CN101762687A - 植物器官水溶性提取物化感作用的分析测试方法 - Google Patents

植物器官水溶性提取物化感作用的分析测试方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及植物器官提取物化感作用的分析测试方法，该方法包括在阀门关闭状态时，向玻璃瓶中加入植物器官，在植物栽培皿中加入石英砂，种植植物幼苗，待幼苗成活后，打开阀门，使植物栽培皿中的营养液经底部的连通管进入到玻璃瓶中，含有植物器官的水溶性提取物的营养液进入到玻璃瓶底部的连通管，在气流的作用下返回至植物栽培皿内，当植物栽培皿中的植物处于花期时测定植物的株高、叶面积、生物量、光合速率、根系活力、SOD、POD、CAT和MDA，成熟期时测定植物的生物量和产量，再与对照组植物相应的指标进行对比，可得植物器官水溶性提取物对植物的化感作用。本发明由于采用了将植物器官水溶性提取物的收集与化感作用研究的过程融为一体的方法，因而提高了工作效率、减少了工作量。

Description

植物器官水溶性提取物化感作用的分析测试方法
技术领域
本发明涉及植物器官提取物化感作用的分析测试方法，尤其是一种植物根、茎、叶等器官水溶性提取物对周围植物(包括同种个体)化感作用的分析测试方法，属植物科学与生态学领域。
背景技术
在植物界，几乎所有植物都或多或少地含有具化感作用的物质成分。植物化感作用的概念是H.Molish在1937年首先提出的，是说所有类型植物(含微生物)之间所含有的生化物质可相互作用；这种相互作用包括有害和有益两方面。植物的化感作用广泛存在于自然界中，化感作用的媒体是化学物质，被称为“化感物质”，即植物本身产生的影响其他生物生长、行为和种群生存的化学物质。化感物质存在于植物的根、茎、叶等器官中，从植物根部溢出直接产生克生效应，和从植物表面溢出并被雨水冲洗到下层植物的植株上，或进一步渗入到土壤后表现出克生效应，是植物释放化感物质的两种重要途径。
植物化感作用是植物之间传递信息的一种方式，也是植物在生态系统中适应环境的一种机制。充分利用植物化感作用的正效应而避免其负效应，可达到防治杂草、开发天然农药和植物生长调节剂、减少有害化学品污染、合理利用资源、保护生态环境的目的。研究并应用植物化感作用对发展可持续性农业具有重要意义。
以往对植物器官水溶性提取物化感作用的研究，往往采用先收集到植物器官的水溶性提取物，然后再通过实验研究其化感作用的方法。由于所要收集的化感物质通常含量非常低，所以需要大量的植物器官和延长收集时间来获得足够量的提取物，收集到样品后才能进行化感作用研究，整个过程工作量和耗时都非常大。
CN2581964Y公开了一种植物根分泌物连续收集装置，本发明引用该实用新型专利的全文作为背景技术。该实用新型提供的装置用于植物根分泌物连续收集。
发明内容
为了克服上述植物器官水溶性提取物化感作用研究中存在的耗时长、工作量大的问题，本发明提出了一种在收集植物器官水溶性提取物的同时分析测试其化感作用的方法。
术语说明：
SOD：超氧物歧化酶。
POD：过氧化物酶。
CAT：过氧化氢酶。
MDA：丙二醛。
本发明技术方案如下：
本发明的植物器官水溶性提取物化感作用的分析测试方法，测试装置包括一个植物栽培皿通过阀门连通玻璃瓶，玻璃瓶底部有连通管，连通管回路再通入植物栽培皿上口，连通管回路中还有充气口，按以下步骤进行：
步骤1、在阀门关闭状态时，向玻璃瓶中加入植物器官10-100g；
步骤2、在植物栽培皿中加入石英砂，种植与步骤1所述植物相同的或不同的植物的幼苗10-50株，加入营养液1-2L，培养2-4d，待幼苗成活后，打开阀门，使植物栽培皿中的营养液经其底部的连通管进入到玻璃瓶中；
步骤3、玻璃瓶中的含有植物器官的水溶性提取物的营养液进入到玻璃瓶底部的连通管，通过该管路中的充气口充入空气，使该连通管内的液体在气流的作用下返回至植物栽培皿内，形成液流循环，液流流速保持在1L·h-1。
步骤4、当植物栽培皿中的植物处于花期时，先取部分植株测定植物的株高、叶面积、生物量、光合速率、根系活力、SOD活性、POD活性、CAT活性和MDA含量等指标；当植物栽培皿中的植物处于成熟期时，取剩余植株测定植物的生物量和产量等指标，每次取样均与对照组植物相应的指标进行对比。
步骤4中对照组植物样品的种植与本发明使用同样装置同样方法，只是玻璃瓶中不加入植物器官。步骤4中具体植物研究指标的选定及测定方法是本领域技术人员所熟知的，本发明对此不做特别限定。
植物研究指标数据测定后，可运用统计软件对处理值与对照值之间进行差异显著性检验，若差别显著表示存在化感作用，然后再用处理值与对照值差别的大小表示所研究植物器官水溶性提取物化感作用的相对强弱，即：相对强度＝100％×(处理值-对照值)/对照值，结果大于零表示正效应，结果小于零表示负效应，所得结果的绝对值越大，表示化感作用越强烈。
步骤1所述的植物器官是植物的根、茎或叶之一或混合。优选的是烘干粉碎的根、茎或叶之一或混合。也可以是鲜样。
步骤2的营养液可选用本领域常规产品，优选常规双子叶植物营养液，配方如下：
K2SO4：0.75×10-3mol·L-1，MgSO4：0.65×10-3mol·L-1，KCl：0.1×10-3mol·L-1，Ca(NO3)2：2.0×10-3mol·L-1，KH2PO4：0.25×10-3mol·L-1，H3BO3：1.0×10-5mol·L-1，MnSO4：1.0×10-6mol·L-1，CuSO4：1.0×10-7mol·L-1，ZnSO4：1.0×10-6mol·L-1，(NH4)6Mo7O24：1.0×10-8mol·L-1，Fe-EDTA：1.0×10-4mol·L-1。
在整个实验过程中根据营养液消耗的情况适量补充营养液，这是本领域技术人员所熟知的，本发明对此不做特别限定。
本发明的测试装置采用专利公告号CN2581964Y的一种植物根分泌物连续收集装置。
本发明的有益效果是：由于采用了将植物器官水溶性提取物的收集与化感作用研究的过程融为一体的方法，因而提高了工作效率、减少了工作量。植物器官的量和植物栽培的量、发育阶段等都可以调控，进行随机组合，从而更有利于植物器官水溶性提取物化感作用的理论研究。本发明与采用常规方法相比效率提高1-3倍，工作量减少1半以上。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述，以便本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。
实施例中的测试装置均采用实用新型专利CN2581964Y一种植物根分泌物连续收集装置。
实施例中的营养液均采用常规双子叶植物营养液，配方如前所述。
实施例1：花生根系水溶性提取物对花生植株化感作用的分析测试
1、在阀门关闭状态时，向玻璃瓶中加入烘干粉碎的花生根系(直径＜1mm)20g。同时，
2、在植物栽培皿中加入石英砂，种植花生幼苗10株，加入营养液1L，培养2d，待幼苗成活后，打开阀门，使花生栽培皿中的营养液经底部的连通管进入到玻璃瓶中。
3、含有花生根系水溶性提取物的营养液进入到玻璃瓶底部的连通管(Teflon材料)，通过该管路中的充气口充入空气，使该连通管内的液体在气流的作用下返回至花生栽培皿内，形成液流循环，液流流速保持在1L·h-1。
实验过程中根据营养液消耗的情况适量补充营养液。
4、当植物栽培皿中的花生处于花期时测定株高、叶面积、光合速率，取5株测量生物量、茎叶鲜重、根系鲜重、根系活力、叶片SOD、POD、CAT活性和MDA含量，成熟时取剩余的5株测量茎叶鲜重、根系鲜重和荚果鲜重。对照组也采用同样装置及方法测定，但玻璃瓶中不加入烘干粉碎的花生根系。将处理与对照的结果对比后得出花生根系水溶性提取物对自身生长发育存在化感作用，抑制幼苗的生长，降低叶片光合速率，增加叶片MDA含量，使保护酶SOD、POD、CAT活性增强，减产20％。
实施例2：花生茎水溶性提取物对花生植株化感作用的分析测试
1、在阀门关闭状态时，向玻璃瓶中加入烘干粉碎的花生茎(直径＜1em)50g。同时，
2、在植物栽培皿中加入石英砂，种植花生幼苗14株，加入营养液1.5L，培养3d，待幼苗成活后，打开阀门，使花生栽培皿中的营养液经底部的连通管进入到玻璃瓶中。
3、含有花生茎水溶性提取物的营养液进入到玻璃瓶底部的Teflon连通管，通过该管路中的充气口充入空气，使该连通管内的液体在气流的作用下返回至花生栽培皿内，形成液流循环，液流流速保持在1L·h-1。
实验过程中根据营养液消耗的情况适量补充营养液。
4、当植物栽培皿中的花生处于花期时测定株高、叶面积、光合速率，取7株测量生物量、茎叶鲜重、根系鲜重、根系活力、叶片SOD、POD、CAT活性和MDA含量，成熟时取剩余的7株植株测量茎叶鲜重、根系鲜重和荚果鲜重。对照组也采用同样装置及方法测定，但玻璃瓶中不加入烘干粉碎的花生茎。将处理与对照的结果对比后得出花生茎水溶性提取物对自身生长发育存在化感作用，抑制幼苗的生长，降低叶片光合速率，增加叶片MDA含量，使保护酶SOD、POD、CAT活性增强，减产16％。
实施例3：花生叶片水溶性提取物对花生植株化感作用的分析测试
1、在阀门关闭状态时，向玻璃瓶中加入烘干粉碎的花生叶片80g。同时，
2、在植物栽培皿中加入石英砂，种植花生幼苗20株，加入营养液2L，培养4d，待幼苗成活后，打开阀门，使花生栽培皿中的营养液经底部的连通管进入到玻璃瓶中。
3、含有花生叶片水溶性提取物的营养液进入到玻璃瓶底部的Teflon连通管，通过该管路中的充气口充入空气，使该连通管内的液体在气流的作用下返回至花生栽培皿内，形成液流循环，液流流速保持在1L·h-1。
实验过程中根据营养液消耗的情况适量补充营养液。
4、当植物栽培皿中的花生处于花期时测定株高、叶面积、光合速率，取10株测量生物量、茎叶鲜重、根系鲜重、根系活力、叶片SOD、POD、CAT活性和MDA含量，成熟时取剩余的10株测量茎叶鲜重、根系鲜重和荚果鲜重。对照组也采用同样装置及方法测定，但玻璃瓶中不加入烘干粉碎的花生叶片。将处理与对照的结果对比后得出花生叶片水溶性提取物对自身生长发育存在化感作用，抑制幼苗的生长，降低叶片光合速率，增加叶片MDA含量，使保护酶SOD、POD、CAT活性增强，减产22％。
本发明在科研工作中进行了实际检测应用，针对花生根、茎、叶水溶性提取物对花生植株的化感作用进行了分析测试，取得了较好的实验效果。本发明与采用常规方法相比效率提高2倍，工作量减少1半。

Claims (3)

1.一种植物器官水溶性提取物化感作用的分析测试方法，测试装置包括一个植物栽培皿通过阀门连通玻璃瓶，玻璃瓶底部有连通管，连通管回路再通入植物栽培皿上口，连通管回路中还有充气口，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、在阀门关闭状态时，向玻璃瓶中加入植物器官10-100g；
步骤2、在植物栽培皿中加入石英砂，种植与步骤1所述植物相同的或不同的植物的幼苗10-50株，加入营养液1-2L，培养2-4d，待幼苗成活后，打开阀门，使植物栽培皿中的营养液经其底部的连通管进入到玻璃瓶中；
步骤3、玻璃瓶中的含有植物器官的水溶性提取物的营养液进入到玻璃瓶底部的连通管，通过该管路中的充气口充入空气，使该连通管内的液体在气流的作用下返回至植物栽培皿内，形成液流循环，液流流速保持在1L·h-1；
步骤4、当植物栽培皿中的植物处于花期时，先取部分植株测定植物的株高、叶面积、生物量、光合速率、根系活力、SOD活性、POD活性、CAT活性和MDA含量等指标；当植物栽培皿中的植物处于成熟期时，取剩余植株测定植物的生物量和产量等指标，每次取样均与对照组植物相应的指标进行对比。
2.如权利要求1所述的一种植物器官水溶性提取物化感作用的析测试方法，其特征在于步骤1所述的植物器官是植物的根、茎或叶之一或混合。
3.如权利要求2所述的一种植物器官水溶性提取物化感作用的析测试方法，其特征在于所述的植物的根、茎或叶之一或混合是烘干粉碎的。
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