核桃叶水提物对常见作物化感作用的研究

农业生物学实验教学中心大学生开放性科研训练计划项目申请书项目名称：核桃叶水提物对常见作物化感作用的研究申请人：学号：E—mail：所在学院：专业年级：级学专业班联系电话：指导教师:职称申报日期：年月日填表说明一、填写立项申请书前，请先咨询指导教师或有关专业教师。申项目类别项目批准号A1请书的各项内容要求实事求是，逐条认真填写。表达明确、严谨，一律要求用打印稿件。二、申请书为16K本，骑缝装订成册。一式两份（至少一份原件），由指导教师签署意见并经专家评审小组评审，学院审核后，由农业生物学实验教学中心SRT计划项目管理小组备存。三、“项目类别”指A、B、C、D：A—学术论文、社会调查类；B—全国、省级竞赛（决赛）类；C—实验设计和科技制作、科研类；D—其他类。“项目批准号”不填，由中心统一编号。四、“所在单位意见”一栏中，应注明研究人员、时间、条件、政策等方面的保证措施和意见。五、如表格不够，可以加附页。注：本页仅供申请者填写立项申请书时参考，可以在申请书最终稿中去除，不必打印！一、简表项目简项目名称核桃叶水提物对常见作物化感作用的研究项目类别A、学术论文、社会调查类；B、全国、省级竞赛（决赛）类；C、科学实验和科技制作、科研类；D、其他类。2况申请经费起止年月项目申请人姓名学号性别出生年月专业、年级、班级学院前一学期平均学分绩点兴趣爱好前一学期综合测评名次电话指导教师姓名张海森职称讲师研究方向全球变化生态学、植物生理生态学主要教学工作简历时间授课名称授课对象学时授课单位主要科学研究工作简历时间项目名称获奖情况项目组情况主要成员∧不含申请者∨姓名学号性别出生年月专业年级学习状况项目分工签字二、立项依据（项目的意义、现状分析）植物化感作用（Allelopathy）(又称他感作用或克生作用)的概念是由德国科学家Molish于1937年首先提出。并定义为所有类型植物(含微生物)之间生物化学物质的相互作用,包括抑制和促进两个方面。植物化感物质通过淋溶、挥发、残体分解和根系分泌向环境中释放化学物质,从而对自身或周围其他植物(包括微生物)间接产生有利或有害的作用。近20年来化感作用已成为一个逐渐被世界各国科学家重视的研究领域．主要包括化感作用(Allelochemicals)的分离鉴定、化感作用生物检测方法、化感作用种质资源评价及化感作用遗传特性等方面的研究。化感作用在农业生产中的应用极为广泛,无论是作物的单一种植还是轮作、间作、覆盖、翻埋、重茬种植,都要考虑化感作用的影响。据估计,每年由于化感作用造成的世界农业损失高达数十亿美元。因此,研究化感作用具有十分重大的意义,如利用自然界中广泛存在的化感作用进行有益的植物组合，避免或减少克生效应或者对化感作用物质的提取、分离和鉴定,模拟其3结构,可开发出创新型除草剂,减少化学农药的大量使用。由此可见,植物间的化感作用在植物资源保护及其开发利用上蕴藏着巨大潜力。核桃是胡桃科核桃属落叶乔木，又名胡桃。在我国栽培历史悠久，分布很广，资源十分丰富。据报道,核桃科植物具有化感作用，胡桃醌能够抑制植物生长发育。在我国核桃适生区的一些地、市(县)已将核桃作为主导产业发展。由于核桃树进入盛果期尚需多年时间，所以在这些年内，人们易于把粮食作物套种在核桃行间，实行果粮间作的模式来提高收入，但发展中存在许多问题,如人为地将不同的作物间作套种于核桃园中,其中核桃的化感作用是不容忽视的一个重要方面。为了探明核桃地上部分是否存在他感作用,本文以核桃叶、枝条为材料,对其水溶物在种子萌发和幼苗生长方面的作用进行了初步研究,为果树和作物间作提供指导，并为农业生产提供理论依据。三、项目实施方案及实施计划实施方案、实施办法、具体实施计划及可行性分析。实验材料：新鲜核桃树叶，小麦，玉米，绿豆种子若干。实验仪器：PPEA便携式植物效率仪、双气室红外线CO2气体分析仪（IRGA）、用于测定种子发芽率、幼苗生长、根总活力和组织超氧化物歧化酶活性的实验仪器。具体实施计划：1.1核桃叶水提液的制备从健康的核桃树上，选取一年生核桃功能叶，采样后用自来水轻轻冲洗,晾干表面水分后用剪刀剪碎(2cm)称重,各材料平均分成4份放入玻璃瓶中,加蒸馏水使各瓶中的鲜样含量分别为0.25、0.025、0.005和0.0025g/mL,放置10d(每隔12h摇动10min)后,过滤得到核桃叶鲜样的水溶物提取液。1.2受体植物选用小麦、玉米和绿豆作为受体植物种子购于种子公司，经水选取下层种子备用。1.3水提物对种子萌发以及幼苗初期生长的生物检测1.3.1受试植物种子发芽试验种子用0.3%的高锰酸钾消毒10min,然后用蒸馏水冲洗干净,种子经催芽处理后,均匀摆放于发芽床中,每培养皿中放入100粒种子,每处理3次重复。置25℃恒温箱前加入5mL不同浓度的叶水提液,对照加入5mL蒸馏水。每天观察发芽情况,并及时补充等量水提液和蒸馏水,使滤纸始终保持湿润。从置床起记时,开始发芽时定期观察,培养到对照绿豆发芽率超过90%时停止试验,统计种子的发芽情况,计算发芽率。发芽率(％)=(发芽终期全部正常发芽的种子/供试种子数)×100发芽指数(Gi)=Σ(Gt／Dt)Gt—浸种后第t日的发芽数Dt—相应的发芽日数1.3.2受试植物幼苗初期生长的生物检测分别取上述浓度的叶水提物10ml，加入铺有2张滤纸的柱形玻璃管中(5.5cm×9.5cm)，选取萌发一致的种子置于滤纸上，以去离子水为对照，定时补充水提物。每种植物10株，3次重复，5d后记录幼苗的苗长和根长,用分析天平称量苗鲜重和根鲜重，求平均数。3幼苗新叶光合作用指标的综合测定本组实验幼苗均采用在测定发芽率实验中由各组种子萌发而来的幼苗。3.1幼苗新叶光合作用指标测定用双气室红外线CO2气体分析仪（IRGA）于晴天9:00—11:00选取各处理上部第2片完全展开叶进行光合作用指数的测定，同时采用英国Hansatech公司生产的PPEA便携式植物效率仪测定该叶荧光参数，测定前叶片暗适应15—30min。3.2幼苗新叶叶绿素含量的测定从每个培养皿中取新鲜植株叶片0.1g（每组3份重复）置研钵中。加少量石英砂和碳酸钙粉及2-3ml96％乙醇研成匀浆，再加乙醇10ml研磨至组织为白色。将全部匀浆过滤，滤入25ml4容量瓶里，最后用乙醇定容；以96％乙醇为空白。在波长665nm、649nm和470nm下测定吸光度并计算叶绿素含量。4幼苗中保护酶（POD/SOD/CAT）活力的测定剪取植物材料剪碎混匀，各称取0.5g，分别于预冷的研钵中，加少量石英砂，加2ml磷酸缓冲液冰浴下研磨成浆，加缓冲液（2+1）ml使终体积为5ml，研匀。匀浆全部移于大离心管内，1000rpm下离心10min。经显色反应后于560nm波长下测定吸光值并计算POD/SOD/CAT总活性。5幼苗根系活力的测定采用氯化三苯基四氮唑（TTC）法测定各组处理的根系活力。可行性分析：本组实验均采用在植物生理实验课上学习的实验方法，材料易于准备。并且对实验条件要求不高，没有时间和空间的限制，易于我们本科生自主操作。本实验模拟自然环境下的化感作用，使用当今研究植物化感作用的主流方法，就有一定的科学性和科研价值。四、预期成果通过测定以上生理指标，分析核桃叶水提物对小麦、玉米和绿豆作物种子的萌发、幼苗生长、幼苗新叶叶绿素含量、光合气体交换特性、叶绿素荧光参数、新生叶净光合速率的影响，可能筛选到适合与核桃间作的作物品种，可以作为研究核桃化感作用的初级材料，并为核桃园间作作物提供理论指导。五、本项目的特点与创新之处本实验基于已学习的实验技术，利用植物次生代谢和化感作用知识，研究化感作用对受试植物的影响，实验仪器和条件要求不高，易于操作，可行性较高，并且具有较高的农业应用价值和农业生产指导意义。本实验的创新之处在于对植物化感作用及经济作物间作理论领域的初步探究，探究其科研价值和实用价值，并为实际农业生产提供理论指导。九、评审小组意见建议资助金额元小组负责人（签字）：小组成员（签字）：20年月日十、学院意见确定资助金额元学院公章负责人（签字）：20年月日