为筛选出提高低温下扁蓿豆（Medicago ruthenica）种子发芽能力的处理措施,本研究选取水杨酸（salicylic acid,SA）和脱落酸（abscisic acid,ABA）分别对扁蓿豆进行了7种不同浓度的浸种处理,测定了2种外源物质对低温下扁蓿豆种子发芽势﹑发芽率﹑发芽指数﹑活力指数、根长和芽长的影响。结果表明,2种外源物质浸种处理下扁蓿豆种子的发芽势﹑发芽率﹑发芽指数﹑活力指数,根长和芽长均呈先升高后降低的趋势,初次发芽天数无变化。供试处理中,低浓度的SA（0.1～10 μmol·L^-1）和ABA（0.001～0.5 μmol·L^-1）对扁蓿豆种子萌发﹑根长和芽长均有促进作用,且对根长和芽长的促进效果较种子萌发好,高浓度的SA（>20 μmol·L^-1）和ABA（>1 μmol·L^-1）显著抑制了种子萌发及根和芽的伸长（P<0.05）。通过模糊数学隶属函数的综合评价,0.05 μmol·L^-1的ABA浸种处理是低温下促进扁蓿豆种子萌发和幼苗生长的最佳浓度。     

岷山红三叶茎叶水浸液对3种植物种子萌发及幼苗生长的影响

以岷山红三叶(Trifolium pratense cv.Minshan)的茎、叶为供体植物,用蒸馏水浸泡48 h制备水浸液。设0.05、0.10、0.15和0.20 g·mL-1 4个浓度梯度,以蒸馏水为对照,对燕麦（Avena sativa）、小白菜（Brassica chinensis）、披碱草（Elymus dahuricus）3种受体植物种子进行发芽试验和幼苗生长的生物测定。结果表明,不同浓度岷山红三叶茎叶水浸液对不同受体植物种子萌发和幼苗的生长发育有不同的化感效应。各浓度水浸液对种子萌发均没有显著影响(P>0.05),但对小白菜幼苗的生长均有显著的抑制作用(P<0.05);0.20 g·mL-1浓度的水浸液对燕麦、披碱草和小白菜根生长抑制率分别为23.76%、35.73%和62.50%,且抑制作用显著;0.05 g·mL-1浓度水浸液对披碱草幼芽的生长促进作用显著;在3种受体植物中,小白菜受到抑制作用较强,燕麦和披碱草则较弱。     

外源香豆素和咖啡酸对紫花苜蓿根系形态建成与解剖结构的影响

香豆素、咖啡酸为紫花苜蓿（Medicago sativa L.）主要自毒物质。本研究采用营养液沙培法,对甘农9号紫花苜蓿进行浓度梯度为0,0.5,5,50,500 mg·L^-1的外源香豆素、咖啡酸分别单种物质添加和混合物质添加试验,运用石蜡切片技术和根系扫描系统,比较研究外源添加物对苜蓿总根长、总根表面积、根体积、根尖数等根系形态指标与根粗、皮层厚度、中柱直径及发育、导管数量及面积等解剖结构指标的影响,为进一步研究香豆素和咖啡酸对紫花苜蓿生长和发育影响机理提供依据。结果表明：苜蓿总根长、总根表面积、根体积、根尖数等根系形态指标在低浓度（0.5 mg·L^-1）香豆素、咖啡酸及混合物作用下均呈促进作用,当添加物浓度增至50 mg·L^-1及以上时,呈自毒抑制作用。苜蓿根粗、皮层厚度、中柱直径及发育、导管数量及面积等内部解剖结构在浓度低于5 mg·L^-1的香豆素和混合物作用下呈促进作用,在高于50 mg·L^-1的咖啡酸和混合物处理下呈自毒抑制作用。根系外部形态和内部解剖结构在低浓度（0.5 mg·L^-1）处理时,混合物的促进作用显著强于单体香豆素和咖啡酸（P<0.05）,促进作用由强至弱的顺序为：混合物 > 香豆素 > 咖啡酸,在高浓度（500 mg·L^-1）处理时,香豆素和混合物的自毒抑制作用显著强于单体咖啡酸处理（P<0.05）,抑制综合效应由强到弱依次为：香豆素 > 混合物 > 咖啡酸。     

香豆素和咖啡酸对紫花苜蓿根尖和根缘细胞发育的影响

采用培养皿培养法研究了香豆素、咖啡酸及其混合物对紫花苜蓿（Medicago sativa L.）根尖生长、根缘细胞活性和根冠果胶甲基酶的影响。结果表明：香豆素和咖啡酸对苜蓿根系伸长生长、根缘细胞活性有明显的低浓度促进高浓度抑制效应,随着处理浓度的增加抑制效应显著增强,0.5 mg·L^-1及以下低浓度处理时,混合物处理的促进作用最强,咖啡酸次之,香豆素最弱,50～500 mg·L^-1高浓度处理时,香豆素处理的抑制作用最强,混合物处理次之,咖啡酸最弱。5 mg·L^-1浓度的香豆素和混合物处理紫花苜蓿,其根冠PME活性最高,较对照分别提高了42.74%和48.39%,差异显著（P<0.05）。香豆素、咖啡酸和混合物的综合化感抑制效应表现为：香豆素 > 混合物 > 咖啡酸。     

外源NO对盐胁迫下沙打旺种子萌发和幼苗生长的影响

本研究以沙打旺(Astragalus adsurgens)种子为材料,硝普钠(sodium nitroprusside,SNP)为外源NO供体,测定不同浓度(30、60、90、120、150、200、300μmol·L~(-1))SNP处理盐胁迫(0.3%)下沙打旺的种子萌发和幼苗生长,以此探讨NaCl胁迫下外源NO在沙打旺种子萌发和幼苗生长过程中的生理调节功能。结果表明,沙打旺种子和幼苗经SNP处理后,除300μmol·L~(-1) SNP处理对盐胁迫下沙打旺种子萌发和幼苗生长起到一定的抑制作用外,其余SNP处理组均能不同程度地减缓盐胁迫造成的损伤;60μmol·L~(-1)SNP能显著降低盐胁迫对沙打旺种子造成的伤害(P0.05),该处理下沙打旺种子的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、胚根长较单盐对照分别提高了54.5%、22.6%、58.2%、112.0%、43.7%,并且接近或略高于空白对照;120μmol·L~(-1)SNP明显减轻了盐对沙打旺幼苗的胁迫(P0.05),沙打旺幼苗叶片叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)的活性分别较单盐对照提高了208.91%、117.565%、40.24%和89.95%,丙二醛含量降低了32.55%。综上所述,适宜浓度的外源NO能够提高盐胁迫下沙打旺种子的萌发,促进幼苗叶绿素的合成,降低丙二醛含量,减少膜脂过氧化产物,保护叶绿体膜的完整性,提高SOD、CAT和POD活性,抑制过氧化物和自由基的积累,加快幼苗生长,从而缓解盐胁迫对沙打旺幼苗的伤害。     

聚乙二醇对羊茅属4种植物种子萌发特性的影响研究

用不同浓度聚乙二醇(PEG)溶液作为渗透胁迫剂,对羊茅属Festuca 4种牧草种子的萌发情况进行了研究.结果表明,低PEG浓度(5%)促进中华羊茅F.sinensis和西北羊茅F.kryloviana胚根的生长,较高PEG浓度(10%～15%)显著抑制4种羊茅植物胚根和胚芽的生长及种子发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数的提高,PEG浓度对胚芽生长的抑制效应比胚根大.各植物胚根(芽)长、发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数均随PEG浓度的增加呈显著降低变化(P＜0.05).胚根/胚芽比、发芽率、发芽势可作为羊茅属牧草种子萌发期抗旱性初步评定的鉴定指标.4种植物的抗旱性顺序为中华羊茅＞西北羊茅＞毛稃羊茅F.kirilovii和法恩苇状羊茅F.arundincea.