向日葵向日葵

西北植物学报!
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&&修改稿收到日期$!
"#$)",)#1基金项目$内蒙古科技引导奖励资金项目"!
"#"#作者简介$君睿红"#'1'(#!
女!
在读硕士研究生!
主要从事植物寄生生理研究'2)34.
5$-6076.
890::34.
5+;93通信作者$陈贵林!
博士!
教授!
主要从事药用植物化学研究'2)34.
5$:6.
5.
0;8向日葵品种根系分泌物对向日葵列当种子萌发的影响君睿红陈贵林李美佳李伟"内蒙古大学生命科学学院!
呼和浩特"#""!
##摘要$以对向日葵列当抗性不同的向日葵幼苗为材料!
利用水培法收集其根系分泌物!
经二氯甲烷萃取后结合硅胶柱色谱分离法!
研究不同列当抗性的向日葵品种根系分泌物对向日葵列当种子萌发的影响'结果表明$"##在一定浓度范围内!
向日葵根系分泌物对向日葵列当种子萌发具有低浓度促进(高浓度抑制的作用&二氯甲烷萃取的向日葵根系分泌物浓度为"+#3:%3>时!
其向日葵列当萌发率高于其他浓度的作用'"!
#)星火大白边*和)白葵杂'号*根系分泌物提取物作用下向日葵列当萌发率最高分别为$,+'!
和$%+11!
显著高于免疫品种)@AB*根系分泌物提取物作用下列当的萌发率"!
&+1##'"%#根系分泌物提取物正己烷)乙酸乙酯#C#洗脱组分的萌发刺激活性显著高于其他组分!
)星火大白边*()白葵杂'号*和)@AB*的该组分作用下向日葵列当最高萌发率分别为$'+'"($*+,,和%"+""'"$#)@AB*的根系分泌物提取物与AD!
$或脱氢木香内酯共同作用时种子萌发率显著低于AD!
$或脱氢木香内酯的单独作用!
说明)@AB*根系分泌物中可能含有抑制AD!
$或脱氢木香内酯刺激向日葵列当种子萌发的物质!
使其对向日葵列当表现出免疫特性'关键词$向日葵&根系分泌物&向日葵列当&萌发&抗性中图分类号$E'$*+&'文献标志码$F$%%&'("%)#%%&*&+(,&-#-(.
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>L@LMQ.
;859793+#根部吸取其水分和养分+#)!
,!
给向日葵生产带来很大的危害+%)$,'不同向日葵品种对向日葵列当的抗性差异很大+*),,!
研究向日葵品种对列当的抗性机制!
对于从根本上防治列当寄生至关重要'列当种子只有在寄主根系分泌的萌发刺激物作用下才会萌发+&,'研究发现独脚金内酯是大部分列当科植物种子萌发刺激物+1)',!
其中人工合成的独脚金醇类似物AD!
$活性最高+#",'尽管向日葵根系分泌独脚金内酯+##,!
但G9向日葵列当种子萌发的主要作用物质不是独脚金内酯!
而是脱氢木香内酯"Q#'影响寄主对列当抗性强弱的因素有寄主根系分泌物(根际微生物如丛枝菌根真菌+#%,(温度和水分等条件+#$)#,,及寄主本身在列当寄生前后的根部物理化学防御机制+#&)#1,等'其中对寄主根系分泌物的研究逐渐成为目前研究的热点+#')!
",'本研究通过考察不同抗性品种向日葵根系分泌物对向日葵列当种子萌发的影响!
探讨不同品种向日葵对向日葵列当表现抗性差异的机制'#材料和方法;+;材料与试剂;+;+;种子来源于!
"#!
年%$月从内蒙古(黑龙江(吉林和甘肃等省"区#收集%#个品种向日葵种子'通过盆栽试验和田间试验!
调查不同品种向日葵幼苗期和成株期列当寄生情况'根据向日葵对列当的抗性鉴定标准+!
#,对其抗性进行评价!
选出免疫品种)@AB*(抗性品种)白葵杂'号*和敏感品种)星火大白边*进行实验!
其抗性表现见表#'向日葵列当种子于!
"##年'月采集于内蒙古巴彦淖尔市乌拉特前旗"#"1]$%^2!
$"]$&^I#向日葵列当发生严重的向日葵种植田!
经内蒙古大学白学良教授鉴定为向日葵列当';+;+向日葵种子参照A95QR4//营养液的锥形瓶中培养!
每瓶#"株幼苗'幼苗长到$片真叶时!
轻轻取出幼苗!
用蒸馏水小心清洗根系%次!
置于盛有#*"3>"+*3395%>J4J5!
溶液的锥形瓶中按上述方法培养$8!
每瓶#"株!
得到向日葵根系分泌物溶液'根系分泌物溶液旋转蒸发浓缩至约#>后用二氯甲烷萃取!
有机相过滤后旋转蒸发浓缩!
氮气吹干!
得到棕褐色油状的粗提物!
(!
"_保存备用';+向日葵品种幼苗期和成株期对列当抗性鉴定V4T5向日葵品种B60N59R蒸馏水!
放置#8使丙酮挥发!
得到#3:%3>粗提物溶液!
依次稀释成"+#("+"#(#+"a#"(%(#+"a#"($(#+"a#"(*和#+"a#"(,3:%3>根系分泌物刺激处理溶液'每个浓度重复%次!
观察不同浓度向日葵根系分泌物粗提物对向日葵列当种子萌发刺激作用';+=+溶液!
依次将原液稀释成"+#3:%3>("+"#3:%3>(#+"a#"(%3:%3>和#+"a#"($3:%3>溶液!
进行向日葵列当种子萌发实验!
观察不同浓度各洗脱组分对向日葵列当种子萌发的影响!
每个浓度重复%次';>=>=5,溶液!
进行向日葵列当种子萌发实验!
每个浓度设%次重复!
分别观察不同浓度AD!
$和不同浓度脱氢木香内酯对向日葵列当种子萌发的影响';>=>根系分泌物粗提物与5,向日葵列当种子中同时加入向日葵根系分泌物粗提物和AD!
$"或脱氢木香内酯#溶液共!
">!
使根系分泌物粗提物终浓度分别为"+#(#+"a#"(%和#+"a#"(*3:%3>!
AD!
$终浓度为#a#"(*395%>!
脱氢木香内酯终浓度为#a#"(&395%>'观察不同浓度向日葵根系分泌物粗提物与AD!
$"或脱氢木香内酯#共同作用对向日葵列当种子萌发的影响';+向日葵列当种子萌发实验取向日葵列当种子"+#:"约%""""粒#!
参照A95QR4//灭菌的蒸馏水!
c474N.
53封口膜密封后放入恒温培养箱中#1_黑暗条件下预培养#"Q'在灭菌的培养皿"&"33#中放入!
层内径,;3的滤纸环!
滤纸环上加#3>蒸馏水!
将经过预培养后的带有向日葵列当种子的玻璃纤维滤纸片放到培养皿中!
然后分别加入!
">在#+%中配置的$类萌发刺激物处理液!
以!
">蒸馏水为阴性对照!
!
">#+"a#"(*395%>AD!
$为阳性对照!
用封口膜将培养皿密封!
#1_恒温黑暗培养#"Q后!
统计各类萌发刺激物处理的向日葵列当种子萌发率';+@数据分析采用BFB'+"版数据分析软件和@.
;79/9NP2S;向日葵根系分泌物对向日葵列当种子的萌发刺激作用由图#看出!
向日葵列当种子的萌发率随根系分泌物浓度增加而表现出先升高后降低的趋势!
但各处理均低于阳性对照Jd!
"AD!
$#!
高于阴性对照Jd#"水#'其中!
当)星火大白边*和)白葵杂'号*根系分泌物浓度为"+#3:%3>时!
向日葵列当种子萌发率最高分别达到$,+'!
和$%+11!
但其萌发刺激活性仍低于阳性对照AD!
$"*#+#"#&免疫品种)@AB*根系分泌物浓度分别为#+"a#"(%("+"#和"+#3:%3>时!
向日葵列当种子萌发率处于较高水平!
分别为!
!
+&&(!
$+!
*和!
*+,$!
图#不同浓度向日葵根系分泌物粗提物作用下向日葵列当种子萌发率Jd#表示阴性对照"水#&Jd!
表示阳性对照"#+"a#"(*395%>AD!
$#&V"(V#(V!
(V%(V$(V*和V,分别表示#("+#("+"#(#+"a#"(%(#+"a#"($(#+"a#"(*(#+"a#"(,3:%3>粗提物浓度&WK\(Xde和@AB分别表示)星火大白边*()白葵杂'号*和)@AB*向日葵品种&不同字母表示品种处理间在"+"*水平有显著性差异&下同b.
:+#V8AD!
$#&V"!
V#!
V!
!
V%!
V$!
V*40QV,3;76Q时!
由于萌发刺激物浓度过高而抑制了向日葵列当种子的萌发!
与其他浓度根系分泌物作用相比!
列当种子萌发率反而下降'可见!
各向日葵品种根系分泌物刺激均有利于向日葵列当种子萌发!
且表现为低浓度促进高浓度抑制的效应&向日葵品种对列当的抗性愈强!
其根系分泌物刺激向日葵列单种子萌发的效应愈弱'向日葵根系分泌物各洗脱组分对向日葵列当种子的萌发刺激作用向日葵根系分泌物不同洗脱组分对向日葵列当种子萌发有不同程度的萌发刺激作用"图!
#'其中!
正己烷)乙酸乙酯#C#洗脱组分对向日葵列当种子萌发刺激活性最高!
并在"+"#3:%3>时效应最佳!
此时)星火大白边*和)白葵杂'号*对应组分刺激下的向日葵列当种子萌发率分别为$'+'"和$*+,,!
前者与阳性对照AD!
$作用下的萌发率没有显著差异!
而此时)@AB*对应组分作用下向日葵列当萌发率较低"%"+""#!
但三者均比它们根系分泌物粗提物作用下的萌发率高"图!
!
F#'同样!
向日葵列当种子的萌发率在)星火大白边*和)白葵杂'号*根系分泌物#""乙酸乙酯洗脱组分浓度为"+"#3:%3>时最高!
分别达到#&+**和#1+!
,&而在)@AB*对应洗脱组分浓度为"+#3:%3>时萌发率最高"#!
+$%#!
且显著低于前两个品种"图!
!
X#'当)星火大白边*根系分泌物#""正己烷洗脱组分浓度为"+"#3:%3>时!
向日葵列当种子萌发率最高"#$+'&#&而)白葵杂'号*和)@AB*根系分泌物粗提物对应洗脱组分浓度为"+#3:%3>时!
向日葵列当种子萌发率达最高!
分别为#*+'$和#%+#1"图!
!
J#'在%个品种向日葵根系分泌物甲醇)乙酸乙酯#C'洗脱组分作用下!
向日葵列当种子萌发率均在组分浓度为"+"#3:%3>时最高!
此时)星火大白边*处理萌发率为#!
+'#!
另外!
个品种萌发率均为#"左右"图!
!
\#'另外!
在各品种根系分泌物甲醇)乙酸乙酯%C&洗脱组分作用下!
向日葵列当种子萌发率与蒸馏水处理"阴性对照#没有显著差异"文中未列出数据#!
说明该洗脱组分中萌发刺激物含量太低或不含有萌发刺激物'可见!
向日葵根系分泌物不同洗脱组分对向日葵列当种子萌发刺激作用的强弱有异!
表现为正己烷)乙酸乙酯#C##""乙酸乙酯#""正己烷甲醇)乙酸乙酯#C'甲醇)乙酸乙酯%C&!
萌发刺激物主要存在于正己烷)乙酸乙酯#C#洗脱组分中&在各品种根系分泌物洗脱组分浓度为"+#或者"+"#3:%3>时刺激效果最佳'图!
向日葵根系分泌物不同洗脱组分作用下向日葵列当种子萌发率F\依次为正己烷)乙酸乙酯"#C##(#""乙酸乙酯(#""正己烷和甲醇)乙酸乙酯"#C'#洗脱组分作用下向日葵列当种子萌发率&V"V$表示的各组分浓度大小同图#b.
:+!
V8=5,向日葵列当种子的萌发刺激作用图%显示!
随着AD!
$和脱氢木香内酯处理浓度的增加!
向日葵列当种子萌发率均表现出先升高后降低的变化趋势!
且分别在脱氢木香内酯浓度为#+"a#"($3395%>和AD!
$浓度为"+"#3395%>时达到各自最高值!
它们分别为*!
+!
&和*#+#"&除处理浓度为"+"#3395%>时!
脱氢木香内酯对向日葵列当萌发刺激活性低于AD!
$外!
其他相同浓度下脱氢木香内酯对向日葵列当的萌发刺激活性均高于AD!
$'可见!
脱氢木香内酯对向日葵列当种子萌发的刺激活性比AD!
$更强'向日葵根系分泌物粗提物与5,向日葵列当种子萌发的影响由图$!
F可见!
各品种向日葵根系分泌物浓度为"+#3:%3>时!
其与AD!
$共同作用下列当种子萌发率均显著低于阳性对照AD!
$"*#+###!
此时萌发刺激物总浓度过高!
抑制了种子萌发&当)星火大白边*根系分泌物浓度分别为#+"a#"(%和#+"a#"(*3:%3>时!
以及)白葵杂'号*根系分泌物浓度为#+"a#"(*3:%3>时!
它们与AD!
$共同作用下向日葵列当种子萌发率均达到了对照的水平!
分别达到$,+%,($'+#&和$&+'*&而)@AB*根系分泌物与AD!
$共同作用下向日葵列当萌发率最高为%1+*'!
仍显著低于对照'同时!
向日葵根系分泌物和脱氢木香内酯共同刺激向日葵列当种子萌发结果与AD!
$相似"图$!
X#'其中!
当各品种向日葵根系分泌物浓度为"+#和"+""#3:%3>时!
它们与脱氢木香内酯共同作用的向日葵列当萌发率均显著低于阳性对照脱氢木香内酯"*!
+!
&#&而当根系分泌物浓度为#+"a#"(*3:%3>时!
)@AB*根系分泌物与脱氢木香内酯共同作用下的向日葵列当萌发率最高为$"+&&!
仍显著低于阳性对照!
而另外两个品种均可达到阳性对照水平'以上结果说明加入不同浓度)@AB*根系分泌物后削弱了脱氢木香内酯和AD!
$对向日葵列当的萌发刺激作用'因此!
推测抗性向日葵品种图%不同浓度\J>和AD!
$作用下向日葵列当种子萌发率V#V*的处理浓度分别为"+#("+"#(#+"a#"(%(#+"a#"($(#+"a#"(*3395%>b.
:+%V840QAD!
$V#V*/P40QN97P8!
7向日葵根系分泌物粗提物与AD!
$"F#或者脱氢木香内酯"X#共同作用下向日葵列当种子萌发率Jd#表示阴性对照"水#&Jd!
表示阳性对照AD!
$"#+"a#"(*395%>#&A2#(A2!
和A2%分别表示#+"a#"(*395%>AD!
$与"+#("+""#和#+"a#"(*3:%3>根系分泌物粗提物溶液共同作用&Jd%表示阳性对照脱氢木香内酯"#+"a#"(&395%>#&\2#(\2!
和\2%分别表示#+"a#"(&395%>脱氢木香内酯与"+#("+""#和#+"a#"(*3:%3>根系分泌物粗提物溶液共同作用b.
:+$V8#Jd#3#&A2#!
A2!
40QA2%3AD!
$;93T.
0;76Q#&\2#!
\2!
40Q\2%3Q;76Q向日葵品种根系分泌物对向日葵列当种子萌发的影响)@AB*根系分泌物中可能含有抑制向日葵列当种子萌发的物质!
使其对向日葵列当免疫'%讨论本试验通过不同抗性向日葵根系分泌物对向日葵列当种子萌发的影响研究发现!
敏感品种)星火大白边*和抗性品种)白葵杂'号*的根系分泌物能够刺激向日葵列当种子萌发!
并对向日葵列当的化感作用表现为)低促高抑*效应'免疫品种)@AB*根系分泌物虽能够刺激向日葵列当种子萌发!
但其最高萌发率显著低于前两者!
且在对苗期)@AB*植株上列当寄生调查情况发现列当寄生率为"!
说明萌发的向日葵列当种子不能与)@AB*根系建立寄生关系!
因此)@AB*表现出对向日葵列当免疫的特性'B向日葵根中具有毒素作用的&)羟基香豆素可能是向日葵对弯管列当"!
"#$%&'()')"&*%>9向日葵列当种子萌发!
但其萌发刺激活性与另外两个品种相比较低!
而且没有表现出-低促高抑.
的作用')@AB*根系分泌物与AD!
$或脱氢木香内酯共同作用时!
向日葵列当的萌发率低于AD!
$或脱氢木香内酯单独作用!
说明其根系分泌物中可能存在某种抑制AD!
$和脱氢木香内酯对向日葵列当种子萌发刺激的物质!
它与萌发刺激物同时作用!
降低了向日葵列当种子萌发率'列当属植物种子萌发刺激物质主要是独脚金内酯类化合物!
如列当醇+!
,,(乙酸独脚金内酯+!
&,(黑蒴醇+!
1,和B95404;95+!
',等!
但G9向日葵列当起萌发刺激作用的物质是脱氢木香内酯!
另有报道几种倍半萜内酯如桉叶内酯(P740/!
P740/):W"孔令晓#!
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