入侵物种三裂叶蟛蜞菊挥发物对杂草叶绿素含量的影响

生态环境学报２０１　１，２０（８—９）：１２３５—１２３７　Ｅｃｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ　ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｊｅｅｓｃｉ．ｃｏｍ　Ｅ—ｍａｉｌ：ｅｄｉｔｏｒ＠ｊｅｅｓｃｉ．ｃｏｍ　入侵物种三裂叶蟛蜞菊挥发物对杂草叶绿素含量的影响　江贵波　揭阳职业技术学院，广东揭阳５２２０００　摘要：研究了华南地区外来入侵植物三裂叶蟛蜞菊（Ｗｅｄｅｌｉａ　ｔｒｉｌｏｂａｔａ　Ｌ．）挥发物对本地区３种主要杂草的叶绿素含量的影　响，以揭示其化感作用的机理。结果表明：三裂叶蟛蜞菊植株挥发物和挥发油对稗草（Ｅｃｈｉｎｏｃｈｌｏａ　ｃｒｕｓｇａｌｌｉ（Ｌ．）Ｂｅａｕｖ．）、　三叶鬼针草（Ｂｉｄｅｎｓｐｉｌｏｓａ　Ｌ．）和青葙（Ｃｅｌｏｓｉａ　ａｒｇｅｎｔｅａ　Ｌ．）叶绿素含量有明显的抑制作用。在同一实验条件下，２５０．０　ｇ三　裂叶蟛蜞菊新鲜茎叶及含有０．１０　ｍＬ、０．２５　ｍＬ和Ｏ．５０　ｍＬ挥发油容器中生长的稗草、三叶鬼针草和青葙的叶绿素含量明显　减少，稗草的叶绿素含量分别比对照减少５６．５％、４１．９％、４９．６％和６４．９％；三叶鬼针草的叶绿素含量分别比对照减少６．４５％、　４．３５％、１５－３％和２４．８％；青葙的叶绿素含量分别比对照减少５３．３％、１７．６％、３３．３％和７１．５％。结论：三裂叶蟛蜞菊挥发物　的化感作用可使受体植物的叶绿素含量减少。其作用机理值得深入研究。　关键词：三裂叶蟛蜞菊；挥发物；化感作用；叶绿素；分光光度法　中图分类号：０６５７．３；Ｑ９４．３３４　文献标志码：Ａ　文章编号：１６７４．５９０６（２０１　１）０８．０９．１２３５．０３　化感作用（Ａｌｌｅｌｏｐａｔｈｙ）是自然界普遍存在的　现象，已成为当今国内外研究的热点。三裂叶蟛蜞　菊（Ｗｅｄｅｌｉａ　ｔｒｉｌｏｂａｔａ　Ｌ．），也称南美蟛蜞菊，是菊　科（Ｃｏｍｐｏｓｉｔａｅ）蟛蜞菊属（Ｗｅｄｅｌｉａ　Ｊａｃｑ．）植物。三裂　叶蟛蜞菊具有化感作用，其化感作用的机理已有不　少文献报道【１　］，但尚未有关于三裂叶蟛蜞菊挥发陛　水浴锅。　１．２实验方法　１．２．１　三裂叶蟛蜞菊挥发物的化感作用　物质化感作用对受体植物叶绿素含量影响的研究　报道。本文在江贵波和曾任森等【３】对三裂叶蟛蜞菊　地上部分挥发物的化感作用研究的基础上，进一步　对三裂叶蟛蜞菊挥发性物质化感作用对受体植物　叶绿素含量影响进行研究，以期进一步揭示植物化　感作用的机理。　参见江贵波和曾任森等的关于入侵物种三裂　叶蟛蜞菊挥发物的化感作用的研究Ｌ３ｊ。　１．２．２叶绿素的提取　从三裂叶蟛蜞菊挥发物的化感作用的受体植　株上选取有代表性的叶片，在天平上秤取一定鲜重　的叶片，本试验稗草、三叶鬼针草和青葙的鲜重分　别为０．０３４、０．０３４和０．０１５　ｇ，剪碎置于研钵中，加　１材料和方法　１．１试验材料　１．１．１供试植物　蒸馏水５－６　ｍＬ，碳酸钙少许及适量的石英砂，研成　均浆，再加入２０　ｍＬ丙酮，继续研磨至组织变白，　无绿色。把提取液倒入小烧杯，加少量的丙酮冲洗　研钵３次，静止数分钟，用一层加丙酮湿润过的滤　纸过滤，再用丙酮将纸上色素冲洗干净，将提取液　移入容量瓶中，定容至５０　ｍＬ，摇匀，此即为叶绿　素丙酮溶液，作测定用。　１．２．３光密度的测定（分光光度法）　参考涂大正的方法【６】，采用分光光度法测定。　取一光径为１　ｃｍ的比色皿，注入上述叶绿素丙酮　溶液，另以８０％丙酮注入同样的比色皿中，作为空　白，用分光光度计分别在波长６４５、６６３和６５２　ｎｍ　下测定光密度并作记录。　１．２．４结果计算　（１）叶绿素总质量浓度的计算。方法一：测定　叶绿体色素混合提取液（包括叶绿素ａ、ｂ、叶黄　素、胡萝卜素）中叶绿素ａ、ｂ的含量，只需测定　该提取液在某一特定波长下的光密度Ｄ，并根据叶　三裂叶蟛蜞菊（ＷｅｄｅｌｉａｔｒｉｌｏｂａｔａＬ．）采自广东　揭阳职业技术学院校园内。　１．１．２受体植物　稗草（Ｅｃｈｉｎｏｃｈｌｏａ　ｃｒｕｓｇａｌｌｉ（Ｌ．）Ｂｅａｕｖ．）、三叶鬼　针草（Ｂｉｄｅｎｓｐｉｌｏｓａ　Ｌ．）和青葙（Ｃｅｌｏｓｉａ　ａｒｇｅｎｔｅａ　Ｌ．）　均来自华南农业大学校园内和实验农场。　１．２仪器与试剂　１．２．１化学试剂　氯化钠（ＡＲ）；无水硫酸钠（　丙酮（ＡＲ）；石英砂。　１．２．２主要仪器　；碳酸钙（ＡＲ）；　７２２型分光光度计；ＬＲＺ智能型人工气候箱；　１０１Ｇ－Ｚ型电热鼓风干燥箱；ＨＨ・￥２１．４型电热恒温　基金项目：揭阳职业技术学院科研课题（ＪＹＣＫＹ０７０８），广东省教育科研“十一五”规划项目（２０１０ｔｊｋ３３５）　作者简介：江贵波（１９７３年生），男，副教授，硕士，主要从事化学教学和化学生态学方面的研究工作。Ｅ－ｍａｉｌ：ｊｇｂ１６８＠１２６．ｃｏｒｎ　收稿日期：２０１１－０７．３１　生态环境学报第２０卷第８－９期（２０１１年９月）　绿素ａ、ｂ在该波长下的比吸收系数，即可求出叶绿　素浓度。　已知叶绿素ａ、ｂ在红光区的最大吸收峰分别　位于６６３和６４５　ｎｍ，又知在波长６６３　ｎｌＴｌ下，叶绿　素ａ、ｂ的８０％丙酮溶液的比吸收系数分别为８２．０４　绿素含量的影响　从表１分析，在同一实验条件下，２５０．０　ｇ三裂　叶蟛蜞菊新鲜茎叶及含有０．１０、０．２５和０．５０　Ｅ三　ｍ裂叶蟛蜞菊挥发油容器中生长的稗草的叶片（０．０３４　ｇ）中叶绿素含量，分别比对照减少５６．５％、４１．９％、　和９．２７；在波长６４５　ａｍ下分别为１６．７５和４５．６；　根据比尔定律，列出质量浓度Ｐ与光密度Ｊ［）之间下　列关系式：　Ｄ６６３＝８２．０４Ｐａ＋９．２７ｐｂ　（１）　Ｄ６４５＝１６．７５ｐａ＋４５．６ｐｂ　（２）　式（１）、（２）中的Ｊ［）６６３和Ｄ６４５为叶绿素溶液　在波长６６３和６４５　ｎｌｒｌ时的光密度，Ｐ　和Ｐｂ分别为　叶绿素ａ和叶绿素ｂ的质量浓度，以ｍｇ・Ｌ　为单位。　解方程（１）、（２）则得：　Ｐａ＝１２．７　Ｊ［）６６３—２．５７Ｄ６４５　（３）　Ｐｂ＝２２．８８　Ｄ６４５—４．６７Ｄ６６３　（４）　将Ｐ　与Ｐｂ相加，即得叶绿素总量Ｇ，　Ｇ－－Ｐａ＋Ｐｂ＝２０．３　１Ｄ６４５＋８．０４Ｄ６６３　（５）　根据测量得到的光密度Ｄ６６３、Ｊ［）６４　的读数代人　公式（３）、（４），分别计算叶绿素ａ、ｂ的质量浓度　（ｍｇ・Ｌ　），相加即得总质量浓度或直接代入公式（５）　求得总质量浓度。　方法二：由于叶绿素ａ、ｂ在６５２　ｎｍ处有相同　的比吸收系数（均为３４．５），所以可在６５２　ｎｍ下测定　一次光密度，而求出叶绿素ａ、ｂ的总量：　Ｇ＝Ｄ６５２Ｘ１０００　（６）　３４．５　故亦可将测得的光密度Ｄ６５２代人公式（６）直　接计算叶绿素总浓度。　本研究是取２种方法求得的总浓度的平均值作　为叶绿素总浓度。　（２）叶绿素含量的计算。求得叶绿素浓度后再　按下式计算叶绿素在叶片中的含量：　叶绿素质量分数Ｗ（ｍｇ・ｇ～，以鲜质量计）　×　１０００ｍ　上式Ｐ为测定液的叶绿素质量浓度，单位为　ｍｇ・Ｌ一；Ｖ为叶绿素提取液的最终体积，单位为ｍＥ；　除以１　０００把ｍＥ变为Ｌ；ｍ为所用鲜组织的质量，　单位为ｇ。　１．２．５数据统计方法　本实验数据采用ＳＰＳＳ、ＥＸＣＥＬ等软件进行数　据统计，用邓肯氏新复极差测验法ＤＭＲＴ（Ｄｕｎ—　ｃａｎ’Ｓ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ｒａｎｇｅ　Ｔｅｓｔ，简称ＤＭＲＴ法）测验分　析不同处理的差异显著性，数据统计采用软件为　ＳＰＳＳ　１１．０版。　２结果与分析　２．１　三裂叶蟛蜞菊植株挥发物和挥发油对稗草叶　表１　三裂叶蟛蜞菊植株挥发物和挥发油对稗草、　三叶鬼针草和青葙叶绿素质量分数的影响　Ｔａｂｌｅ　１　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆｖｏｌａｔｉｌｅｓ　ａｎｄ　ｅｓｓｅｎｔｉａｌ　ｏｉｌ　ｆｒｏｍ　Ｗｅｄｅｌｉａ　ｔｒｉ１ｏｂａｔａ　Ｌ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆＥｃｈｉｎｏｃｈｌｏａ　ｃｒｕｓｇａｌｌｉ　Ｌ，Ｂｉｄｅｎｓｐｉｌｏｓａ　Ｌ　ａｎｄＣｅｌｏｓｉａａｒｇｅｎｔｅａＬｐｌａｎｔｓ．　挥发物处理　ｗ（ｎｔ￣素，以鲜质量计）／（ｍｇ・ｇ　１　稗草　三叶鬼针草　青葙　４９．６％和６４．９％。　２．２三裂叶蟛蜞菊植株挥发物和挥发油对三叶鬼　针草叶绿素含量的影响　从表ｌ的结果显示：在同一实验条件下，２５０．０　ｇ三裂叶蟛蜞菊新鲜茎叶及含有０．１０、０．２５和０．５０　Ｅｍ三裂叶蟛蜞菊挥发油容器中生长三叶鬼针草的　叶片中叶绿素含量，分别比对照减少６．４５％、　４．３５％、１５－３％和２４．８％。　２．３三裂叶蟛蜞菊植株挥发物和挥发油对青葙叶　绿素含量的影响　从表１的结果来看，在同一实验条件下，２５０．０　ｇ三裂叶蟛蜞菊新鲜茎叶及含有０．１０、０．２５和０．５０　ｍＬ三裂叶蟛蜞菊挥发油容器中生长的０．０１５　ｇ青葙　的叶片中叶绿素含量，分别比对照减少５３－３％、　１７．６％、３３－３％和７１．５％。　３结论与讨论　３．１　三裂叶蟛蜞菊挥发物的化感作用使受体植物　的叶绿素含量减少　三裂叶蟛蜞菊挥发物对稗草、三叶鬼针草和青　葙等３种杂草的幼苗生长均有显著抑制作用，三裂　叶蟛蜞菊挥发物的化感作用使受体植物的叶绿素　含量减少，且在一定的范围内随着浓度的增大，其　叶绿素含量减少越多（图１）。　３．２讨论　化感作用是多种生理过程受抑制的综合表现，　三裂叶蟛蜞菊挥发物之所以对邻近其他植物产生化　感作用，可能是通过挥发物使受体植物叶绿素含量　减少，导致净光合速率降低，植株自我保护机制也　相对降低而使受体植物的根长、苗高和鲜重减少，　植株变矮。因此，通过降低受体植物叶绿素的含量，　进而影响光合效能，是三裂叶蟛蜞菊挥发物之所以