作者简介:李建涛(1980—),男,黑龙江大庆人,本科,从事脑外科研究工作,E-mail:nicklip@126.com。
为探究大蒜浸提液对植物生长发育的影响,用不同浓度(0、2%、4%、6%、8%、10%和12%)大蒜浸提液浇灌萝卜( Raphanussativus L.)幼苗。结果表明,当大蒜浸提液的浓度低于6%时,萝卜幼苗的生长以及细胞内多种内含物(可溶性糖、蛋白质、叶绿素)含量随大蒜浸提液浓度的升高而增加;当大蒜浸提液浓度高于8%时,对萝卜的生长起抑制作用,相应的细胞内含物含量也随之下降。
大蒜在中国医疗方面的应用历史悠久, 《本草纲目》记载, 大蒜有散肿痛、除风邪、杀毒气、去风湿、健脾胃、止霍乱、解瘟疫等多种功效。近代研究表明, 大蒜具有良好的抗癌、防癌作用, 还能防治糖尿病、脑血管病, 提高肌体免疫力、抵御艾滋病[1], 大蒜对人类许多作用的机理主要是能消除体内的亚硝酸盐[2, 3]。现在关于以大蒜素对植物, 尤其是对蔬菜植物生长发育的影响报道逐渐增多[4, 5], 主要在于研究大蒜浸提液对土壤环境、减轻土传病害的作用[6]。我们以萝卜为材料, 采用不同浓度的大蒜浸提液浇灌萝卜幼苗, 从而探讨大蒜浸提液对萝卜幼苗生长及生理特性的影响, 为培育更优质的蔬菜提供理论依据。
萝卜(Raphanussativus L.), 产地青岛胶州, 选取其饱满度和整齐度都较高的种子。
大蒜浸提液。取100 g大蒜鲜鳞茎榨汁, 加入1 000 mL H2O, 过滤, 作为原液, 然后稀释成0、2、4、6、8、10和12%等7个浓度梯度。
在9 cm培养皿中铺4层滤纸, 每个培养皿中播种50粒种子, 重复3次。每天分别用上述不同浓度的大蒜浸提液浇灌, 保持培养皿内湿润。
播种3 d后测定种子发芽势, 5 d后测定种子发芽率, 从6 d起开始测量萝卜幼苗的株高, 每3 d测量1次, 共测量4次。16 d后开始测量萝卜幼苗细胞可溶性糖、蛋白质、叶绿素等的含量。
萝卜种子发芽势、发芽率的计算。
幼苗株高。从第6天起, 每隔3 d, 每处理测量20株萝卜幼苗株高, 共测4次, 求平均值。
可溶性糖含量的测定[7]。取经过不同浓度大蒜浸提液处理的萝卜幼苗1 g, 置于50 mL锥形瓶中, 加入25 mL蒸馏水, 在水浴锅中沸水浴10 min, 冷却后过滤, 滤液定容至100 mL。取1 mL溶液与5 mL蒽酮溶液于试管中, 摇匀后沸水浴10 min, 冷却后于波长625 nm测定透光度, 进而求得幼苗中可溶性糖含量。
蛋白质总含量的测定。取萝卜幼苗1 g于研钵中快速研磨, 加入4 mL蛋白质抽提溶液, 4 000 r· min-1离心20 min, 取上清液1 mL与4 mL双缩脲试剂混合, 25 ℃水浴30 min, 冷却后于波长550 nm测定吸光度, 计算幼苗中蛋白质总含量。
叶绿素含量测定。取萝卜幼苗1 g, 加入少量石英砂和10 mL丙酮, 研磨, 液体过滤, 滤液在波长分别为663和645 nm测定透光度, 计算幼苗中叶绿素a、b和总含量。
由图1看出, 经不同浓度的大蒜浸提液处理后, 种子发芽势与发芽率在大蒜浸提液浓度为4%~8%时, 相比对照组都有所增加; 但在大蒜浸提液超过10%时, 萝卜种子的发芽势和发芽率均有不同程度下降。
萝卜幼苗经不同浓度的大蒜浸提液浇灌后, 对幼苗生长有一定影响(图2)。当大蒜浸提液浓度为6%时, 萝卜幼苗生长最快, 平均株高均高于对照组, 表现出大蒜浸提液在较低浓度时有刺激作用; 当大蒜浸提液浓度为8%时, 萝卜幼苗的平均株高有所下降, 但与对照组相比不明显。可见大蒜浸提液浓度达到一定高度时可抑制植物的生长。
2.3.1 可溶性糖
与大蒜浸提液影响萝卜幼苗的株高趋势基本相同, 当大蒜浸提液浓度不超过6%时, 萝卜幼苗中可溶性糖含量均高于对照组; 浸提液浓度高于8%时, 可溶性糖含量相比对照组明显减少(图3)。
2.3.2 蛋白质
图4显示, 低浓度大蒜浸提液可刺激萝卜幼苗内蛋白质含量快速增加; 当浸提液浓度超过8%时, 细胞内蛋白质含量下降, 但也未低于对照组。可溶性蛋白质能以小分子状态溶于水, 其含量的增加是在不同环境下植物进行渗透调节的一种重要手段, 用以维持细胞内正常渗透势[8]。大蒜浸提液浓度在小于6%时, 可刺激幼苗的生长, 从而使细胞内蛋白质含量相对增加以维持细胞的正常生长; 而当大蒜浸提液浓度超过8%时, 蛋白质合成酶活性下降, 导致蛋白质含量降低。
2.3.3 叶绿素
从图5中可看出, 处理组的叶绿素含量(a、b和总量)均高于对照组, 但仍与上述结果类似。在大蒜浸提液浓度较低(< 8%)时, 可刺激叶绿素尽快合成, 以进行光合作用; 而当大蒜浸提液浓度超过10%时, 反而抑制叶绿素的合成。这与可溶性糖含量、蛋白质含量的变化结果相似。
从萝卜种子发芽势、发芽率和株高来看, 经不同浓度大蒜浸提液处理的萝卜幼苗的发芽势与发芽率变化不明显, 很有可能是因为种子发芽时主要靠种子胚芽提供营养, 外界环境对其影响相对较弱。在植物的生长过程中, 大蒜浸提液在低浓度时可刺激内含物含量的提高, 在超过一定浓度后, 就对植物的生长和发育有抑制作用[9]。
当大蒜浸提液浓度为6%~8%时, 可刺激植物的各种代谢过程加快, 使细胞内含物含量不同程度的提高; 如可溶性糖含量、蛋白质含量、叶绿素含量等; 当大蒜浸提液浓度超过一定值(8%) 时, 蛋白质合成酶活性下降[4], 分解酶活性上升, 最终导致可溶性蛋白质含量降低。
The authors have declared that no competing interests exist.
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