Differential Responses of Four Medicinal Plants to Eucalyptus urophylla Allelopathy and Preliminary Screening for Understory Suitability

桉树叶片采自广西都安瑶族自治县拉仁镇索潭村，经鉴定为桃金娘科桉属植物尾叶桉(Eucalyptus urophylla)。供试种子来源于药用植物决明、桔梗、益母草和穿心莲，购自安国市万草同源苗木花卉有限公司。高速冷冻离心机(德国艾本德公司)；紫外可见分光光度计(上海元析仪器有限公司)；酶标仪(美国伯腾仪器有限公司)；数显恒温水浴锅(金坛市易晨仪器制造有限公司)；立式压力蒸汽灭菌器(常州市衡正电子仪器有限公司)。

参考文献[13-15]，从无病虫害、生长状态一致的桉树采集上、中、下三层叶片，清洗后阴干。然后，对叶片进行如下处理：60 ℃烘干8 h，粉碎混匀；精确称取40 g叶片粉末，加入1 000 mL无菌水，浸泡24 h，过滤得40 g/L母液，分别稀释为5、10、20 g/L工作液，4 ℃保存备用。

选取籽粒饱满且大小一致的种子，经1% KMnO₄溶液消毒30 min。灭菌水冲洗数次，晾干后用于萌发试验。

参考李文杨等^[16]的方法，采用培养皿滤纸法，设CK(RO水)、5、10、20 g/L 4个浓度处理，每皿放置50粒种子，各添加5 mL对应浓度桉树叶片浸提液，于25 ℃、12 h光/12 h暗交替条件下培养，定期更换溶液以保持湿度。每处理重复3~4次。以胚根突破种皮1 mm为发芽标准。每日观察记录，根据以下公式计算种子萌发率。

式中，N——萌发种子数；M——供试种子总数。

在幼苗生长至15 d时，使用游标卡尺测量4种药用植物幼苗的主根长及苗高，取平均值。

按1.2.3的方法，将植物培养30 d后，参照文献[17]的方法，提取药用植物光合色素样品液。取决明、桔梗、益母草和穿心莲幼苗新鲜叶片0.2 g，加入80%丙酮研磨至组织变白，定容后常温12 000 r/min离心15 min，取上清液测定光合色素含量；参照文献[18]的方法制备药用植物样品液：取4种药用植物幼苗新鲜叶片0.5 g，加入预冷的磷酸缓冲液，在冰浴条件下研磨匀浆，定容至10 mL后于4 ℃、10 000 r/min离心20 min，收集上清液作为酶提取液。丙二醛(MDA)含量和过氧化氢酶(CAT)活性参照文献[17]进行测定，过氧化物酶(POD)活性依据文献[19]进行测定，超氧化物歧化酶(SOD)活性则采用文献[20]的方法进行测定。

参照文献[16]，分别测定对照组的指标值(C)和处理组的指标值(T)，根据T与C的相对大小选用相应公式计算化感效应指数(RI)，其值为-1~1，正值表示促进效应，负值表示抑制效应；同时结合化感综合效应指数(SE)对化感效应进行综合评价。计算公式如下：

所有处理均重复3次，并用Excel 2021进行数据整理和图表制作，使用SPSS 26.0进行方差分析和多重比较等。

不同浓度的桉树叶片浸提液处理后，益母草种子萌发率均高于对照组(CK)，而桔梗种子萌发率则显著低于CK(表 1)。这表明桉树叶片浸提液能促进益母草种子萌发，同时显著抑制桔梗种子萌发。这种差异可能是由于桉树化感物质对不同药用植物的敏感性不同所致，即不同植物对化感物质的代谢途径或根际微环境响应差异相关^[16]。

在5、20 g/L桉树叶片浸提液处理下，决明和穿心莲种子萌发率均低于CK。经10 g/L桉树叶片浸提液处理后，决明和穿心莲种子萌发率高于CK，穿心莲的化感效应指数大于决明，表明该浓度下桉树叶片浸提液对穿心莲种子萌发具有更强的促进作用。究其原因，可能与桉树叶片中含有的萜类、脂肪族化合物、芳香族化合物等化感物质有关^[21]。根据化感效应指数均值绝对值排序，4种药用植物种子萌发对桉树叶片浸提液的敏感性依次为：益母草＞桔梗＞穿心莲＞决明(表 1)。这说明益母草种子萌发对桉树叶片浸提液最敏感，而决明种子萌发最不敏感。

不同浓度桉树叶片浸提液对4种药用植物幼苗的主根长和苗高表现出种间差异和浓度依赖性响应(表 2)。在主根长方面，各浓度桉树叶片浸提液对决明幼苗主根长均表现显著促进作用，其中以5、10 g/L处理促进效果最显著，表明其根系生长对浸提液具有正向响应；对桔梗、益母草和穿心莲幼苗的主根长，各浓度均表现为抑制作用，且抑制强度随浓度升高而增强。根据主根长的化感效应指数均值的绝对值排序：穿心莲＞桔梗＞益母草＞决明，表明穿心莲根系对桉树叶片浸提液最敏感，而决明最不敏感。在苗高方面，各浓度对决明苗高均有显著促进作用，10 g/L时最强，20 g/L时最弱，促进作用随浓度升高先增后减。益母草在各浓度下均受抑制，且抑制随浓度升高而加剧；桔梗在5、10 g/L时受抑制(浓度越高抑制越强)，但在20 g/L时转为促进，表现出“低抑高促”效应；穿心莲在5、20 g/L时受抑制，10 g/L时则表现为促进作用。根据苗高的化感效应指数均值的绝对值排序：决明＞益母草＞穿心莲=桔梗，这说明决明具备较强的化感耐受潜力。

桉树叶片浸提液对4种药用植物幼苗光合色素含量的化感效应，因植物种类和处理浓度而异(图 1)。①4种药用植物幼苗的叶绿素a含量(图 1a)与叶绿素总量(图 1c)变化趋势基本一致：决明的叶绿素a及叶绿素总量在5 g/L处理下显著低于对照(p＜0.05)，但在20 g/L处理下显著升高，表现为“低抑高促”；桔梗各处理组含量均显著低于CK，且随浓度升高抑制作用持续增强；益母草和穿心莲分别在20、10 g/L处理下含量达到最低。②叶绿素b含量(图 1b)，决明表现为“低抑高促”，在20 g/L处理下达到峰值，显著高于CK；桔梗各处理组均显著低于CK，且随浓度升高抑制作用变化幅度不大；益母草和穿心莲分别在20、10 g/L处理下，叶绿素b含量达到最低。③类胡萝卜素含量(图 1d)：决明表现为“持平后降再回升”的波动趋势，在20 g/L处理下达到最高值；桔梗各浓度处理组含量均显著低于CK，且20 g/L时受抑制作用最强；益母草和穿心莲分别在10、20 g/L处理下达峰值，其中益母草在20 g/L时略有下降但仍显著高于CK。

桉树叶片浸提液对药用植物生理生化指标的影响如图 2所示。①MDA含量(图 2a)。决明随浓度升高显著增加，20 g/L处理下达到峰值，表明其细胞膜损伤随胁迫加剧；桔梗在5、20 g/L处理下与对照无显著差异；益母草在各浓度处理下，相比对照均显著升高；穿心莲各处理与对照均无显著差异。②SOD(与抗逆相关^[6])活性(图 2b)。决明在5、10 g/L处理下与对照无显著差异；桔梗在5 g/L处理下与对照无显著差异，在10、20 g/L处理下与对照相比显著下降；益母草5、10 g/L处理下与对照无显著差异；穿心莲在10 g/L处理下与对照无显著差异，在5、20 g/L处理下与对照相比显著下降。③POD活性(图 2c)。决明在20 g/L处理下与对照无显著差异，在5、10 g/L处理下显著高于对照；桔梗在20 g/L处理时显著高于对照，这可能与浸提液中含有的糖类、多酚类物质的调控有关^[18]；益母草表现为“低促高抑”，经5 g/L处理显著高于对照、20 g/L处理下显著低于对照；穿心莲在5、20 g/L处理下与对照相比显著升高。④CAT活性(图 2d)。决明表现为“低抑高促”，即决明在10、20 g/L处理下CAT活性显著高于对照(“高促”)，5 g/L处理下低于对照(“低抑”)；桔梗在20 g/L处理下显著高于对照；益母草为“低促高抑”，5 g/L处理下显著高于对照、20 g/L处理下显著低于对照；穿心莲在10、20 g/L处理下显著高于对照，且随处理浓度增加呈现先升后趋于稳定的变化趋势。

综合各指标响应趋势(表 3)，决明在多数参数上表现为正向或适应性响应(RI＞0)，表明其对桉树化感胁迫具有较强的耐受潜力。桔梗多项指标持续受抑制(RI＜0)，敏感性高，抗逆能力弱。益母草和穿心莲响应复杂，具一定适应性但稳定性较差。这说明不同药用植物对桉树化感物质的生理响应机制存在显著差异。其中，决明表现出最强的生理适应潜力。

由表 4可知，不同药用植物幼苗对桉树叶片浸提液的化感综合效应指数(SE)响应存在显著差异。决明在各浓度处理下SE＞0，且随浓度升高而增加，表明其生长和生理状态受到持续促进，表现出最强的化感耐受性与适应潜力。桔梗在所有浓度下SE＜0，呈浓度依赖性抑制，表明其对桉树化感物质高度敏感，不适合作为林下间作品种。益母草在低、中浓度(5、10 g/L)下SE＞0，仅在高浓度(20 g/L)转为抑制(SE＜0)，显示其在较低浓度胁迫环境下具有较好耐受性。穿心莲仅在10 g/L时SE＞0，其余浓度均为负值，响应不稳定，耐受性较弱。

化感作用效应具有显著的浓度依赖性和受体特异性。本研究发现，低浓度(5 g/L)桉树叶片浸提液对4种药用植物种子萌发的影响呈现明显差异：促进益母草种子萌发(RI＞0)，对决明种子萌发无显著影响(|RI|=0.01)，而显著抑制桔梗和穿心莲(RI＜0)。这种“促—无变化—抑”的响应表明，不同药用植物对同一化感源的初始生理响应存在差异。该结果与李文杨等^[16]报道的油茶叶片浸提液对藿香种子的抑制效应，以及朱艳霞等^[22]发现的穿心莲茎叶提取物对不同作物萌发的“抑—促”并存现象一致，进一步证实化感效应是供体浓度与受体种类共同作用的结果。

幼苗形态指标是化感胁迫响应的直观体现。本研究中，浸提液对桔梗、穿心莲及益母草主根生长的抑制随浓度升高而增强，尤以20 g/L处理最为显著，与白花丹参、紫花丹参对菘蓝的化感抑制趋势相似^[23]。相比之下，决明的主根长与苗高在各浓度下均呈促进趋势，提示其可能具备独特的代谢或耐受机制。已有研究指出，植物可将外源化感物质(如α-松油醇、桉树脑等)转化为次生代谢产物或促生长信号^[24]，推测决明可能通过此类途径缓解或利用桉树化感物质。

光合色素和生理生化指标进一步揭示了植物对化感胁迫的内在响应差异。叶绿素含量随桉树叶片浸提液处理浓度升高而在桔梗中持续下降，表明其光合系统受到抑制，该现象与张如义等^[25]关于核桃凋落叶对蔬菜光合色素影响的研究相符。丙二醛(MDA)作为膜脂过氧化标志物，在决明中随浓度升高显著积累，反映其细胞膜系统承受较强氧化压力；益母草的MDA含量在胁迫下呈小幅度先升高后降低的趋势，可能与其在高浓度胁迫条件下激活了抗氧化系统，增强了对活性氧的清除能力有关。抗氧化酶系统(SOD、POD、CAT)是植物应对氧化胁迫的关键防线^[26-27]。本研究中，桉树叶浸提液对决明和穿心莲的POD活性略有提升，表明其启动了积极的抗氧化防御，而桔梗表现为低浓度抑制、高浓度促进，益母草则呈“低促高抑”趋势，说明不同药用植物在酶调控层面的响应策略存在显著分化。这种差异可能是决定其耐受性高低的重要生理基础。

综上，决明与益母草在化感胁迫下表现出较强的生理适应潜力，尤其是决明在多指标上呈现正向响应，耐化感能力最为突出。然而需要指出的是，二者对光照均有较高的要求，其实际林下适生性不仅取决于化感耐受性，还受光照、水分等环境因子制约。此外，本研究在室内条件下开展，与田间实际环境存在差异，如温度、湿度、生物群落等生态因子不同，因此，化感物质的释放动态及浓度变化也可能与自然条件存在偏差。未来研究可从以下几个方面展开：一是设置不同郁闭度梯度，探究光照调控对药用植物化感耐受性的影响；二是结合土壤微生物组学分析，揭示“化感物质—土壤微生物—药用植物”的互作机制；三是通过长期定位试验，验证候选物种在实际林分中的生长表现及药材质量稳定性。该研究成果有望为构建“桉树—药用植物”复合种植模式、推动林药生态循环体系发展提供理论依据和实践参考。