空心莲子草对豇豆的影响LL.doc

绵阳师范学院2011届本科毕业论文（设计） 空心莲子草对豇豆种子萌发和幼苗生长的影响绵阳师范学院本科生毕业论文（设计）题 目空心莲子草对豇豆（Vigna unguiculata (Linn.)Walp）种子萌发和幼苗生长的影响 专 业 生物科学 院 部 生命科学与技术学院 学 号 0711410217 姓 名 刘 亮 指 导 教 师 陈 光 升 答 辩 时 间 二0一一年 五 月 论文工作时间： 2010 年 10 月 至 2011 年 5 月空心莲子草对豇豆（Vigna unguiculata (Linn.)Walp）种子萌发和幼苗生长的影响学 生：刘 亮指导教师：陈光升摘 要：植物化感作用最开始的定义是指植物通过向环境释放特定的次生物质从而对邻近其它植物(含微生物及其自身)生长发育产生的有益和有害的影响。用不同浓度的空心莲子草地下根状茎的水浸液处理豇豆种子和幼苗。通过测定其发芽率，发芽势，根长，芽长，叶绿素含量，根系脱氢酶活性和叶水势，分析其对豇豆种子萌发和幼苗生长的影响。结果显示，随着空心莲子草水浸液浓度的提高，豇豆种子的发芽势，发芽率，根长，芽长，叶叶绿素含量，根系脱氢酶活性，叶水势均呈下降趋势。表明空心莲子草地下根状茎的水浸液对豇豆种子的萌发和幼苗生长有抑制作用。同时浸种时间越长，对豇豆种子的抑制作用也越强。关键词：空心莲子草;豇豆 ;抑制作用The Effects of Aquatic Lixivium and Extracts from Alternanthera philoxeroides on the Seed Germination and Early Seedling Growth of Cowpea Undergraduate: Liu Liang Supervisor: Chen GuangshengAbstract：Allelopathy is defined as the beginning to the environment through the release of plant secondary compounds specific to other nearby plants (including microbes and their own) growth of the beneficial and harmful effects. Cowpea seeds朗读显示对应的拉字典显示对应的拉丁字符的拼音字and seedlings were treated with aquatic lixivium at different concentrations(0, 0.04,0.07, and 0.1 g/mL) of Alternanthera philoxeroides. Through determines its germination percentage, the germination tendency, the root is long, the bud is long, the chlorophyll content, the root system dehydrogenation enzyme activity and the fluid appearance of the water, analyze it to the cowpea the influence, finally demonstrated that compares with the control group, along with the hollow husked lotus grass water immersion fluid densitys enhancement, the cowpea seeds germination tendency, the germination percentage, the root is long, the bud is long, the leaf chlorophyll content, the root system dehydrogenation enzyme activity, the fluid appearance of the water assumes the declining trend. Indicated that under the hollow husked lotus lawn the rhizome water immersion fluid has the inhibitory action to the cowpea seeds germination and the seedling growth. Simultaneously the soaking seeds time is longer, is also stronger to the cowpea seeds inhibitory action.Keywords： Alternanthera philoxeroides;cowpea;Inhibition13 3 目 录前言51实验材料与方法51.1实验材料51.1.1实验对象51.1.2实验药品：51.1.3实验器材：51.2实验方法51.2.1水浸液的制备：51.2.2浸种与播种51.2.3形态学指标的测定：61.2.4生理指标的测定：61.2.5统计分析方法：62结果与分析62.1豇豆种子的萌发情况62.2 豇豆幼苗的根长和芽长72.3豇豆幼苗的叶水势，叶绿素含量和根系脱氢酶活性83讨论9参考文献11致 谢12前言 空心莲子草（Alligator Alternanthera Herb）又名喜旱莲子草、水花生，属苋科，莲子草属、多年生宿根性杂草，原产巴西，20世纪30年代末随日军侵华引种至中国，已被列为中国首批外来入侵物种，具有药用价值。生命力强适应性广，生长繁殖迅速，水陆均可生长。生长速度快，适应性强,主要进行营养繁殖，是一种入侵破坏性很强的植物种。有些外来植物可分泌一些对其他作物有抑制作用的化感物质来抑制其他物种生长，空心莲子草是否有对其入侵地其他物种有化感作用呢？空心莲子草对作物的研究已有危害的报道，张远兵1的研究认为空心莲子草能够向周围释放化感物质，抑制水稻种子的萌发以及小麦幼苗的生长。李洁2等人的研究认为空心莲子草水浸液能延迟小麦种子发芽，但对最终的发芽率影响不大。目前对空心莲子草的研究主要集中在生物学特性3-5，防治6等方面，其化感作用研究较少。目前空心莲子草化感作用的研究对象主要是水稻，小麦等禾本科植物，以及番茄、辣椒、茄子等茄果类蔬菜，对豆科植物影响的研究较少。豇豆是农民的主要经济作物，主要在夏秋季节上市，而这个时段也是空心莲子草繁殖旺盛的时期，许多地区因空心莲子草的生长和繁殖而导致豇豆减产【】，通过实验观察空心莲子草水浸液对豇豆种子萌发以及幼苗生长的影响，揭示空心莲子草水对豆科植物的影响规律，可为空心莲子草的化感作用方面的研究提供基础资料，为空心莲子草的防治6提供理论依据。同时，研究结果也可以指导豇豆的实际生产。1实验材料与方法1.1实验材料1.1.1实验对象2011年3月在绵阳市森林公园水塘边采集空心莲子草的地下根状茎，实验种子是购买与绵阳种子公司的白露豇。1.1.2实验药品丙酮、石英砂、碳酸钙、次硫酸钠、乙酸乙酯、1%TTC溶液、磷酸缓冲液（1/15 mol/l ph=7）1.1.3实验器材：721型分光光度计 电子天平 离心机 烘箱1.2实验方法1.2.1水浸液的制备：将采集到的空心莲子草地下根状茎洗净，吸干表面水分，剪成小段。称取空心莲子草地下根状茎100g，将其置于500ml蒸馏水中浸提24h,取出浸提液，将其定容至1000ml,其浓度为0.1g/ml,将母液稀释得到40%，70%，100%三种浓度的浸提液。1.2.2浸种与播种选取籽粒饱满的白露豇种子，用0.75%的过氧化氢溶液浸泡15分钟，用水洗净后再晾种6h，将0（对照），40%，70%，100%浓度的水浸液各15ml放入垫有两层滤纸的培养皿中，30粒种子/皿。每个处理重复3次，然后放入22的恒温箱中培养。1.2.3形态学指标的测定：根据国际种子检验规程的要求，第3天计算发芽势，第7天计算发芽率。第10天测量根长，芽长。根长，芽长每个处理重复30次，每重复30株，结果取其平均值。其中发芽势=已发芽种子数/供试种子数x100%发芽率=已发芽种子数/供试种子数x100%1.2.4生理指标的测定：通过小液流法测定豇豆幼苗的叶水势，通过李合生法叶绿素含量测定方法测定其幼苗叶绿素含量，通过TTC法测定豇豆幼苗根系脱氢酶活性。1.2.5统计分析方法：用Excel 2003对数据进行预处理，用SPSS软件进行单因素方差分析。2结果与分析2.1豇豆种子的萌发情况种子“发芽率”是指在常规发芽试验中第7天时已发芽的粒数占总供试粒数的百分比，即在第7天时100粒种子有多少粒出芽。“发芽势”指在发芽试验中第3天出芽的粒数占总粒数的百分比。发芽率能近似地反映出苗率，发芽势表明种子的活力高低。发芽势高的种子，其种子的活力高，出苗齐而壮，而发芽率高的种子出苗率高，但苗不一定整齐，也不一定粗壮。使用SPSS软件处理数据，选中Analyze选项中的compare means选项。选择其中的one-way ANOVA选项，然后再选取LSD和Duncan选项进行分析。得到分析结果（下同）。由表1可知，与对照组相比，经过相同浸种时间处理的豇豆种子发芽势随着浓度的升高而呈下降趋势，40 （mg/ml）与对照组差异不显著，与70（mg/ml）和100（mg/ml）差异显著，70（mg/ml）组与100（mg/ml）组差异不显著。说明随着空心莲子草水浸液浓度的提高，经过处理的豇豆种子活力降低，而且随着水浸液浓度的升高下降趋势越明显。表1 空心莲子草水浸液对豇豆种子发芽势的影响Table 1 The effects of aquatic lixivium and extracts from Alternanthera philoxeroides on the seedGermination of Cowpea浓度/（mg/ml）浸种12h浸种24h浸种36hCK82.2a87.7a69.9a4076.6a66.6ab54.4b7063.3b61.1b49.9b10057.7b49.9c说明：同列间标有不同字母表示不同浓度的处理差异显著（p0.05）下表同“”表示该实验组未萌发。图1空心莲子草水浸液对豇豆种子发芽势的影响Fig.1 The effects of aquatic lixivium and extracts from Alternanthera philoxeroides on the seed Germination of Cowpea由图1中可以直观的看出，随着空心莲子草水浸液浓度的升高，豇豆种子的发芽势呈明显的下降趋势，且随着浸种时间的延长，发芽势也随之降低。表明豇豆种子的活力随着浸泡时间的延长而降低，并且浸种时间越长，豇豆种子的活力越低。表2 空心莲子草地下茎水浸液处理对豇豆种子发芽率的影响Table 2 The effects of aquatic lixivium and extracts from Alternanthera philoxeroides on the seedGermination rate of Cowpea浓度/（mg/ml）浸种12h浸种24h浸种36hCK93.3a95.5a86.6a4085.5ab79.9ab75.5b7078.8b74.4b71.1c10072.2c62.2c由表2可知，经过相同浸种时间处理的豇豆种子发芽率随着水浸液浓度的升高而呈下降趋势，而且各实验组与对照组之间的差异显著（p0.05）。除对照组外，不同浸种时间处理，豇豆种子的发芽率也呈下降趋势。表明随着水浸液浓度的升高，豇豆种子的出苗率呈下降趋势，且浓度越高下降也越明显。2.2 豇豆幼苗的根长和芽长表3空心莲子草水浸液对豇豆幼苗根长和芽长的影响Table 3 The effects of aquatic lixivium and extracts from Alternanthera philoxeroides on theCowpea Seeding root length and shoot 浓度（mg/ml）根长（cm）芽长（cm）CK5.1860a4.4606a402.6429ab2.4562b701.8680ab2.0815b1001.2948b1.4304c表4空心莲子草水浸液对豇豆种子根长，芽长的影响（ SDSE ）Table 4 The effects of aquatic lixivium and extracts from Alternanthera philoxeroides on theCowpea Seeding root length and shoot 浓度(mg/ml)根长（cm）芽长（cm）CK5.24550.52104.10550.2204402.62680.22422.47070.1234701.85810.11762.06450.10021001.36470.13721.42940.0826根具有吸收、固着、输导、合成、储存和繁殖的作用，初生根和芽的长度与植物的生命活动有着重要的关系，初生根和芽越长，那么植物的代谢也越旺盛，繁殖亦然。从表3和表4中可以看出，经过空心莲子草地下根状茎水浸液处理后的豇豆长成的幼苗，其根长和芽长随着水浸液浓度的升高而逐渐下降。实验组与对照组相比差异显著，其中70(mg/ml)组和100(mg/ml)组差异不显著，但都与40(mg/ml)组差异显著。表明随着水浸液浓度的升高，豇豆幼苗根长和芽长呈下降趋势，豇豆的代谢程度也呈下降趋势。随着浓度的升高，下降趋势逐渐变缓，由图2也可以看出，随着水浸液浓度的升高，呈下降趋势。图2 空心莲子草水浸液对豇豆幼苗根长和芽长的影响Fig.2 The effects of aquatic lixivium and extracts from Alternanthera philoxeroides on the Cowpea Seeding root length and shoot2.3豇豆幼苗的叶水势，叶绿素含量和根系脱氢酶活性 表5空心莲子草地下茎水浸液处理对豇豆幼苗叶绿素含量，叶水势和根系脱氢酶活性的影响Table 5 The effects of aquatic lixivium and extracts from Alternanthera philoxeroides on leaf water potential ,chlorophyll contents and dehydrogenase activity in roots of Cowpea seedlings浓度（mg/ml）叶绿素含量(mgg1FW)叶水势（map）根系脱氢酶活性（mgg1FWh1）CK1.3087a2.6488a11.9600a401.12761b4.2789b10.8667b701.0231c8.3541ab10.2000bc1000.9872c11.6142c9.8333bc 图3 空心莲子草根状茎水浸液处理对豇豆幼苗叶水势的影响Fig.3 The effects of aquatic lixivium and extracts from Alternanthera philoxeroides on leaf water potential of cowpea seedlings叶片中叶绿素含量与植物的光合作用有着重要的关系，单位植物叶片中，叶绿素含量越高，植物叶片吸收，转化的光能越多，光合作用就越强，反之亦然。单位叶片还原氯化三苯基四氮唑（TTC）的能力是测定植物呼吸作用有关的琥珀酸脱氢酶活性的重要指标，与植物的呼吸作用有这重要的相关性，因而可以用来测定植物材料呼吸作用的强弱。单位叶片在单位时间内还原（TTC）的量越高，呼吸作用也越强，反之亦然。叶水势与植物的生命活动有这重要的关系，植物细胞的水势越低，表明植物渗透吸水的能力也越强，植物的代谢活动也越旺盛，反之亦然。由表5 和图3可以看出，豇豆经过空心莲子草地下根状茎水浸液的处理后，其幼苗叶绿素含量，根系脱氢酶活性和叶水势随着浸提液浓度的增加而呈明显的下降趋势。其中豇豆幼苗的叶绿素含量与对照组相比实验组差异显著（p0.05），40（mg/ml）组与70（mg/ml）和100（mg/ml）组差异显著（p0.05），但后两组之间的差异不显著。豇豆幼苗的叶水势实验组与对照组差异显著（p0.05），但实验组差异不显著。豇豆幼苗的根系脱氢酶活性实验组与对照组差异显著，40（mg/ml）组与70（mg/ml）和100（mg/ml）组差异显著，但后两者之间差异不显著。这表明豇豆幼苗随着空心莲子草地下茎水浸液浓度的升高，其光合作用和呼吸作用逐渐减弱。叶水势呈下降趋势，表明豇豆幼苗渗透吸水的能力在逐渐增强。3讨论张远兵的研究认为1，空心莲子草的水浸液可以延迟和降低水稻种子的萌发，抑制水稻生长，有利于其本身对空间的占领和时间的优先，从而更有利于其自身的生长。从豇豆种子发芽率，发芽势，根长和芽长等方面来看，随着水浸液浓度的提高，其发芽势和发芽率都会呈现下降的趋势，推测可能是空心莲子草水浸液中含有某种物质抑制了豇豆种子的萌发。用不同浓度的水浸液处理豇豆种子，长出的幼苗其根长和芽长也随着浓度的升高而有所下降，表明空心莲子草水浸液中携带某种物质抑制了豇豆苗根和芽的生长，而且浓度越高其抑制作用也越明显。叶绿素含量是测定作物光合作用能力的一个重要指标，从结果中我们得知，随着空心莲子草水浸液浓度的升高，其叶绿素含量呈逐渐减少的趋势。表明空心莲子草地下茎水浸液可能含有某种物质抑制了豇豆幼苗叶中叶绿素的生物合成，或者加速了豇豆幼苗叶中叶绿素的分解。从而导致豇豆幼苗叶片中叶绿素含量的减少，而且水浸液浓度越高，叶绿素含量也越少。空心莲子草水浸液对豇豆幼苗根系脱氢酶活性的影响的结果表明:随着水浸液浓度的增加，其TTC的还原强度呈逐渐减少的趋势。推测可能是空心莲子草水浸液携带了某种物质抑制了与呼吸作用有关的没得活性。且浓度越高其抑制作用也越明显。植物的水势与植物的生命活动有着重要的关系,从实验结果中我们可以看出，随着空心莲子草地下茎水浸液浓度的升高，豇豆幼苗的叶水势逐渐降低，其渗透吸水的能力逐渐增强，推测可能是水浸液中含有某种物质进入了豇豆幼苗的叶片细胞中，或抑制了豇豆幼苗叶片中大分子物质的分解和盐分的流失，从而使其叶水势逐渐降低。参考文献1 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