水葫芦组织浸提液对水葫芦生长的影响

水葫芦组织浸提液对水葫芦生长的影响

王海斌1，吴良展1，曾聪明1，郭万财1，林银英1，牛变红1，陆锦池1，何海斌1,2*

1

福建农林大学生命科学学院，福州（350002）

2

农业生态研究所，福州（350002）

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摘 要：以水葫芦为材料，研究水葫芦不同组织的乙醇和水浸提液对水葫芦生长发育的影响。结果表明，水葫芦不同组织浸提液对水葫芦生理生化指标及植株的氮、磷、钾含量均起到一定的抑制作用。其中以水葫芦叶的乙醇浸提液的抑制作用最强。抑制率分别为超氧化物歧化酶，33.54%；过氧化物酶，31.43%；过氧化氢酶，27.96%；丙二醛，-29.46%；可溶性糖，17.89%；可溶性蛋白，18.69%。氮、磷、钾含量抑制率分别为28.34%、26.47%、26.35%。 关键词：水葫芦；浸提液；生理生化

水葫芦又名凤眼莲，属雨久花科，凤眼莲属，原产于南美，是目前世界上危害极为严重的多年生水生杂草之一[1]。水葫芦的迅速扩散蔓延，不仅堵塞河道，对航运、排灌、水产养殖产生了严重的影响，带来了严重的生态、经济和社会危害[2]。目前防治水葫芦主要采用生物防治[3-5]、化学防治[6-8] 、机械防治[9]等。但生物防治，不仅成本高、耗时长、而且容易带来新的生态问题。化学防治则容易造成水体污染，进而破坏生态环境；机械防治则是治标不治本。因此寻找一种生态、安全的防治水葫芦方式具有重要理论和现实意义。

因此，本研究以水葫芦不同组织为材料，研究不同组织的乙醇和水浸提液处理水葫芦后对水葫芦生长发育的影响，以期为天然水葫芦防除剂的开发提供一定的理论基础。

1 材料与方法

1.1实验方法

将取自福建农林大学农业生态研究所田间网室水葫芦分为根、茎、叶三部分。各取50g 分别以双蒸水和乙醇作为提取液，研磨后定溶至250ml 。在室温下浸泡48 h后，过滤。取组织浸提液各50ml 分别喷施水葫芦（每个水平设三个重复，其中乙醇浸提液，旋转蒸发至5ml 左右，再定溶至50ml ），并以蒸馏水和相应稀释度的乙醇作为对照，处理7天后，测定水葫芦生理生化指标及植株氮、磷、钾含量。

1.2水葫芦生理生化指标及氮、磷、钾含量的测定

水葫芦中超氧化物歧化酶（SOD ）、过氧化物酶（POD ）、过氧化氢酶（CAT ）、丙二醛（MDA ）、根系活力、可溶性糖和可溶性蛋白的测定参照植物生理学实验指导[10]，植株中N 、P 、K 测定采用农业化学分析方法[11]。结果采用下式计算抑制率，并作统计分析。抑制率(Inhibitory Rate) IR=（1-TR/CK）×100%，TR 为处理值(Treatment)，CK 为对照值(Control)。

2 结果与分析

2.1 水葫芦不同组织浸提液对水葫芦生理生化指标的抑制率

SOD （超氧化物歧化酶）、POD （过氧化物酶）、CAT （过氧化氢酶）、这三种酶是细胞内十分重要的保护酶。SOD 催化由呼吸作用电子传递链产生的，对植物有毒害作用的超氧自由基（O 2-）歧化成O 2和H 2O 2，而POD 、CAT 则进一步将H 2O 2氧化成H 2O 和O 2。同时SOD 、POD 、CAT 可防止活性氧对脂类物质破坏和对蛋白质分子的聚合交联作用[12]。三种酶之间通

过协同作用，增强植物细胞的防御能力。图1、2、3结果表明，以水葫芦不同组织浸提液喷施水葫芦后，水葫芦生理生化指标都受到一定程度的影响。同一组织不同提取液间存在一定的差异，且差异达极显著水平。即水葫芦叶的乙醇浸提液对水葫芦保护酶系—超氧化物歧化酶（SOD ）、过氧化物酶（POD ）、过氧化氢酶（CAT ）的抑制率分别为、33.54%、31.43%，27.96%。水葫芦茎的乙醇浸提液的抑制率分别为19.32%，15.34%，20.11%。水葫芦根的乙醇浸提液分别为10.36%，8.74%，9.26%。而水葫芦叶、茎、根的水浸提液对的保护酶系的抑制率分别为15.34%、16.78%、20.34%，8.36%、7.15%、12.36%和5.32%、2.41%、3.62%。

进一分析发现水葫芦不同组织浸提液喷施水葫芦后，增加水葫芦植株有害物质丙二醛含量的积累，即水葫芦叶、茎、根的乙醇浸提液对水葫芦丙二醛含量的抑制率分别为-29.46%、-17.36%、-10.13%，而水浸提液则分别为-10.21%、-8.17%、-3.57%。此外，由图1、2、3还可看出，经水葫芦不同组织浸提液喷施的水葫芦，其抗性物质可溶性糖、可溶性蛋白的积累下降，即水葫芦叶、茎、根的乙醇浸提液对水葫芦植株相应指标的抑制率分别为17.89%、18.69%，10.34%、11.52%和7.47%、8.91%，而水浸提液则分别为10.45%、11.34%，6.31%、7.16和2.16%、3.48%。可见，不同水葫芦组织浸提液，对水葫芦生长存在一定的影响，其中以叶浸提液的作用最大，而叶浸提液则以乙醇浸提液抑制率最高。

40%

30%

抑制率

/I n h i b i t o r y R a t e (%)

20%10%0%-10%-20%-30%-40%

图1 水葫芦叶浸提液对水葫芦生理生化指标的影响

Fig 1 The effect of physiobiochemical characteristics on hyacinth after treated

by water extracts from hyacinth leaves

注: A: 超氧化物歧化酶superoxide dismutase (SOD); B: 过氧化物酶peroxidase (POD); C: 过氧化氢酶catalase (CAT); D: 丙二醛malondialdehyde (MDA); E: 可溶性糖Soluble carbohydrate; F: 可溶性蛋白Soluble protein;

25%

20%15%10%5%0%-5%-10%-15%-20%-25%

/I n h i b i t o r y R a t e (%)

图2 水葫芦叶浸提液对水葫芦生理生化指标的影响

Fig 2 The effect of physiobiochemical characteristics on hyacinth after treated

by water extracts from hyacinth leaves

15%

10%

抑制率 /I n h i b i t o r y R a t e (%)

5%0%

-5%-10%-15%

图3 水葫芦叶浸提液对水葫芦生理生化指标的影响

Fig 3 The effect of physiobiochemical characteristics on hyacinth after treated

by water extracts from hyacinth leaves

2.2 水葫芦不同组织浸提液对水葫芦生理生化指标的抑制率

水葫芦植株氮、磷、钾含量的分析结果表明，水葫芦不同组织的乙醇和水浸提液对水葫芦本身对氮、磷、钾的吸收具有一定程度的抑制作用。即水葫芦叶、茎、根的乙醇浸浸提液对水葫芦植株氮、磷、钾含量的抑制率分别为28.34%、26.47%、26.35%，19.65%、17.36%、16.74%和10.24%、11.31%、10.48。而水葫芦相应组织的水浸提液则分别为20.16%、19.62%、19.355%，15.13%、13.91%、8.12%和4.64%、3.27%、4.18%。进一步分析发现，不同水葫芦组织浸提液以叶浸提液的的抑制作用最大，而叶浸提液则以乙醇浸提液抑制率最高。这与水葫芦不同组织浸提液对水葫芦生理生化指标的抑制作用趋势一致。可见水葫芦不同组织浸提液处理水葫芦后可抑制水葫芦对营养元素的吸收和积累。

3 结论

本研究初步探讨了，水葫芦不同组织经乙醇和水浸提后处理水葫芦，对水葫芦生长发育的影响，并得出几个结论。（1）水葫芦不同组织浸提液处理水葫芦后对水葫芦的生长起到一定的抑制作用。（2）水葫芦不同组织浸提液以叶浸提液对水葫芦生长的影响最显著。（3）不同提取剂以乙醇提取液的抑制作用最大。

利用水葫芦自身提取物防除水葫芦，不仅减少水葫芦污染，又可保护生态环境。因此继续深入研究具有重要的现实意义。

35%30%

抑制率 I n h i b i t o r y R a t e （%）

25%20%15%10%5%0%

图4 水葫芦不同组织浸提液对水葫芦氮、磷、钾含量德抑制率

Fig 4 The inhibitory rate of the content of nitrogen, phosphor, and potassium on hyacinth after treated

by water extracts from different part of hyacinth

参考文献

1. 刘欣萍. 浅谈水葫芦治理与利用. 中国环境管理. 2004,12:60-62

2. 吉红香, 黄本胜, 李东风. 水葫芦过度繁殖造成的危害及治理对策. 广东水利水电. 2005 (1) : 1-4. 3. 郑雪芳, 刘建, 张秋芳, 等.“葫芦克星”对恶性杂草水葫芦的几个生理指标的影响. 农业环境科学学报. 2007,26(2):795-797

4. 吕永品, 邵成, 高泽民, 等. 36 %草·氯SP 防除水葫芦的研究. 安徽农业科学. 2005 ,33(7) :1189

5. 赵佑柏, 金晨钟, 刘桂英, 等. 几种除草剂防除水生杂草水葫芦的效果初报. 湖南农业科学. 2006 ,(3) : 98-99

6. 丁义, 褚建君. 水葫芦的生物防治. 杂草科学. 2005, (3):1-5

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10. 张志良, 瞿伟箐. 植物生理学实验指导[M]. 北京: 高等教育出版社, 2003:35-132 11. 刘春生, 杨守祥. 农业化学分析[M]. 北京:中国农业出版社。1996:8-60

12. Boeler W, Montagu V, Ince D. Superoxide dismutase and stress tolerance. Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol Biol, 1992,43:83-116

The effect of the growth of hyacinth after treated by

extraction from hyacinth tissues

Wang Haibin 1，Wu Liangzhan 1，Zeng Congming 1，Guo Wancai 1，Lin Yinying 1，

Niu Bianhong 1，Lu Jinchi 1，He Haibin 1,2*

1 School of Life Sciences，Fujian Agriculture and Forestry University，Fuzhou （350002） 2 Agroecology Institute，Fujian Agriculture and Forestry University，Fuzhou （350002）

Abstract

The hyacinth was employed as mainly material. The ethanol and water extraction solution of hyacinth tissues were made. A experiment was designed to study the growth of hyacinth which treated by the ethanol and water extraction solution, respectively. The results indicated that the extraction of different hyacinth tissues could inhibited physiobiochemical characteristics and the content of nitrogen, phosphorus, and potassium in hyacinth, but the inhibitory rate of ethanol extraction from leaves was strongest. The inhibitory were superoxide dismutase (SOD), 33.54%; peroxidase (POD), 31.43%; catalase (CAT), 27.96%; malondialdehyde (MDA), -29.46%; Soluble carbohydrate, 17.89%; Soluble protein, 18.69%. The inhibitory rate of the content of nitrogen, phosphorus, and potassium in hyacinth were 28.34%, 26.47%, 26.35%, respectively.

Keywords ：Hyacinth ，extraction solution，physiobiochemistry

作者简介：

王海斌（1983-），男，硕士研究生， 植物化感作用及其分子生态学研究； 何海斌（1957-），副教授。