1四川農(nóng)業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開(kāi)題報(bào)告畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目 田間雜草馬唐的浸提液對(duì)紫玉米的化感作用選題類(lèi)型 應(yīng)用基礎(chǔ)型 課題來(lái)源 自選項(xiàng)目學(xué) 院 生命科學(xué)與理學(xué)院 專(zhuān) 業(yè) 化學(xué)生物學(xué)指導(dǎo)教師 王晗光 職 稱(chēng) 副教授姓 名 劉鵬 年 級(jí) 2009 級(jí) 學(xué) 號(hào) 2009*1 立題依據(jù)近年來(lái)隨著人們生活水平的不斷提高，飲食與保健被越來(lái)越頻繁的提到了人們的日常生活中。中國(guó)蔬菜網(wǎng)顯示，目前，鮮食紫玉米上市呈上升趨勢(shì)，而經(jīng)中國(guó)農(nóng)業(yè)谷物品質(zhì)監(jiān)督測(cè)試中心檢測(cè)紫玉米含有十八種氨基酸，并含有人體必需的 21 種微量元素和多種維生素以及天然色素，特別富含抗癌元素硒，增進(jìn)智力元素鋅以及鐵和鈣等，而且口感極佳，既軟又嫩，皮薄滑溜稍粘，還有一種特殊的清香，所以用紫玉米經(jīng)加工而成的食品是一種上乘的天然美味營(yíng)養(yǎng)保健食品。因此紫玉米作為又一經(jīng)濟(jì)作物其種植前景相當(dāng)可觀。雜草是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上一大危害，隨著雜草科學(xué)的發(fā)展和人們對(duì)化感作用研究的深入，現(xiàn)已闡明雜草不光和農(nóng)作物有著空間資源的爭(zhēng)奪還通過(guò)向體外溢出某些化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行相互影響，并發(fā)現(xiàn)了多種植物具有化感作用 1。馬唐，早熟禾科 (Poaceae)馬唐屬(Digitaria )植物。玉米地主要雜草之一，出苗期為 4-6 月，與玉米出苗期一致，生活力強(qiáng)，對(duì)玉米產(chǎn)量影響極大。紫玉米越來(lái)越被證實(shí)為一種純天然無(wú)公害保健品，其商業(yè)價(jià)值也越來(lái)越高，因此紫玉米的種植亦將得到普及。紫玉米作為引進(jìn)品種其本身營(yíng)養(yǎng)成分與一般玉米大不相同，國(guó)內(nèi)研究主要側(cè)重于化感作用機(jī)理、化感物質(zhì)合成、研究方法和現(xiàn)象描述，與生產(chǎn)實(shí)踐相關(guān)的研究相對(duì)比較薄弱，特別對(duì)化感作用影響因素的研究缺乏系統(tǒng)性，形成了將化感作用理論應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的短腿 2。因此，探索能夠?qū)⒒凶饔美碚搼?yīng)用于作物生產(chǎn)的方法和思路，對(duì)構(gòu)建高效持續(xù)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)體系具有重要意義。在研究方法上，化感作用有別于植物對(duì)養(yǎng)分、水分、光照和空間等有限資源的競(jìng)爭(zhēng)，因此，主要是采用模擬實(shí)驗(yàn)并結(jié)合田間試驗(yàn)的方法進(jìn)行研究 2-4。1）模擬實(shí)驗(yàn)，一般主要利用水培、砂培和組織培養(yǎng)等方法。2）階梯栽培法，將盆缽布置成階梯狀，采用循環(huán)營(yíng)養(yǎng)2液砂培，連續(xù)交替種植兩種植物，使其受光一致，并消除對(duì)養(yǎng)分的競(jìng)爭(zhēng)，來(lái)研究其相互影響。3）田間試驗(yàn)，盡管科研人員在實(shí)驗(yàn)室對(duì)化感作用作了大量的研究，但在田間條件下很少顯示出其科研成果，這可能是因?yàn)樵趯?shí)驗(yàn)室內(nèi)很難模擬田間真實(shí)的自然狀況。所以，實(shí)驗(yàn)室的模擬實(shí)驗(yàn)可以評(píng)估某種植物是否具有化感作用潛能，但要確認(rèn)其被觀察的化感作用能否表達(dá)出來(lái)，則田間試驗(yàn)是必不可少的。田間試驗(yàn)主要采用附加栽培法和置換栽培法來(lái)研究植物地下部分間的相互作用。附加栽培法是將兩種植物混植，固定一種植物的種植密度，而變化另一種植物的種植密度的栽培法；置換栽培法是將兩種植物混植，固定總的種植密度，而改變種植比例的栽培方法。化感物質(zhì)可以通過(guò)浸析揮發(fā)植物殘?bào)w分解和根系分泌等方式進(jìn)入環(huán)境中。根據(jù)化感物質(zhì)的作用途徑通常分別采用夾層法、常溫吸附法、浸提法或腐解法和疏水性根滲出液連續(xù)收集法（CRETS ）等方法提取化感物質(zhì)的復(fù)雜性 5-7。使得化感物質(zhì)的提取收集比較困難。目前，人們最常用的是浸提法收集化感物質(zhì) 6,8。浸提劑主要是兩類(lèi)化合物：一是無(wú)機(jī)化合物，如 H2O、NaOH、Na 4P2O7 等，二為有機(jī)化合物，如：甲醇、石油醚、氯仿、二氯甲烷、丙酮、乙醚、乙酸乙酯、乙醇等等。在浸提過(guò)程中，一般采用往復(fù)式振蕩和索式提取的方法進(jìn)行，然而這些方法在處理樣品時(shí)浸提時(shí)間較長(zhǎng)并且浸提不完全，樣品容易損失。另外，還可以采用超聲波方法浸提，由于超聲波深層的超聲破碎作用，從理論上說(shuō)能夠省時(shí)，并且浸提更加完全，但實(shí)際操作條件還有待于進(jìn)一步的研究。2 研究的主要內(nèi)容及預(yù)期目標(biāo)通過(guò)收集馬唐根系分泌物和莖葉淋洗液的化感物質(zhì)，研究其不同濃度浸提液對(duì)紫玉米的化感作用影響，從而指導(dǎo)紫玉米的生產(chǎn) 9-12。3 研究方案3.1 實(shí)驗(yàn)材料紫糯 54 號(hào)玉米種子（由中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)育成） 、馬唐、土壤、篩子、恒溫培養(yǎng)箱、智能人工氣候箱、21 cm 培養(yǎng)皿、 花缽（30 cm 口徑）100 個(gè)、蒸餾水、超純水、11 cm 定量濾紙、0.45 m 的濾膜、脫脂棉、容量瓶、燒杯等3.2 實(shí)驗(yàn)步驟33.2.1 實(shí)驗(yàn)流程3.2.2 水浸提液的制備采集新鮮馬唐的莖葉 50 g，根 50 g，分別用 500 mL 蒸餾水室溫下浸提 24 h，獲得 0.1 gmL-1 的水浸提液。浸提液經(jīng)二次過(guò)濾，第一次用定量濾紙過(guò)濾，第二次用 0.45 m 的濾膜過(guò)濾。得到不含微生物污染的浸提液作為母液。將母液用蒸餾水稀釋為試驗(yàn)所需的 0.05 和 0.025 gmL-1 的水浸提液，保存于 4 冰箱中，備用。3.2.3 紫玉米發(fā)芽試驗(yàn)A、紫玉米預(yù)發(fā)芽實(shí)驗(yàn) 13,14將購(gòu)置回來(lái)的紫玉米種子采取隨機(jī)的辦法，取有代表性的種子樣品，充分混合，再分成 2-3 組，每組 100 粒，放在鋪有濾紙或脫脂棉的培養(yǎng)皿內(nèi)，加足水后，放置于恒溫箱內(nèi)，采集馬唐 根浸提液莖葉提取液種子萌發(fā)實(shí)驗(yàn)應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)歸納總結(jié)探究馬唐根浸液、莖葉提取液對(duì)紫玉米種子萌發(fā)以及幼苗發(fā)育的影響。盆栽土培實(shí)驗(yàn) 種子萌發(fā)率種子萌發(fā)勢(shì)胚根長(zhǎng)度4使其溫度保持在 28 -30 條件下發(fā)芽，種子發(fā)芽的標(biāo)準(zhǔn)是胚根突破種皮 12 mm.。第三天計(jì)算發(fā)芽勢(shì)，第 7 天計(jì)算出發(fā)芽率，求出各組平均值即為樣品種子的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率。計(jì)算公式如下：發(fā)芽率（勢(shì)）%=發(fā)芽種子數(shù)供試種子數(shù)100實(shí)驗(yàn)發(fā)芽勢(shì)要求達(dá)到 75 %以上，發(fā)芽率要達(dá) 95 %以上。發(fā)芽率低于 85 %的種子不能使用，應(yīng)及時(shí)更換。B、紫玉米發(fā)芽試驗(yàn)用不同濃度馬唐根水浸提取液浸種 15-18（即母液，0.1 g/ml；半稀釋 0.05 g/ml；四分之一倍稀釋 0.025 g/ml） ；設(shè)置 4 組處理，每組供試種子 100 粒，以雙層濾紙為萌發(fā)基質(zhì)，將種子播于 4 個(gè)內(nèi)徑為 21 cm 的培養(yǎng)皿中，作 4 個(gè)重復(fù)，每皿播種 25 粒。然后將種子萌發(fā)于智能人工氣候箱(控制為 14 h 光照/10 h 黑暗(光照強(qiáng)度約 1l500 lx)， “白天”溫度為 25、 “夜晚”溫度為 20的條件下進(jìn)行。分別以母液、2 倍稀釋液和 4 倍稀釋液以及蒸餾水每 12 d澆水 1 次，以蒸餾水為對(duì)照(播種 25 粒，重復(fù) 4 次) 。以胚根伸出種皮 2 mm 為萌發(fā)標(biāo)準(zhǔn)，每 24 h 觀測(cè)記錄種子萌發(fā)情況，記錄萌發(fā)的種子數(shù)，并以直尺測(cè)定已萌發(fā)種子的胚根長(zhǎng)度(mm)，記錄后及時(shí)取出已萌發(fā)種子，觀察記錄至連續(xù) 14 d 不再有種子萌發(fā)為止。計(jì)算第三天紫玉米種子發(fā)芽勢(shì)與第七天發(fā)芽率。土培實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)所用土壤為四川農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)場(chǎng)土壤，取土后在陽(yáng)光下曝曬 4 h，用篩子將土壤內(nèi)草根等雜志篩掉?；靹颍攘垦b在 100 個(gè) 30cm 口徑花缽內(nèi)備用。將花缽分為 4組，每組 25 盆，每盆內(nèi)挖 4 個(gè) 2-3 cm 深的小坑，每坑播種 1 粒紫玉米種子，室外培養(yǎng)。 將四組花缽依次編號(hào) 1、2、3、4，每 1-2 d 分別以濃度梯度 19,21,23100 %、50 %、25 %的馬唐根浸提液以及蒸餾水澆灌，記錄種子發(fā)芽時(shí)間與種子發(fā)芽數(shù)。計(jì)算紫玉米種子四天發(fā)芽勢(shì)與七天發(fā)芽率。種子發(fā)芽長(zhǎng)出幼苗后，更換以 100 %、50 % 、25 %莖葉浸提液+根浸液與蒸餾水澆灌，每隔 24-48 h 測(cè)量幼苗高度。連續(xù)測(cè)定 45 天。記錄數(shù)據(jù)。3.2 數(shù)據(jù)處理3.2.1 根分泌物產(chǎn)生的生物學(xué)效應(yīng)用 Willam-son 法分析 20,22,27:1/CTRI )(CT)2(1式中，RI 表示化感效應(yīng)，C 表示對(duì)照值， T 表示處理值。當(dāng) 0RI1 時(shí)，化感物質(zhì)具有促進(jìn)作用，當(dāng)-1RI0 時(shí)，化感物質(zhì)具有抑制作用，絕對(duì)值大小與作用強(qiáng)度一致。53.2.3 采用 SPSS 軟件，對(duì)不同濃度水提液對(duì)玉米生長(zhǎng)的影響進(jìn)行獨(dú)立樣本 t 檢驗(yàn)，以此來(lái)判斷影響的有效性。另外，本實(shí)驗(yàn)測(cè)量指標(biāo)涉及到發(fā)芽率、根長(zhǎng)、莖葉長(zhǎng)等指標(biāo)，各項(xiàng)指標(biāo)的變化趨勢(shì)不盡一致，因此在綜合評(píng)價(jià)這幾種雜草水提物對(duì)紫玉米的化感作用時(shí)需通過(guò)效應(yīng)指數(shù)并求得%(平均敏感指數(shù)) 25-29。4 進(jìn)度安排第一階段：2012.02-2012.04，查閱文獻(xiàn)、 撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告、答辯;第二階段：2012.05-2012.06，馬唐的采集與化感物質(zhì)收集;第三階段：2012.06-2012.07，馬唐對(duì)紫玉米化感作用的預(yù)實(shí)驗(yàn); 第四階段：2012.05-2012.08，根據(jù)預(yù)實(shí)驗(yàn)更改實(shí)驗(yàn)方案，做實(shí)驗(yàn);第五階段：2012.08-2012.12，分析、整理、撰寫(xiě)論文、答辯。主要參考文獻(xiàn)1 閻飛等. 論農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展中的化感作用J, 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào) , 2001, 12(4): 633-6352 林文雄. 化感植物根際生物學(xué)特性研究現(xiàn)狀與展望J, 中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2007, 15(4).3 江貴波, 曾任森. 化感物質(zhì)及其收集方法綜述J, 河南農(nóng)業(yè)科學(xué) , 2006, (6): 24-27.4 陳紹莉,周寶利. 化感物質(zhì)的提取分離及鑒定方法的研究 J,上海蔬菜, 2010, 9(4): 20-23.5 張學(xué)文等,植物化感物質(zhì)及其釋放途徑J, 植物生理學(xué)報(bào) , 2007,23(7):295-297.6 熊勇等，紫莖澤蘭不同組織水提取液對(duì)水稻、玉米化感作用機(jī)制安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)J ，2011，39(14)：8222-8225,8249.7 閻飛. 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