苔蘚植物提取液對作物種子萌發(fā)的影響X

1、西北植物學報200424; 814971501文章編號100024025; 20040821497205苔蘚植物提取液對作物種子萌發(fā)的影響杜桂森魏連昊劉靜劉靖華振玲; 首都師范大學生物系北京摘要用5種苔蘚植物配子體的水提液分別培養(yǎng)5; etip heu ron toccoae 、山羽蘚A bietinella abietilla 、塔蘚H y loco m 、trichum long isetum 對小麥T riticum aestivum 、玉米Z ea m ay s 、m ax 、is hyp og aea 、菜豆P haseolus vu lg a ris 種子萌發(fā)均p la tip h

2、y lla 則對上述5種作物種子有不同程度的抑制作用其原因有待進一步探討關鍵詞種子萌發(fā)中圖分類號Q 945. 16文獻標識碼AI nf luence to crop seed sprouti ng on bryophytesDU Gu i 2sen W E I L ian 2hao L I U J ing L I U J ing HU A Zhen 2ling; D epartm ent of B i o logy Cap ital N o rm al U niversity Beijing 100037Ch ina Abstract F ive sp ecies crop seeds w e

3、re cu ltu red sep arab ly by ex tracting liquo r of five sp ecies b ryop hytes . T he crop seeds w ere T riticum aestivum Z ea m ay s G ly cine m ax A rach is hyp og aea and P haseolus vu lg a ris . T he b ryop hytes w ere P orella p la tip hy lla H erp etip heu ron toccoae A bietinella abietilla H

4、y loco m ium sp len 2d ens and P oly trichum long isetum . T he exp eri m en t resu lt indicates that the ex tracting liquo r of 4sp eciesm o sses have differen tly p rom o tive effect to the seeds sp rou ting and the ex tracting liquo r of 1sp ecies liver 2w o rds ; P orella p la tip hy lla have di

5、fferen tly restrictive effect . T he reason cou ld be that the p roduct of sec 2ondary sup ersessi on in m o sses and liverw o rds differ o r in ternal ho rm one differ . It is necessary to app roach the sub ject from differen t angles. Key words b ryop hytes ex tracting liquo r of gam etop hyte see

6、d sp rou ting苔蘚植物是一群小型、綠色、多細胞、無維管束分化的高等植物全世界約有23000多種在植物界的系統(tǒng)演化中屬于從水生向陸生的過渡類型其生境的多樣性和對惡劣環(huán)境的適應性遠遠高于維管植物從苔蘚植物體中已經(jīng)分離到的次生代謝產(chǎn)物主要有萜類、甾醇、芳香族化合物及脂類等而在其它高等植物中廣泛存在的生物堿苔蘚植物幾乎完全缺乏1苔蘚植物體中不同的次生代謝產(chǎn)物有著不同的生理活性對其抑菌作用的報道較多23也有其對植物種子萌發(fā)作用的報道H uneck 和M ein 2unger 采用在生活的苔蘚種群樣品中放10粒獨行菜; L ep id ium sa livum 種子用蒸餾水濕潤在室溫下共同培養(yǎng)

7、5d 的方法實驗了81種苔蘚對獨行菜種子萌發(fā)的影響有些種類能促進獨行菜莖的生長收稿日期2004204217修改稿收到日期2004206210基金項目北京市自然科學基金資助項目; 5982007作者簡介杜桂森; 1947-男教授博士生導師主要從事苔蘚植物細胞生物學和藻類生態(tài)學研究如卵葉青蘚; B rachy thecium ru tabu lum 、對葉蘚D istich ium cap illaceaum 、鱗葉風尾蘚F issid enstax if olium 、地錢M a rchan tia p olym orp ha 有些種類能促進獨行菜根的生長如梳蘚C ten id iumm oll

8、uscum 、灰蘚H yp num cup ressif or m e 、蛇苔Conocep ha lum con icum 、羽苔P lag ioch ila p orel 2loid es 有些種類則能抑制獨行菜根和莖的生長如短莖小曲尾蘚D icranella cerv icu la ta 、白發(fā)蘚L eucobry um g laucum 、細裂瓣苔B a rbilop hoz iaf loerkei 、大萼苔Cep ha loz ia bicusp id a ta 等本文選擇了1種苔、4種蘚用其配子體的蒸餾水浸提液分別培養(yǎng)5種農(nóng)作物種子觀察、測定它們對種子萌發(fā)的影響1材料與方法1. 1

9、實驗材料實驗材料見表1表1T ab le 1苔蘚植物B ryophytes作物種子C rop seeds 溫帶光萼苔P orella p latip hy 羊角蘚H erp etip 山羽蘚A 塔蘚H y loco m sp ens細葉金發(fā)蘚P trichum long isetum小麥T riticum aestivum 玉米Z ea m ay s 大豆G ly cine m ax落花生A rach is hyp og aea 菜豆P haseolus vu lg aris1. 2實驗方法將野外采集的苔蘚配子體用自來水沖洗去掉夾在其中的其它苔蘚和雜質再用蒸餾水沖洗干凈陰干后置于40恒溫箱內(nèi)烘

10、干研成粉末取一定量按下列流程制備蒸餾水浸提液配子體粉末70恒溫水浴離心; 3000r m in 5m in 取上清液提取液1殘渣70恒溫水浴離心; 3000r m in 5m in 取上清液提取液2殘渣70恒溫水浴離心; 3000r m in 5m in 取上清液提取液3將提取液1、2、3合并于70恒溫水浴鍋內(nèi)濃縮至一定體積即為某種苔蘚配子體的水提液5種苔蘚配子體水提液的濃度分別為山羽蘚0. 01gmL ; 質量體積單位意為0. 01g 樣品用蒸餾水提取后定容到1mL 下同溫帶光萼苔、塔蘚、羊角蘚、細葉金發(fā)蘚均為0. 025g mL 將5種作物的種子經(jīng)自來水沖洗干凈蒸餾水浸泡2h 取出用吸水紙

11、吸去多余水分置于鋪墊無菌紗布的培養(yǎng)皿中每種種子分別用6種液體; 5種苔蘚配子體水提液1種蒸餾水作對照培養(yǎng)將培養(yǎng)皿放在24恒溫箱內(nèi)連續(xù)培養(yǎng)7d 每24h 測量1次; 定時種子胚芽和胚根的生長量第7天測量胚芽和胚根的總生長量、鮮重、干重每種處理隨機測量萌發(fā)種子10粒取其平均值2結果與討論2. 1實驗結果5種苔蘚配子體水提液分別對5種作物種子萌發(fā)的影響見表2表6表2對小麥種子萌發(fā)的影響T ab le 2T he effects on sp rou ting of w heat seeds處理T reatm ent根長Roo tlength ; c m 根數(shù)Roo ts num ber 根干重D ry

12、 roo ts w eigh t ; m g 根鮮重F resh roo ts w eigh t ; m g 芽長Buds length ; c m 芽干重D ry buds w eigh t ; m g 芽鮮重F resh buds w eigh t ; m g 對照CK76. 33. 72. 8200. 068. 65. 8570. 0溫帶光萼苔P orella p latip hy lla 69. 44. 92. 8246. 077. 05. 0685. 0羊角蘚H erp etip heu ron toccoae 98. 14. 44. 8241. 095. 410. 6812. 0塔

13、蘚H y loco m ium sp lend ens77. 55. 04. 7350. 076. 311. 4870. 0細葉金發(fā)蘚P oly trichum long isetum 77. 25. 34. 0440. 095. 310. 1720. 0山羽蘚A bietinella abietilla81. 13. 64. 9294. 087. 47. 8885. 0注培養(yǎng)7d 對照為蒸餾水下同N o te Cultured 7d Contrast w as distilled w ater . T he sam e next .24表3對玉米種子萌發(fā)的影響T ab le 3T he ef

14、fects on sp rou ting of co rn seeds處理T reatm ent根長Roo tlength ; c m 根數(shù)Roo ts num ber 根干重D ry roo ts w eigh t ; m g 根鮮重F resh roo ts w eigh t ; m g 芽長Buds length ; c m 芽干重D ry buds w eigh t ; m g 芽鮮重F resh buds w eigh t ; m g 對照CK76. 82. 610. 1860. 056. 723. 42620. 0溫帶光萼苔P orella p latip hy lla 78. 5

15、4. 3-360. 060. 624. 92920. 0羊角蘚H erp etip heu ron toccoae 105. 15. 225. 31720. 064. 459. 23100. 0塔蘚H y loco m ium sp lend ens 113. 54. 122. 12000. 064. 976. 43340. 0細葉金發(fā)蘚P oly trichum long isetum 127. 04. 228. 32620. 078. 70. 04450. 0山羽蘚A bietinella abietilla108. 04. 4350. 076. 668. 04510. 0表4T of p

16、eanu t seedsT Roo t length ; c m 根鮮重F resh roo ts w eigh t ; m g 根干重D ry roo ts w eigh t ; m g 對照CK56. 0842. 0115. 6溫帶光萼苔P orella p latip hy lla 67. 1810. 0103. 2羊角蘚H erp etip heu ron toccoae 75. 8849. 0132. 0塔蘚H y loco m ium sp lend ens 80. 71200. 0162. 0細葉金發(fā)蘚P oly trichum long isetum 72. 8960. 013

17、7. 0山羽蘚A bietinella abietilla76. 6856. 0130. 6表5對大豆種子萌發(fā)的影響T ab le 5T he effects on sp rou ting of soybean seeds處理T reatm ent根長Roo t length ; c m 根鮮重F resh roo ts w eigh t ; m g 根干重D ry roo ts w eigh t ; m g 對照CK79. 2352. 017. 4溫帶光萼苔P orella p latip hy lla 74. 4-11. 2羊角蘚H erp etip heu ron toccoae 111

18、. 4381. 035. 4塔蘚H y loco m ium sp lend ens 97. 7420. 032. 2細葉金發(fā)蘚P oly trichum long isetum 76. 8345. 018. 6山羽蘚A bietinella abietilla159. 2508. 038. 0表6對菜豆種子萌發(fā)的影響T ab le 6T he effects on sp rou ting of k idney bean seeds處理T reatm ent根長Roo t length ; c m 根鮮重F resh roo ts w eigh t ; m g 根干重D ry roo ts w

19、 eigh t ; m g 對照CK81. 38140. 061. 3溫帶光萼苔P orella p latip hy lla 78. 38020. 058. 0羊角蘚H erp etip heu ron toccoae 88. 48440. 0158. 0塔蘚H y loco m ium sp lend ens 93. 99680. 0160. 0細葉金發(fā)蘚P oly trichum long isetum 93. 67350. 073. 0山羽蘚A bietinella abietilla117. 411850. 085. 2在培養(yǎng)過程中小麥胚根、胚芽的生長曲線玉米胚根、胚芽的生長曲線落花

20、生胚根、大豆胚根和菜豆胚根的生長曲線分別見圖1圖78 圖1小麥胚根的生長曲線F ig . 1 T he increm en t line of w heat 圖2小麥胚芽的生長曲線F ig . 2T he increm en t line of w heat p lum u le圖3玉米胚芽的生長曲線F ig . 3T he increm en t line of co rn p lum u le圖4 玉米胚根的生長曲線F ig . 4T he increm en t line of co rn radicle圖5 F ig . T he of radicle圖6花生根的生長曲線F ig .

21、6T he increm en t line of peanu t radicle圖7菜豆胚根的生長曲線F ig . 7T he increm en t line of k idney bean radicle2. 2討論2. 2. 15種苔蘚配子體水提液對小麥種子萌發(fā)的影響羊角蘚、山羽蘚明顯地促進了小麥胚根的伸長分別為對照的1. 28和1. 06倍與其它組的差異顯著性概率S ig . 0. 05羊角蘚、塔24蘚、細葉金發(fā)蘚和山羽蘚能明顯地促進小麥胚芽干重的增加分別為對照的1. 96、1. 83和1. 74和1. 34倍2. 2. 25種苔蘚配子體水提液對玉米種子萌發(fā)的影響細葉金發(fā)蘚明顯促進了

22、玉米胚根的伸長與其它各組有顯著差異; S ig . 0. 05其中細葉金發(fā)蘚和山羽蘚作用最為明顯芽的長度分別為對照的1. 37和1. 蘚次之分別為對照的1. 1. 作用微弱1. 、塔蘚、山羽分別為對照的2. 52、3. 26、2. 99和2. 90倍溫帶光萼苔作用微弱僅為對照的1. 06倍2. 2. 35種苔蘚配子體水提液對落花生種子萌發(fā)的影響5種苔蘚均能促進落花生胚根的伸長其中塔蘚最明顯其次是羊角蘚、山羽蘚、細葉金發(fā)蘚但各組之間的差異不顯著; S ig . 0. 05溫帶光萼苔作用最小僅為對照組的1. 19倍與塔蘚有顯著差異; S ig . 0. 05塔蘚、羊角蘚、細葉金發(fā)蘚和山羽蘚配子體的

23、水提液都促進了落花生根干重的增加分別為對照的1. 40、1. 14、1. 19和1. 13倍但溫帶光萼苔有抑制作用為對照的0. 89倍2. 2. 45種苔蘚配子體水提液對大豆種子萌發(fā)的影響羊角蘚、塔蘚、山羽蘚促進了大豆胚根的伸長分別為對照的1. 40、1. 23和2. 01倍三組之間有顯著差異性; S ig . 0. 05羊角蘚、塔蘚、山羽蘚對大豆根干重的增加有明顯的促進作用分別為對照的2. 03、1. 85、2. 18倍2. 2. 55種苔蘚配子體水提液對菜豆種子萌發(fā)的影響羊角蘚、塔蘚、細葉金發(fā)蘚和山羽蘚促進了菜豆胚根的伸長和干重的增加但各處理組之間差異性均不顯著; S ig . 0. 05

24、根的長度分別為對照的1. 08、1. 16、1. 15和1. 44倍根的干重分別為對照的1. 08、1. 16、1. 15和1. 44倍溫帶光萼苔配子體的水提液對菜豆胚根的伸長和干重的增加均有微弱的抑制作用與以上各組有差異性; S ig . 0. 05實驗結果顯示羊角蘚、山羽蘚、塔蘚和細葉金發(fā)蘚配子體的水提液對2; 小麥、玉米、2種油料作物; 和1種蔬菜; 菜能提高種子溫帶光萼5種作物種子的萌發(fā)有不4種蘚、1種苔對5種作物種子萌發(fā)作用的差異可能是因蘚類與苔類配子體的次生代謝產(chǎn)物不同苔類植物以單萜、倍半萜、聯(lián)芐為主蘚類植物則主要為三萜、黃酮、長鏈不溶性脂肪酸和甾醇化合物1也可能是因為4種蘚類配子

25、體含有能促進作物種子萌發(fā)的內(nèi)源激素1種苔類配子體含有能抑制作物種子萌發(fā)的內(nèi)源激素有待于進一步探討苔蘚植物是寶貴的自然產(chǎn)物資源庫不僅可以篩選出有較高藥理活性的化合物用于造福人類健康也可以篩選出有較高生理活性的化合物用于促進作物種子萌發(fā)和生長蘊藏著巨大的經(jīng)濟和社會效益苔蘚植株矮小、生長分散大多幾個物種混雜生長、構成群落加之絕大多數(shù)種類生長在弱光、潮濕、低溫生境中很難得到純凈、量多的材料嚴重制約著對其進行基礎和應用研究用組織培養(yǎng)方法可以較好地解決此問題獲得純凈、無菌、數(shù)量較多的材料還可利用其愈傷組織進行細胞懸浮培養(yǎng)5Zin s m eister H D 等用2個新鮮的F osso m bron iap usilla 孢子囊進行培養(yǎng)1年后收獲1kg 配子體用薄層層析和氣相色譜對培養(yǎng)得到的植物與自然生長的植物進行定性比較它們存在同樣的物質6我國生態(tài)環(huán)境和植被類型