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实验三、植物化感作用 --入侵植物对农作物及杂草植物的影响 实验目的 1.掌握植物化感基本理论； 2.了解入侵植物的化感作用，深刻理解生态入侵概念及其入侵机制； 3.掌握植物浸提液的提取、制备方法； 4.掌握基本植物化感作用的实验方法。 实验原理 植物化感作用是指：植物(含微生物) 通过释放化学物质到环境中而产生对其它植物直接或间接的有害作用。 植物化感作用可在种间进行,也可以在种内进行。 植物化感作用具有3 个基本特征： 1) 相互作用的主客体均是植物，不包括植物和动物及其它有机体的相互作用。 2) 相互作用的化学物质是植物的次生代谢物质，而且必须有适合的途径进入环境中，不包含在植物体内变化的次生代谢物质。 3) 化感物质主要用于影响自身或邻近植物的生长发育，若用于植物间的化学通讯(如报警) 或污染环境(如一些树木挥发物和氧化氮形成烟雾) 也不属于化感作用研究范畴。 植物化感作用的媒体是化学物质，被称为“化感物质”(Allelochemical)。 在自然状态下，除了水以外，不可能有其它溶剂将植物中的化学物质淋溶出来，而且植物的次生代谢物质目前已超过3. 0 ×104 种，如果用有机溶剂淋溶(或浸提) ，任何一种植物都可能会有几个影响其它植物生长的次生代谢物质。 植物化感物质的研究和从植物中提取天然产物或确定植物的化学成分研究有着本质的不同。 在生态入侵过程中，外来入侵物种长通过淋溶、挥发、残体分解和根系分泌向环境释放化学物质，对周围植物（包括微生物）产生间接或直接有害或有利的作用，即化感作用（是其入侵方式之一） 。 实验器材与材料 植剪、培养皿、小铲、蒸馏水、烧杯、电子分析天平、离心管、离心机、三角烧瓶（50ml、500ml）、定性滤纸、记录本、烘箱、光照培养箱等。 校园内踏查，选取加拿大一枝黄花（也可选取其它入侵植物）。 受试植物种子： 农作物种子：玉米、黄瓜、莫斯科甜玉米、小麦、黄瓜、黑糯玉米；杂草种子：狗牙根、狼尾草、黑麦草、高羊茅草、苏丹草。 实验步骤 1.植物浸提液的提取、制备方法： 2. 浸种： 3人一小组，选择受试作物种子1～2种、杂草种子2种，将受试的作物和杂草种子用0.5%的硫酸铜溶液浸泡1～2h，蒸馏水冲洗干净。 培养皿在160～180 ℃下干热灭菌2h，冷却至室温，放入2层滤纸，备用。 实验处理：每组自行合理设置3个入侵植物的叶（地上部分）和根（地下部分）的浸提液的浓度梯度（本实验不规定浓度梯度，以免各组数据千篇一律），以蒸馏水作为对照组（CK组），每个处理组设3个平行。 种子培养：挑选籽粒大小相当的种子播于铺有滤纸的培养皿内，每个培养皿播30粒种子（玉米20粒）。分别加入不同浓度的培养液5～10ml左右，置于22～25℃条件下培养。 培养期间，每天须在一固定时间，添加不同浓度的培养液以保持一定湿度（用滴管轻轻加入，以免冲乱种子）。 实验记录：实验开始后，逐日记录萌发的种子数，记入下表中： 数据处理： 1.发芽率、发芽势和发芽指数 种子发芽实验结束后，要根据观察和记录结果计算种子的发芽率和发芽势。 （1）发芽率（%）=7d发芽种子数/供试种子数×100%，发芽率是决定种子品质和种子实际用量的依据： Gr=∑Gt/T×100% Gr为发芽率，%；Gt为在t日的发芽数，个；T为供试种子数，个。 （2）发芽势（%）=3d发芽种子数/供试种子数×100%； 种子发芽势是判断种子质量优劣、出苗整齐与否的重要标志，也与幼苗强弱和产量有密切的关系。发芽势高的种子，出苗迅速，整齐健壮。 （3）发芽指数： Gi= ∑（Gt/Dt） Gi：为发芽指数； Gt为在t日的发芽数，个； Dt：为响应的发芽天数，d。 2.生理指标的测定： 种子萌发过程中的生理指标主要包括芽长、芽重和总重。发芽3天后，用镊子轻轻将其取出，用滤纸吸干后，再用刻度尺分别测量芽长和总长；之后，经分析天平测其全重和芽重（或苗重）。 实验结果 1.实验组与对照组发芽率、发芽势等指标的差异； 2.哪个提取液浓度对种子的发芽率等指标的影响最大？ 3.画出各实验组与CK组的柱状图。 -----The END----- * * 野外采集植物（全株） (取叶和根）洗净、自然风干 (取叶和根）洗净、烘干 （105℃杀青、65 ℃烘12h） 或者 磨碎 过筛（40目或60目） 精确称取1g干重 加50ml蒸馏水 超声30min 浸提24h或48h 离心（4000转10min）或过滤 取上清液得浸提液的原液（浓度相当于20mg/ml干物质）（冷藏保存） A B C CK A B C 浓度3 A B C