火烧迹地土千年健对麻栎和尼泊尔酸模的化感作用毕业论文.docx

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火烧迹地土千年健对麻栎和尼泊尔酸模的化感作用毕业论文

楚雄师范学院

本科生毕业论文

题目：

火烧迹地土千年健对麻栎和尼泊尔酸模的化感作用

系（院）：

化学与生命科学系

专业：

科学教育

学号：

20091053125

论文字数：

17243字

完成日期：

2013年5月

教务处印制

楚雄师范学院化生系毕业论文原创性声明

本人郑重声明：

呈交的毕业论文“火烧迹地土千年健对麻栎、尼泊尔酸模的化感作用”，是本人在导师的指导下进行研究取得的成果。

除文中已经引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已发表或撰写过的研究成果。

对本论文的研究所作出帮助的个人和集体，均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。

本声明的法律责任由本人承担。

毕业论文作者签名：

日期：

2013年5月26日

目录

前言1

1.材料与方法3

1.1材料3

1.2方法3

1.2.1水浸液的制备3

1.2.2盆栽实验3

1.2.3种子的萌发率测定3

1.2.4幼苗生长状况测定4

1.2.5脯氨酸含量的测定4

1.2.6MDA含量测定4

1.2.7POD活性的测定4

1.2.8叶绿素含量测定5

1.3数据处理5

2.结果与分析5

2.1土千年健浸提液对受体植物种子萌发的影响5

2.1.1土千年健根浸提液对麻栎种子萌发的影响6

2.1.2土千年健叶浸提液对麻栎种子萌发的影响6

2.1.3土千年健根浸提液对尼泊尔酸模种子萌发的影响7

2.1.4土千年健叶浸提液对尼泊尔酸模种子萌发的影响7

2.1.5土千年健浸提液对麻栎、尼泊尔酸模种子萌发的影响8

2.2土千年健浸提液对麻栎、尼泊尔酸模幼苗生长状况的影响8

2.2.1土千年健浸提液对麻栎、尼泊尔酸模幼苗主根长的影响8

2.2.2土千年健浸提液对麻栎、尼泊尔酸模幼苗根鲜重的影响9

2.2.3土千年健浸提液对麻栎、尼泊尔酸模幼苗根干重的影响10

2.2.4土千年健浸提液对麻栎、尼泊尔酸模幼苗地上部分高的影响11

2.2.5土千年健浸提液对麻栎、尼泊尔酸模幼苗茎叶鲜重的影响12

2.2.6土千年健浸提液对麻栎、尼泊尔酸模幼苗茎叶干重的影响13

2.3土千年健浸提液对受体植物体内Pro含量的影响13

2.3.1土千年健根浸提液对麻栎Pro含量的影响14

2.3.2土千年健叶浸提液对麻栎Pro含量的影响14

2.3.3土千年健根浸提液对尼泊尔酸模Pro含量的影响15

2.3.4土千年健叶浸提液对尼泊尔酸模Pro含量的影响15

2.3.5土千年健根、叶浸提液对麻栎、尼泊尔酸模Pro含量的影响16

2.4土千年健浸提液对受体植物体内MDA含量的影响16

2.4.1土千年健根浸提液对麻栎MDA含量的影响17

2.4.2土千年健叶浸提液对麻栎MDA含量的影响17

2.4.3土千年健根浸提液对尼泊尔酸模MDA含量的影响18

2.4.4土千年健叶浸提液对尼泊尔酸模MDA含量的影响18

2.4.5土千年健根、叶浸提液对麻栎、尼泊尔酸模MDA含量的影响19

2.5土千年健浸提液对受体植物体内POD活性的影响20

2.5.1土千年健根浸提液对麻栎POD活性的影响20

2.5.2土千年健叶浸提液对麻栎POD活性的影响21

2.5.3土千年健根浸提液对尼泊尔酸模POD活性的影响21

2.5.4土千年健叶浸提液对尼泊尔酸模POD活性的影响22

2.5.5土千年健根、叶浸提液对麻栎、尼泊尔酸模POD活性的影响23

2.6土千年健浸提液对受体植物体内叶绿素含量的影响24

2.6.1土千年健根浸提液对麻栎叶绿素含量的影响24

2.6.2土千年健叶浸提液对麻栎叶绿素含量的影响25

2.6.3土千年健根浸提液对尼泊尔酸模叶绿素含量的影响26

2.6.4土千年健叶浸提液对尼泊尔酸模叶绿素含量的影响27

3.讨论与结论28

3.1讨论28

3.1.1土千年健水浸提液对麻栎、尼泊尔酸模的种子萌发的影响28

3.1.2土千年健水浸提液对麻栎、尼泊尔酸模的幼苗生长状况影响28

3.1.3土千年健根、叶浸提液对麻栎、尼泊尔酸模Pro含量的影响29

3.1.4土千年健根、叶浸提液对麻栎、尼泊尔酸模MDA含量的影响29

3.1.5土千年健根、叶浸提液对麻栎、尼泊尔酸模POD活性的影响29

3.1.6土千年健根、叶浸提液对麻栎、尼泊尔酸模叶绿素含量的影响30

3.2结论31

3.2.1土千年健浸提液对受体植物种子萌发的影响31

3.2.2土千年健浸提液对受体植物幼苗生长状况的影响31

3.2.3土千年健浸提液对受体植物生理生化指标的影响31

参考文献32

附录35

致谢40

火烧迹地土千年健对麻栎和尼泊尔酸模化感作用

尹秋林

（楚雄师范学院化学与生命科学系云南楚雄675000）

摘要：

为了研究火灾后化感作用对森林自然恢复的影响机制及探求森林重建理论依据。

选取火烧迹地中优势物种土千年健（VacciniumfragileFranch）、麻栎（QuercusacutissimaCarr）、尼泊尔酸模（Rumexnepalensis），通过供体植物土千年健水浸液对受体植物麻栎、尼泊尔酸模的种子的萌发率及化感指数，幼苗主根长、根鲜重、根干重、地上部分高、茎叶鲜重、茎叶干重的化感指数，幼苗POD酶活性，Pro、MDA、叶绿素含量的影响来研究其化感作用。

结果表明，土千年健根、叶浸提液对受体的发芽率在低浓度有不同程度促进作用高浓度有不同程度抑制作用；土千年健根、叶浸提液对受体主根长、根鲜重、根干重、地上部分高、茎叶鲜重、茎叶干重低浓度有不同程度的促进作用高浓度有不同程度的抑制作用；土千年健根、叶浸提液对受体体内脯氨酸、丙二醛含量，过氧化物酶活性均呈现出在低浓度时不同程度地降低，高浓度时不同程度地提高，叶绿素含量则在低浓度是不同程度地提高，高浓度时不同程度地降低。

研究表明土千年健对麻栎、尼泊尔酸模存在化感作用,为火灾后化感作用对森林的自然恢复提供一定依据和参考。

关键词：

化感作用；火烧迹地；浸提液；土千年健；麻栎；尼泊尔酸模；种子萌发

BurnedsoilVacciniumfragileFranchtoQuercusacutissimaCarr,Rumexnepalensisallelopathic

qiulinYin

（DepartmentofChemistryandLifesciences,ChuxiongNormalUniversity,Chuxiong675000）

Abstract:

Inordertostudythepost-fireallelopathiceffectsonforestnaturalrecoverymechanismsandexploretheforestreconstructiontheory.SelectthedominantspeciesintheburnedVacciniumfragileFranch,QuercusacutissimaCarr,Rumexnepalensis,throughthedonorplantwaterextractsofVacciniumfragileFranchrecipientplant,QuercusacutissimaCarr,Rumexnepalensisseedgerminationrateandallelopathicindex,seedlingrootlength,rootfreshweight,rootdryweight,shootheight,shootfreshweight,shootdryweightallelopathicindex,seedlingPODactivity,Pro,MDA,chlorophyllcontenttostudytheimpactofallelopathy.TheresultsshowedthatVacciniumfragileFranchroots,leafextractongerminationreceptorsatlowconcentrationsvaryingdegreesroleinpromotinghighconcentrationsinhibitedtovaryingdegrees;VacciniumfragileFranchroot,leafextractonreceptorrootlength,rootfreshweight,rootdryweight,shootheight,shootfreshweight,shootdryweightlowconcentrationsvaryingdegreesroleinpromotinghighconcentrationshavedifferentdegreesofinhibition;VacciniumfragileFranchroot,leafextractonreceptorsinvivoproline,MDAcontentandperoxidaseactivitywereshownatlowconcentrationsandreducedtovaryingdegrees,thehighconcentrationincreasedtovaryingdegrees,inthelowconcentrationofchlorophyllcontentwasincreasedtovaryingdegrees,thetypeofhighconcentrationreducedlevel.StudieshaveshownthatVacciniumfragileFranchtoQuercusacutissimaCarr,Rumexnepalensisexistallelopathyforfireallelopathicnaturalrecoveryofforeststoprovideabasisandreference.

Keywords:

allelopathy;burned;extracts;VacciniumfragileFranch;QuercusacutissimaCarr;Rumexnepalensis;seedgermination

火烧迹地土千年健对麻栎、尼泊尔酸模化感作用

前言

此研究以探究物种之间的相互作用，从而了解环境中植物种间的竞争关系，有助于了解森林的更替、衍化；对山地森林生态系统形成健康和持续性发展[1]提供部分理论依据；对楚雄市峨路公园火灾后的森林生态人工恢复具有一定的参考价值；根据它们之间的相互促进或抑制作用，来提高植株生物防治和森林管理；依据物种间的化感作用合理选择树种营造混交林组合,达到优化配置，提升森林效益和稳定。

1937年，科学家Molisch[2]首次提出化感作用，时至今日，化感作用研究蓬勃发展，取得了许多方面的研究成果，美国科学家Rice[3]、Putnam[4,5,6]、Tang[7]等都系统地阐述了化感作用的概念、传播途径、表现方式、物质合成途径及机理等。

从国外研究成果看,化感作用现象、化感物质分离鉴定、化感作用机理和开发应用研究已十分深人。

国内化感还大多处于起始阶段，孔垂华就近年来有关于植物化感作用研究中存在的问题和误区进行了讨论，并提出了一些看法[8]。

目前国内外许多学者已对杉木、马尾松、木麻黄、桉树、杨树等主要经济树种，水稻、小麦、高梁等主要经济作物，植物秸杆，农田杂草，以及土壤微生物等进行研究，证实其中存在大量化感现象[9-16]。

在生物防治领域，科研工作者亦对植物化感作用进行了广泛的研究[17，18]，国外已有利用化感作用吸附金属元素而修复土壤的报道[19]。

至1991年为止，全世界已对100多种植物的化感作用进行了研究[20]。

化感作用是植物之间传递信息的一种方式,是森林生态系统中普遍存在的一种现象,对森林群落的结构、功能、效益及发展均有重大影响,是一个不可忽视的化学生态因子[21,22]。

在林业方面主要集中于化感作用对种子萌发及植物生长发育的影响，对生理生化特征的影响等[23]。

近年来我国各地森林火灾也频繁发生，引起了社会各界的关注。

许多学者进行深入研究后发现，火对生态系统的影响是复杂的，范围也很广，从减少地上部分生物量到对地下部物理性质、化学性质、微生物降解过程和细根系的生长，火烧对其影响或有利或有害[24]。

有关火烧迹地的研究报道主要为森林的恢复与更新、对土壤环境的影响及虫害影响方面[25,26]，而植物化感作用在森林生态系统中对合理地解释林业生态系统中森林更新、植物组成与分布、协同进化和生物入侵等现象及林业生态建设具有重要的指导作用。

但从植物化感作用方面来研究火烧迹地的却鲜有报道。

土千年健（VacciniumfragileFranch）为杜鹃花科越橘属植物[27]。

别名：

乌饭果、毛叶乌饭树、乌鸦果等。

形态特征：

常绿丛生灌木，高达1.5m；幼枝有开展的灰棕色密长刚毛和短柔毛。

叶密生，硬革质，卵状长圆形，顶端钝，常有短尖头或小凸头，基部近圆形，两面有少数刚毛。

总状花序腋生于幼枝顶部，总轴有和幼枝上同样的毛；化冠粉红色，筒状坛形。

浆果球层，紫褐色。

有关土千年健的报道并不多，主要涉及功能性食品和药理方面的研究[27,28]，有关土千年健在化感作用方面的研究暂时还未见报道。

麻栎（QuercusacutissimaCarr）为壳斗科栎属植物。

落叶乔木，高达25米；树皮暗灰色，浅纵裂；幼技密生绒毛，后脱落。

叶椭圆状被针形，长8—18厘米，宽3—4．5厘米，顶端渐尖或急尖，基部圆或阔楔形，边缘有锯齿，齿端成刺芒状，背面幼时有短绒毛，后脱落，仅在脉腋有毛；叶柄长2—3厘米。

壳斗碗状；苞片锥形，粗长刺状，有灰白色绒毛，反曲，包围坚果1/2；坚果卵球形或长卵形，直径1．5—2厘米；果脐隆起。

花期4月，果次年10月成熟[29]。

据所查资料表明，有关麻栎的报道许多是以育苗造林为主题的研究[29,30]，在化感方面张晓磊等人作了水涝胁迫下不同种源麻栎生长于生理特性变化的研究[31]。

尼泊尔酸模（Rumexnepalensis）,即土大黄,为蓼科酸模属植物[32]。

别名：

羊蹄、红筋大黄、金不换、血三七、化雪莲、鲜大青。

多年生草本，高1米左右。

根肥厚而大，黄色。

茎直立，紫绿色。

基生叶具长柄；茎生叶卵状披针形，互生。

夏季开淡绿色小花，花被6片。

瘦果卵形，有三棱，茶褐色。

有关尼泊尔酸模的报道也主要是关于药理、物质成分方面的[33,34]。

石福孙在增温对川西北高寒草甸植物群落结构及几种主要植物生长和生理的影响研究中对尼泊尔酸模的生理指标做了研究[35]。

经所查资料表明前人研究中很少涉及火烧迹地中物种间的化感作用对森林的恢复的影响机制，所以从供体植物土千年健水浸液对受体植物麻栎和尼泊尔酸模的种子萌发率、幼苗生长状况、幼苗体内Pro含量、MDA含量、POD酶活性及叶绿素含量的影响来研究其化感作用。

1.材料与方法

1.1材料

实验所用材料：

土千年健（VacciniumfragileFranch）的茎叶、根；麻栎（QuercusacutissimaCarr）种子；尼泊尔酸模（Rumexnepalensis）种子；均采于楚雄峨碌公园火烧迹地（北纬N25°01′15.73″东经E101°32′19.02″海拔：

1874.82米。

）及其周围林地。

1.2方法

利用供体植物土千年健的叶、根的水浸液处理受体植物的种子，测种子的萌发率，待种子成长为幼苗，测幼苗植株体内的POD酶活性，Pro、MDA和叶绿素含量，根据种子发芽率、POD酶活性、MDA含量和叶绿素含量的变化来研究其化感作用影响以及机理。

本实验在楚雄师范学院化学与生命科学系实验室进行，种子萌发及幼苗实验于实验室旁空地培育（北纬N25°01′27.07″东经E101°32′57.42″海拔：

1825.82米），实验白膜棚内平均温度24.7℃,平均日照时长9h。

1.2.1水浸液的制备

将从火烧迹地采集到新鲜的土千年健的根和茎叶切小分别放入恒温干燥箱中80℃恒温干燥4小时后取出，待冷却后用高速粉碎机粉碎为粉末，再用电子天平分别称取每一种植物的根、茎叶：

5g、10g、15g、20g、25g倒入装有500mL蒸馏水的洁净塑料瓶中浸泡48小时后，用抽滤机以双层纱布抽滤，得到10g/L、20g/L、30g/L、40g/L、50g/L五种质量浓度的溶液存放于阴凉处。

1.2.2盆栽实验

在进行种子发芽试验之前，将种子去壳放入55℃的温水中，将漂浮于水面上的瘪粒、病粒以及菌核类的除去，沉在水底的饱满种子用于试验。

挑选均匀饱满、大小一致的麻栎、尼泊尔酸模种子各240粒，用3%的双氧水消毒30分钟，然后用蒸馏水冲洗干净侵泡24小时。

用规格为内径13cm×高15cm营养袋装置3/4晾晒杀菌的木粉、河沙混合土80袋，分A、B两组，每组40袋。

A组再分为1、2两个小组设计五个浓度梯度，每个浓度设计3袋平行组，对照组5盆，每盆放置12粒麻栎种子。

B组设置与A组相同每盆放置12粒尼泊尔酸模种子。

分别用土千年健根浸提液浇1小组，土千年健叶浸提液浇2小组，蒸馏水浇对照组。

1.2.3种子的萌发率测定

每天观察麻栎和尼泊尔酸模种子的萌发（胚根或胚轴破皮1～2mm时为萌发）情况，从有种子萌发开始持续统计5天，计算发芽率（GR）[36]。

计算公式如下：

Gr（%）=（∑Gt/N）X100%（Gt为第t天的萌发数，N为供试种子总数）发芽率高说明有生活力的种子多，播种后出芽率高。

再计算最终发芽率的化感指数。

计算公式[37,38]如下：

RI=1-（C÷T）

式中，c为对照值，T为处理值；RI>0为促进效应，RI<0为抑制效应。

绝对值的大小代表化感作用强度的大小。

1.2.4幼苗生长状况测定

50天后统计幼苗的主根长、根鲜重、根干重、地上部分高、茎叶鲜重、茎叶干重。

分别计算发芽率、主根长、根鲜重、根干重、地上部分高、茎叶鲜重、茎叶干重的化感效应指数（RI）。

计算方法（参照1.2.3中最终发芽率的化感指数）。

1.2.5脯氨酸含量的测定

磺基水杨酸法[39]：

取地上部（芽鞘和叶子）0.5g,用3%磺基水杨酸5mL研磨提取,匀浆移至离心管中,在沸水浴中提取10min,冷却后,3000r/min离心10min,取上清液待测；制作标准曲线100μg/mL脯氨酸配制成0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10μg/mL的标准溶液。

取标准溶液各2mL,加2mL3%磺基水杨酸,2mL冰醋酸和4mL2.5%酸性茚三酮试剂于具塞试管中,置沸水浴中显色1h,冷却后加入4mL甲苯盖好盖子振0.5min,静置分层,吸取红色甲苯相,于波长520nm测定OD值,以OD值为纵坐标,脯氨酸浓度（μg/mL）为横坐标绘制标准曲线。

各取2mL两种上清液,分别加入2mL蒸馏水,2mL冰醋酸和4mL2.5%酸性茚三酮试剂,与上述制作标准曲线一样进行显色,萃取和比色,最后从标准曲线查得脯氨酸含量。

计算公式为：

脯氨酸含量（ug/g））=[X×5/2]/样重（g）。

1.2.6MDA含量测定

采用TBA法[39]：

取植株上一定叶位的叶片，剪成小段，混匀,称取0.3放入冰浴的研钵中，加少许石英砂和2mL0.05mol/LPH为7.8的磷酸缓冲液，研磨成匀浆。

将匀浆转移到试管中，再用2-3mL0.05mol/L磷酸缓冲液分两次冲洗，合并提取液；在提取液中加入5mL0.5%硫代巴比妥酸溶液，摇匀。

将试管放入沸水中煮沸10分钟（自试管内溶液中出现小气泡开始计时），到时间后立即将试管取出并放入冷水浴中；带试管内溶液冷却后，3000r/min离心15min，取上清液并量其体积。

以0.5%硫代巴比妥酸溶液为空白测532nm、600nm、450nm处的吸光度；结果计算:

MDA（mmol.g-1FW）=[6.452*（OD532-OD600）-0.559*OD450]*[Vt/Vs*FW]；[式中，Vt:

提取液总体积（mL），Vs：

测定用提取液体积（mL），FW：

样品鲜重（g）]。

1.2.7POD活性的测定

采用比色法[40-42]：

称取植物材1g,加20mmol/LKH2PO45mL,于研钵中研磨成匀浆,以4000r/min离心15min,收集上清液保存在冷处,所得残渣再用5mLKH2PO4溶液提取一次,合并两次上清液；取光径1cm比色杯2只,于1只中加入反应混合液3mL,KH2PO4mL,作为校零对照,另1只中加入反应混合液3mL,上述酶液1mL（如酶活性过高可适当稀释），立即开启秒表计时,于分光光度计470nm波长下测OD值,每隔1min读数一次，共计5次。

计算公式：

POD酶活性单位=OD470*VT/W/VS/1.0/T

其中：

VT：

酶的提取液总体积（mL）VS：

测定时取用的酶液体积

1.2.8叶绿素含量测定

采用分光光度法[40-42]：

取新鲜叶片，剪去粗大的叶脉并剪成碎块，称取0.3g放入研钵中加80%丙酮2mL，加适量石英砂及少许碳酸钙，研磨成匀浆，再加80％丙酮2mL，将匀浆转入离心管，并用适量80％丙酮洗涤研钵，一并转入离心管，离心后弃沉淀，上清液用80％丙酮定容至8mL；取上述色素提取液1mL，加80％丙酮4mL稀释后转入比色杯中，以80％丙酮为对照，分别测定663nm、645nm处的光密度值；根据以下公式分别计算叶绿素a（chla）、叶绿素b（chlb）和总叶绿素含量（chl（a+b））。

Ca=（12.70*OD663-2.690*OD645）*V/1000/W

Cb=（22.90*OD645-4.680*OD663）*V/1000/W

CT=Ca＋Cb=（20.20*OD645+8.020*OD663）*V/1000/W

OD645、OD663分别为相应波长下的光密度值；V：

提取液体积（mL）W：

叶片鲜重（g）

1.3数据处理

用sigmplot10.0进行数据处理和作图，spss18.0显著性分析软件进行数据分析。

2.结果与分析

2.1土千年健浸提液对受体植物种子萌发的影响

土千年健两部分浸提液在不同浓度梯度下对麻栎种子和尼泊尔酸模种子萌发的影响作用均呈现出一定的浓度效应，即土千年健浸提液高浓度时抑制两种受体植物种子的萌发，低浓度时促进两种受体植物种子的萌发。

2.1.1土千年健根浸提液对麻栎种子萌发的影响

图1土千年健根浸提液对麻栎种子萌发的影响]

Figure1EffectoftheaqueousextractsofVacciniumf