1、第 卷 第 期 年 月 成都大学学报（自然科学版）（）文章编号：（）：收稿日期：基金项目：四川省科技厅重点研发项目（）作者简介：王跃华（），女，教授，从事药用植物生物技术研究：山莨菪水提液对 种植物的化感作用王跃华，石 鑫，覃顺旺，俸世洪，何佳颖，雷镒豪（成都大学 食品与生物工程学院，四川 成都；成都第一制药有限公司，四川 彭州；成都列五中学，四川 成都）摘 要：研究山莨菪药材水提液对 种受试植物的种子萌发、胚根和幼苗生长的化感作用影响 结果显示，随着山莨菪药材水提液浓度由 升高至 ，各植物种子的萌发率都表现为逐渐降低，其中浓度为 水提液对川荞 号种子萌发的抑制作用最强，值为 对 种受试植物胚
2、根生长影响具体表现为，当山莨菪药材水提液浓度为 时，对西荞 号胚根生长有较强的促进作用，值为 ，而对川荞 号表现为明显抑制作用，值为 ；当山莨菪药材水提液浓度升高至 时，表现为对 种植物胚根生长都是抑制作用，其中对川荞 号、川荞 号和山莨菪的胚根生长的抑制作用都很强，而对西荞 号的抑制作用相对较弱 对 种受试植物幼苗生长的影响具体表现为，当山莨菪药材水提液浓度为 时，对川荞 号和西荞 号的幼苗生长是促进作用，其中对川荞 号的促进作用最明显，值为 ；当山莨菪药材水提液浓度升高至 时，对川荞 号的促进作用明显减弱，值降低至 ，而对川荞 号、西荞 号和山莨菪的幼苗生长均表现为抑制作用；当山莨菪药材水
3、提液浓度进一步升高至 时，种植物幼苗生长均表现为明显的抑制，其中以川荞 号幼苗生长受到的抑制作用最强关键词：山莨菪；化感；种子萌发；连作中图分类号：文献标志码：引 言 化感作用是植物生长过程中所产生的次生代谢物对该植物及其周围植物产生直接或间接影响的化学生态学现象，在农业等领域具有重要意义 在农业生产中，作物的耕种模式、除草与灭虫害等都会受到化感作用的影响，且每年因化感作用造成的农业经济损失严重，因此其研究价值及应用前景十分广阔 山莨菪（）是茄科山莨菪属多年生草本植物，多生长于青海、甘肃、西藏（东部）和云南（西北部）等地海拔 处的山坡与草坡阳处，有极强的耐寒性山莨菪植物干燥的根是传统藏药山莨菪
4、，具有麻醉、解痉、镇痛和解磷中毒等多种功效 目前的研究主要集中在山莨菪药材的有效成分莨菪碱、东莨菪碱和山莨菪碱等的提取和药理作用方面，对山莨菪植物栽培过程的化感作用的研究鲜有报道近年来，由于对山莨菪药材的需求量不断增加，造成对其过度采挖，从而造成山莨菪植物的栽种环境遭到破坏 由于山莨菪植物与部分荞麦植物的生长环境相近，本文通过研究山莨菪药材水提液对荞麦和山莨菪植物生长的影响，为山莨菪植物能否建立连作栽培模式，以及山莨菪植物与荞麦之间建立套种栽培模式提供理论依据，更好地为当地种植户提高经济收入 材料与方法 材 料供体材料：山莨菪药材，由成都第一制药有限公司提供受试体植物：川荞 号、川荞 号与西荞
5、 号种子，均由成都大学农业农村部杂粮加工重点实验室提供；山莨菪种子，采自青海省西宁市湟中区 方 法 山莨菪药材水提液的制备将山莨菪药材粉碎后，精密称取 ，置烧杯中，加入 蒸馏水在室温下浸泡 后，再煎煮 ，得到滤液为供试母液，浓度记为 并用蒸馏水将供试母液依次稀释为 、.和 个浓度梯度，置于 冰箱中备用 材料预处理挑选大小均匀、饱满健康的川荞 号、川荞 号、西荞 号和山莨菪种子作为受试体 先将各受试体种子进行种子预处理，具体方法是将各种子与浓度的次氯酸钠溶液混合浸泡 消毒后，用蒸馏水冲洗，滤干水分后用 赤霉素溶液浸泡，再用蒸馏水冲洗 后，超声 数据处理方法化感作用抑制率的 值计算公式为，（）为实
6、验值，为对照值 表示具有促进作用，表示具有抑制作用 绝对值越大，其化感作用潜力（促进或抑制作用）越大，对其受试体植物的影响（有益或有害）就越强 结果与分析 山莨菪药材水提液对种子萌发的影响 选取预处理后受试体植物种子各 粒，依次摆放种子于萌发盘中，加入山莨菪药材水提液（实验组）和蒸馏水（对照组），在 恒温箱中培养，每天观察并记录，在培养第 统计种子的萌发率，结果见表 表 山莨菪药材水提液对种子萌发的影响山莨菪药材水提液浓度（）川荞 号川荞 号西荞 号山莨菪萌发率 值 萌发率 值 萌发率 值 萌发率 值（对照组）由表 可知，不同浓度的山莨菪药材水提液对 种植物种子的萌发均表现为抑制作用，且抑制效
7、果都随着浓度的升高而逐渐增强 具体观察川荞 号种子萌发可见，在水提液浓度为 时，种子萌发 值为 ，表现为较弱的抑制作用；但当 处 理 浓 度 增 高 到 时，值 为，显示出较强的抑制作用 川荞 号种子在不同浓度山莨菪药材水提液处理情况下，其种子萌发率都是最低的，说明山莨菪药材水提液对川荞 号种子的萌发表现为很强的抑制作用研究发现，浓度大于 的山莨菪碱水溶液对小麦种子萌发有抑制作用，这与本研究结果相似 主要是因为山莨菪碱能有效减弱种子萌发过程中过氧化物酶和淀粉水解酶的催化能力，从而不能产生大量种子萌发所需要的营养物质，最终影响种子的萌发 山莨菪水提液对胚根生长的影响将 种受试体植物种子放在萌发盘
8、中培养生长 后，统计出各植物胚根的生长情况，结果见表 表 山莨菪药材水提液对胚根生长的影响山莨菪药材水提液浓度（）川荞 号川荞 号西荞 号山莨菪胚根 值 胚根 值 胚根 值 胚根 值（对照组）由表 可知，不同浓度的山莨菪药材水提液对 种植物胚根生长的影响不同 由川荞 号和西荞 成都大学学报（自然科学版）第 卷 号实验结果可知，山莨菪药材水提液对 种植物胚根生长的影响都表现为低浓度促进和高浓度抑制的作用 当山莨菪药材水提液浓度为 时，川荞 号的 值为，表现为较弱的促进作用，而西荞 号的 值最高为 ，表现为较强的促进作用；当山莨菪药材水提液浓度为 时，川荞 号的 值为 ，胚根生长由促进转为抑制，而
9、该浓度下西荞 号胚根生长仍为促进作用，但 值为 ，促进作用表现很弱；当山莨菪药材水提液浓度进一步升高至 时，川荞 号和西荞 号胚根的生长与川荞 号和山莨菪种子一样，都表现为抑制作用，其中川荞 号因 值为 ，表现为最强的抑制作用托品烷生物碱是山莨菪药材的有效成分，而 甲基腐胺转移酶（）是托品烷生物碱的重要前体 当浓度在 范围时，山莨菪药材水提液中的托品烷生物碱含量较少，由于负反馈抑制作用，此时 的活性较低，未被催化的腐胺进行积累，使得其含量相对偏高，而腐胺可被进一步催化为精胺和亚精胺，腐胺、精胺和亚精胺三者统称为多胺，多胺类物质可以抵抗植物生长环境的胁迫 另外，西荞 号所含有的与黄酮类物质紧密结
10、合的抗性淀粉含量较少，有利于水解酶进行淀粉水解，提供大量营养物质从而促进胚根生长 刘路研究发现，山莨菪药材中含有的莨菪碱对植物细胞的有丝分裂具有明显的抑制作用，所以当山莨菪药材水提液浓度升高至 时，由于溶液中的莨菪碱浓度较高，对 种植物细胞有丝分裂的抑制作用明显增强，最终导致 种植物胚根因有丝分裂受阻导致胚根生长受到抑制山莨菪和川荞 号在不同浓度的山莨菪药材水提液处理下其胚根生长都表现为抑制作用，且抑制效果随着水提液浓度的增加而增强 山莨菪植物较其他 种荞麦植物含有更多莨菪碱物质，对细胞有丝分裂的抑制作用更强，而川荞 号因为含有较多与黄酮类物质结合的抗性淀粉，从而导致水解酶不能完全水解淀粉，因
11、而造成胚根生长所需的营养物质不足而抑制胚根生长 山莨菪药材水提液对幼苗生长的影响 种受试体植物种子在培养生长 后，统计出各幼苗生长情况，结果见表 表 山莨菪药材水提液对幼苗生长的影响山莨菪药材水提液浓度（）川荞 号川荞 号西荞 号山莨菪苗高 值 苗高 值 苗高 值 苗高 值（对照组）由表 可知，不同浓度的山莨菪药材水提液对 种受试体植物幼苗生长的影响情况差别较大 川荞 号幼苗在不同浓度山莨菪药材水提液处理下幼苗的生长表现为低浓度促进和高浓度抑制，当山莨菪药材水提液浓度为 时，对种苗的生长有明显的促进作用，值最高为 ；但当处理浓度升高至 时，对种苗促进生长作用明显减弱，值降到 ；当山莨菪水提液浓
12、度再进一步升高至 时，种苗生长表现出明显的抑制作用，此时 值为 川荞 号和山莨菪植物一样，在不同浓度的山莨菪药材水提液处理条件下均表现为抑制其生长的作用 西荞 号在山莨菪药材水提液浓度为 时，值为，对种苗生长有一定的促进作用；但当山莨菪药材水提液浓度升高至 时，值为，对种苗生长表现出较强的抑制作用进一步比较相同浓度山莨菪药材水提液处理对不同植物苗的生长的影响可知，浓度山莨菪药材水提液对川荞 号和西荞 号幼苗的生长都有促进生长作用，其中对川荞 号的促进生长作用最强；对川荞 号和山莨菪幼苗的生长都表现为抑制作用；随着浓度升高至 ，对川荞 号仍有促进作用，但强度大大降低，而对川荞 号、西荞 号和山莨
13、菪幼苗的生长都表现出明显的抑制作 第 期 王跃华，等：山莨菪水提液对 种植物的化感作用用；当山莨菪药材水提液浓度进一步升高至 时，种植物幼苗生长都表现出明显的抑制作用吴冬青等研究发现，高浓度的山莨菪碱能抑制 淀粉酶、过氧化物酶与超氧化物歧化酶的活性，从而降低种苗的代谢活性，最终抑制幼苗的生长，本实验结果也进一步证明了该研究结果 讨 论本研究表明，不同浓度的山莨菪药材水提液对 种受试体种子的萌发均呈现不同程度的抑制作用，且抑制效果随着浓度的升高而增强；对川荞 号和西荞 号的胚根和幼苗生长呈现低浓度促进和高浓度抑制的作用；对川荞 号和山莨菪种子的萌发、胚根和幼苗的生长均表现为抑制作用，抑制作用随山
14、莨菪药材水提液浓度升高而增强 等开发了一种生物活性引导的分离方法来分离水稻中的化感物质，发现化感物质中有活性作用的成分大多为酚酸类物质，且化感抑制作用是由包括酚酸类物质与其他成分相互作用所引起的；而张雨等通过对山莨菪基因组高通量测序分析得到山莨菪药用活性成分的代谢通路，证明山莨菪中含有酚酸类物质 本研究中，山莨菪种子在不同浓度的山莨菪药材水提液处理条件下，种子的萌发率都受到抑制作用，说明山莨菪作物不适合进行连作生产，这也与顾艳等研究的药用植物连作后，土壤环境逐渐变得不适宜作物生长，植株长势变弱易患病，生长发育受到抑制，导致药材产量下降甚至出现绝收的现象相符合 不同浓度的山莨菪药材水提液对 种苦
15、荞种子的生长态势并不相同，但总体表现为抑制作用，也说明了在山莨菪种植区亦不适合与荞麦进行间种参考文献：，（）：张瑜，常生华，宋娅妮，等 植物化感作用在农业生态系统中的应用 中国农学通报，（）：彭少麟，邵华 化感作用的研究意义及发展前景 应用生态学报，（）：屈文平，王鹏飞，刘长命 万寿菊提取液对两种蔬菜种子发芽及幼苗生长的化感作用研究 山东化工，（）：中国科学院中国植物志编辑委员会 中国植物志北京：科学出版社，中国科学院西北高原生物研究所 藏药志 西宁：青海人民出版社，徐文华，周国英，陈桂琛，等 藏药山莨菪组织培养技术研究 生物技术通报，（）：蒋运斌 四川省藏药山莨菪根的药效物质基础及品质评价研
16、究 成都：成都中医药大学，王玉灵 唐古特莨菪提取物与分离所得生物碱的杀虫杀螨活性研究 兰州：甘肃农业大学，董玉琛，郑殿升 国家重点保护农业野生植物要略 北京：气象出版社，（），（）：安红钢，李彩霞，吴冬青，等 唐古特莨菪根水提取液对小麦淀粉酶的影响 西北植物学报，（）：李彩霞，吴冬青，李鹏，等 山莨菪碱对小麦种子萌发及淀粉酶和过氧化物酶的影响 西北植物学报，（）：，（）：强玮，范雨芳，廖志华 托品烷生物碱生物合成与代谢工程研究进展 世界科学技术中医药现代化，（）：贾冬英，姚开，张海均 苦荞麦的营养与功能成分研究进展 粮食与饲料工业，（）：乐梨庆 荞麦年糕的研制及其贮藏特性研究 成都：成都大学，马洁 添加苦荞麦粉对米粉面团流变学及面包品质的影响 咸阳：西北农林科技大学，刘路 曼陀罗中东莨菪碱和莨菪碱的他感作用及其作用机制的研究 天津：南开大学，吴冬青，李彩霞，安红钢 唐古特莨菪根水提液对小麦幼苗生长的影响 植物生理学通讯，（）：，成都大学学报（自然科学版）第 卷 ，（）：林文雄，何华勤，郭玉春，等 水稻化感作用及其生理生化特性的研究 应用生态学报，（）：林群慧，何华勤，林文雄 水稻化感物