五爪金龙对薇甘菊的化感效应研究

五爪金龙是薇甘菊入侵群落中伴生的主要藤本植物之一。运用室内生物测定方法,以薇甘菊种子为受体,测试了五爪金龙水浸提液对薇甘菊的化感效应,结果如下:五爪金龙叶片0.1、0.2和0.3g·mL-1(以鲜叶质量计)的三种浓度水浸提液对薇甘菊种子萌发及根长生长均具有显著的抑制作用,抑制效应随浓度增加而增大,综合化感效应指数分别为-0.72、-1.2和-2.49,综合抑制率分别为35.29%、50.39%和67.27%。随着浸提液浓度的升高,薇甘菊的种子萌发抑制率从30.77%增至61.54%,而根长生长的抑制率则从60.65%增至82.92%,其受到的化感效应RI值是同浓度下种子萌发率的3~3.6倍,表明浸提液对薇甘菊根长生长的抑制作用更大。浸提液处理使薇甘菊的叶绿素含量及叶绿素a/b比值均降低,说明薇甘菊的光合作用也受到抑制。上述结果表明五爪金龙具有较强的抵御薇甘菊入侵危害的化学性防御潜力,这对其在薇甘菊入侵群落中的伴生生存具有重要意义。     

异质环境下入侵植物薇甘菊的适应性与繁殖特性

薇甘菊（Mikaniamicrantha H.B.Kunth）为世界上最具有入侵性和危害性的外来入侵物种之一,对其控制与管理已成为长期以来世界性难题。了解入侵植物薇甘菊在异质环境下的适应性与繁殖特性对安全有效预警、监测和防治该入侵物种具有重要意义。本文于薇甘菊盛花期,根据薇甘菊入侵生境的光照条件、群落结构和生长方式差异,在薇甘菊常见的4种入侵生境（林地、荒地、农田和和河边）选取10个样地,调查研究了不同生境条件下薇甘菊的开花结实和繁殖分配,并运用植物叶片功能性状的研究方法研究了不同生境条件下薇甘菊的比叶面积（SLA）、叶干物质比例（LMF）和茎干物质比例（SMF）的3种叶片功能性状。研究结果表明,生境条件对薇甘菊的开花结实和繁殖分配具有显著影响。其中抛荒农田（样地Ⅷ）和河流边缘（样地Ⅸ和Ⅹ）薇甘菊的总花数、种子量、生殖枝茎生物量分配和花生物量分配均显著大于其他生境,显示在有利于其生长的条件下,薇甘菊种群倾向于有性繁殖;而在不利于薇甘菊生长的低光照林地（样地Ⅰ）和种间竞争强的农田红薯地（样地Ⅵ）生境条件下,薇甘菊的总花数和种子量明显小于其他生境,但营养枝叶生物量分配显著大于其他样地,而茎生物量分配值则处于中间值,表明在不利于其生长的生境条件下,薇甘菊通过提高营养枝茎的生物量分配和叶的生物量分配来适应,其种群则更倾向于克隆繁殖。通过分析不同生境条件下薇甘菊的叶片功能性状,结果表明,在不利于薇甘菊生长的低光照林地（样地Ⅰ）和种间竞争强的农田红薯地（样地Ⅵ）生境条件下,薇甘菊的叶面积和茎干物质比例（SMF）显著小于其他样地,且彼此差异不显著;但比叶面积（SLA）和叶干物质比例（LMF）则显著大于其他样地,显示薇甘?     

不同密度五种植物对薇甘菊幼苗的竞争效应

以入侵植物薇甘菊（Mikania micrantha H.B.K）和多年生植物高羊茅（Festuca elata Keng ex E.Alexeev）、黑麦草（Lolium perenne）、黄花蒿（Artemisia annua L.）、杂三叶（Alsike clover.）和紫花苜蓿（Medicago sativa L.）为试验材料,温室条件下采用密度添加系列设计,研究了5种植物在不同密度下对薇甘菊幼苗的竞争效应,为薇甘菊生物替代提供理论依据。结果表明,（1）5种受试植物及其不同种植密度对薇甘菊幼苗的生物量、株高和分枝数具有极显著影响（P〈0.001）,但两者互作除对薇甘菊幼苗的株高显著影响外,对其幼苗的生物量和分枝数均无显著影响。（2）同等密度条件下,供试5种植物中的黑麦草和黄花蒿对薇甘菊幼苗的生物量、株高和分枝数的抑制作用最强,高羊茅次之,杂三叶和紫花苜蓿对薇甘菊幼苗的生长抑制作用最弱。（3）5种植物与薇甘菊混种组合中薇甘菊的相对产量（RY）均显著小于1,说明供试5种植物对薇甘菊的种间竞争作用强于其种内竞争;不同密度的黑麦草、黄花蒿和高羊茅与薇甘菊混种,3种竞争植物的竞争平衡指数（CB）均显著大于0;而杂三叶和紫花苜蓿仅在其与薇甘菊的混种密度分别大于200和300株/m2时,其竞争平衡指数（CB）大于0,而低密度时均小于0;说明供试5种植物中,黑麦草、黄花蒿和高羊茅的竞争能力强于薇甘菊幼苗,而杂三叶和紫花苜蓿在低密度条件下的竞争能力较薇甘菊幼苗弱。可见黑麦草、黄花蒿和高羊茅有望被作为替代竞争植物用来对薇甘菊进替代控制。     

入侵藤本薇甘菊的耐盐能力

薇甘菊Mikania micrantha Kunth为原产中南美洲的入侵藤本植物,现已在全球热带和亚热带地区照成严重的生态问题。野外观察发现薇甘菊已在珠三角沿海植被中滋生。为揭示薇甘菊的耐盐能力及其对滨海盐生植被的潜在危害性,分别对薇甘菊种子、根系和茎干在不同盐度胁迫下的响应进行了测定。在珠三角地区采集了薇甘菊3个批次的种子,并选取珠江三角洲6种常见植物（菊科假臭草Eupatorium catarium、藿香蓟Ageratum conyzoides、野茼蒿Crassocephalum crepidioides、鬼针草Bidens pilosa、翅果菊Pterocypsela indica和旋花科小花假番薯Ipomoea triloba）作为对照,测定了它们在不同NaCl盐度（质量分数）胁迫下的萌发率和幼苗生长;为揭示薇甘菊种子是否可由海水传播,将薇甘菊和对照植物假臭草、藿香蓟和鬼针草在不同盐度条件下浸泡不同时间后解除胁迫再观测其种子萌发率;为确定薇甘菊能否在滨海盐土中无性繁殖,分别对薇甘菊的根系和茎干在盐水浸泡下的植株生长进行了测定。研究结果表明：1）总体而言,薇甘菊3个种群在≤0.6%盐度胁迫下的种子萌发率均与对照组无显著差异,个别种群的这一阈值可高达1.5%,明显高于其他对照植物;同一盐度胁迫条件下,薇甘菊幼苗根系和苗高生长受抑制程度明显低于对照植物。2）即使经高达3.0%盐度胁迫浸泡长达12 d后,薇甘菊、藿香蓟和假臭草种子的萌发率也没有受到显著影响,而鬼针草种子的萌发率有明显下降;四种植物受浸泡后萌芽的幼苗生长均正常。3）薇甘菊根系受0.5%盐度胁迫时没有植株死亡,但苗高增长仅为对照组的53.3%;根系在1.0%盐度胁迫下有95%的植株能存活至少25 d,但苗高增长仅为对照的18.9%;根系在≥1.5%盐度胁迫下薇甘菊无法存活。4）被清水浸泡的薇甘菊茎茎叶均能存活且在全部被浸泡的节上萌芽。当薇甘菊茎干受≥1.0%盐水浸泡时,受浸泡的叶片全部死亡,在1.0%、2.0%和3.0%盐度胁迫下受试茎第21天的死亡率分别为42.9%、40.9%和86.4%。以上结果表明薇甘菊对盐生生境具一定的适应能力,可能通过种子萌发或无性繁殖扩张的方式对滨海盐生植被构成威胁,应当引起重视。     

薇甘菊颈盲蝽谷胱甘肽S-转移酶PmGSTd1基因克隆及表达分析

薇甘菊颈盲蝽(Pachypeltis micranthus)是入侵植物——薇甘菊(Mikania micrantha)的重要天敌昆虫,专食薇甘菊。谷胱甘肽S-转移酶(GSTs)是一种多功能蛋白,在代谢有毒化合物的过程中起着重要作用,探明其在不同部位的表达情况,可为深入研究其在薇甘菊颈盲蝽与寄主互作中的作用奠定基础。采用RACE技术克隆薇甘菊颈盲蝽GST基因,实时荧光定量PCR检测其在不同部位的表达情况。结果表明,Pm GSTd1基因全长977 bp,共编码240个氨基酸,理论分子量为27.28 kDa,N端1-18号氨基酸为信号肽,与温带臭虫(Cimex lectularius)GST基因的亲缘关系最近。该基因在雌、雄虫的各部位均有表达,且皆表现为足部表达量明显高于其他部位;雄虫各部位的表达量(残体除外)均显著高于雌虫,雄虫翅膀、触角、足部、残体中的表达量分别是雌虫相应部位的4.49倍、2.11倍、1.68、1.33倍。雌虫触角和残体中PmGSTd1的表达量基本相同,翅膀中的表达量显著低于其他部位;雄虫触角与翅膀中的表达水平基本相同,残体中的表达水平显著低于其他部位。薇甘菊颈盲蝽PmGSTd1是属于GST Delta家族的分泌蛋白,此基因功能可能包括代谢食物源毒素、降解气味分子及飞翔肌的结构蛋白。     

抑制薇甘菊生长的日本菟丝子化感物质研究

采用制备型高效液相色谱、重结晶等方法从有害植物日本菟丝子（Cuscuta japonica Choisy）的水浸液有机萃取物中分离出能显著抑制薇甘菊（Mikania micrantha H.B.K.）种子萌发的化感物质,并采用核磁共振（1HNMR、13CNMR）法、质谱（MS）法等对其结构进行分析和鉴定。结果表明：能显著抑制薇甘菊种子萌发的日本菟丝子化感物质为桂皮酸（cinnamicacid）和3-苯基丙酸（3-phenylpropanoic acid）。这2种化合物在菟丝子属的植物中属首次分离鉴定。这2种化感物质具有开发为生物源农药（如除草剂）的潜力。研究结果为入侵植物薇甘菊的防治提供了参考依据,也为日本菟丝子的开发利用开辟了一条新途径。     

模拟氮沉降对入侵植物薇甘菊叶绿素荧光参数的影响

大气氮沉降的增加会对某些生态系统造成严重影响。入侵植物薇甘菊的蔓延是近年来威胁我国林业安全的一大难题。氮沉降量的增加可能会对薇甘菊光合作用效率产生影响。为进一步了解两者之间的关系,以NH4NO3（分析纯）为氮源,对生长着薇甘菊（Mikania micrantha）的木荷（Schima superba）人工林试验地进行模拟氮沉降处理。试验设置3个氮沉降试验组,分别为对照组N0（N：0 g·m-2·a-1）,试验组N5（N：5 g·m-2·a-1）和N10（N：10 g·m-2·a-1）,根据当地降水情况计算并定量人工喷施。于2013年6、8和11月分别测定试验地内薇甘菊的各项叶绿素荧光参数指标。结果显示,（1）各月份间,除非光化学猝灭（qN）6月份数值低于11月份外,各指标基本表现为8月份最高,6月份次之,11月份值最低的规律。在低温,相对干旱的11月,薇甘菊生长末期,氮素的增加对薇甘菊光合效率提高的帮助尤为明显。（2）各试验组间,N0组各指标值均低于N5组与N10组,氮沉降量的增加能够促进薇甘菊光合作用效率的提高,会对薇甘菊的生长具有促进作用。（3）试验组N5组与N10组之间无一致规律性,推测过高的氮素可能会抑制薇甘菊的生长。此推论有待于进一步实验证明。（4）在试验地自然条件下,大气氮沉降量的升高会促进薇甘菊光合作用效率的提高。该文可为大气氮沉降增加的生态影响的研究和薇甘菊入侵生态学研究提供一定的理论依据。     

模拟氮沉降对入侵植物薇甘菊光合特性的影响

该文将探讨氮沉降对外来植物薇甘菊（Mikania micrantha）光合特性的影响。在广州东北郊薇甘菊生长的木荷（Schima superba）人工幼林地进行模拟氮沉降处理,以NH4NO3作为氮源,设置3个氮沉降水平,分别为N0（N：0 g·m-2·a-1）、N5（N：5 g·m-2·a-1）以及N10（N：10 g·m-2·a-1）。在模拟氮沉降的26个月后,采用LI-6400便携式光合仪对不同氮沉降处理下薇甘菊（Mikania micrantha）光合特性进行了测定,分析了不同氮沉降处理之间薇甘菊光合生理指标的差异。结果表明：在试验时间内,不同氮沉降处理之间的薇甘菊净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）和水分利用效率（WUE）日均值的差异不显著（p〉0.05）,但这些光合生理指标的大小均表现为N10？N5？N0,氮沉降一定程度提高了薇甘菊的光合作用,可能加速薇甘菊的生物入侵。光合有效辐射（PAR）是影响薇甘菊净光合速率（Pn）的主导因子,其次为叶片温度（Tl）和大气温度（Ta）,它们均与Pn呈极显著正相关（p〈0.01）,而与空气相对湿度（RH）呈不显著的负相关（p？0.05）。氮处理对薇甘菊最大净光合速率（P′max）、表观量子效率（a）、暗呼吸速率（Rd）、光饱和点（LSP）和光补偿点（LCP）的影响不明显（p？0.05）。P′max、a、LSP和LCP分别介于21.21~22.07、0.058~0.059、1546.0~1653.3和8.0~9.3μmol·m-2·s-1之间,在氮沉降下薇甘菊表现出高光合潜力及强阳性植物的特征。该文可为研究氮沉降下薇甘菊入侵林地的机制提供有价值的参考。     

日本菟丝子对薇甘菊的化感作用

以薇甘菊(Mikania micrantha H.B.K.)和萝卜(Raphanus sativus L.)种子为受体,采用生物检测的方法研究了菟丝子属(Cuscuta L.)植物日本菟丝子(Cuscuta japonica Choisy)鲜茎的水浸提液及其有机萃取物的化感效应.结果表明,日本菟丝子鲜茎的水浸提液对萝卜种子的萌发表现出"低促高抑"的现象,且质量浓度越高,抑制作用越强;对薇甘菊根长的抑制作用达到了极显著水平(p<0.01),综合抑制效应指数亦达到-0.32.日本菟丝子鲜茎水浸提液的有机萃取物在折算为干茎质量浓度为10 mg·mL-1(即折算为每毫升溶液曾经用10 mg干茎浸泡)时就对萝卜和薇甘菊种子的萌发表现出极显著的抑制作用(p<0.01),且对两种受体的抑制趋势较一致.可见供体植物日本菟丝子具有较强的化感作用,这为利用它来控制薇甘菊的入侵提供了参考依据.     

不同生境薇甘菊土壤种子库与幼苗库的特征

通过野外定点取样与萌发试验相结合的方法,研究云南德宏州陇川县不同生境薇甘菊入侵地区的土壤种子库与幼苗库的特征.结果表明,根据土壤种子库萌发后的植物鉴定结果,橡胶林、林地、灌丛、草地和河岸边这5种生境共统计到40种植物,隶属18科.不同生境薇甘菊入侵群落的物种组成、种子萌发特性与空间分布及其幼苗库存在明显差异,橡胶林、林地、灌丛、草地和河岸边的薇甘菊种子密度分别为75、109、165、124和53粒·m-2,且各生境间差异显著(P＜0.05).室内萌发试验表明,薇甘菊土壤种子库萌发时间持续8周,其中第3～5周的萌发速度最快;土壤垂直方向上,0～2、＞2～5、＞5～10 cm深度土层薇甘菊种子分别占0～10 cm土层种子总数的81％、17％和2％.野外薇甘菊土壤幼苗库萌发时间持续6个月(5-10月),其中6-8月萌发速度较快.     

生石灰对福寿螺的毒性效应研究

通过室内毒性试验,探索了生石灰对不同大小福寿螺的毒性效应。试验中将福寿螺按照壳高（H）分为小螺（5 mm≤H〈15 mm）、中螺（15 mm≤H〈25 mm）、大螺（25 mm≤H〈35 mm）和超大螺（35 mm≤H〈45 mm）,结果表明：（1）生石灰的控螺效应显著,尤其是对中小福寿螺具很强的抑制和杀灭作用;生石灰处理6 d,除了最低质量浓度0.05 g.L-1处理造成35%死亡率,其他处理死亡率均在70%以上,其中0.20、0.50、1.00和2.00 g.L-1处理中超过90%的福寿螺死亡。（2）生石灰对不同大小福寿螺的半抑制质量浓度（24 h）大小顺序为超大螺〉中螺、大螺〉小螺,半致死质量浓度（24 h）大小顺序为超大螺〉大螺〉中螺〉小螺;（3）生石灰对福寿螺的毒性以抑制效应为主,生石灰对福寿螺的平均半抑制质量浓度为0.06～0.22 g.L-1,低于平均半致死质量浓度0.11～1.09 g.L-1;（4）0.50 g.L-1和2.00 g.L-1质量浓度的石灰处理12 h后,福寿螺鰓组织SOD酶活性呈极显著下降,分别为对照的33%和38%。研究表明,生石灰可用于防治入侵生物福寿螺,在实践中可部分替代杀螺剂的使用。     

四种植物提取物的杀螺效果研究

福寿螺是我国华南地区一种危害十分严重的外来入侵生物。采用分布广泛的四种植物：水蜈蚣（Kyllinga brevifolia Rottb.）、红花酢浆草（Oxalis corymbosa DC）、红叶乌桕（Euphorbia cotinifolia L.）和辣蓼草（Polygonum flaccidum Meissn.）作为原料,在实验室内通过人工研磨方法提取植物体内的有效成分作为药剂,分别对福寿螺幼螺进行室内毒杀及刺激其上爬的效果研究。结果表明：水蜈蚣提取物的杀螺效果不明显,而红花酢浆草、红叶乌桕、辣蓼草等三种植物提取物具有较好的杀螺效果。72h的毒性实验表明,这三种植物提取物在质量浓度为400mg·L-1时,均能全部杀死福寿螺幼螺;其中,红花酢浆草的杀螺效果最强,质量浓度为100mg·L-1时的杀螺率就达到80%,200mg·L-1的质量浓度下已能全部杀死福寿螺,红叶乌桕在200mg·L-1质量浓度时的杀螺率为56.67%,而在此质量浓度下辣蓼草仅为26.67%。另外,提取物刺激福寿螺上爬实验结果表明,红花酢浆草和红叶乌桕均有刺激福寿螺向上爬的作用,且红花酢浆草刺激作用稍强于红叶乌桕。综合杀螺和刺激福寿螺上爬作用的效果,可以得出在控制福寿螺上红花酢浆草和红叶乌桕是比较理想的备选植物。     

三种菊科入侵植物的生长与化学防御的关系研究

“生活史理论”认为,植物可利用的资源总量是有限的,在植物的不同功能之间存在着此消彼长的权衡关系。入侵植物的生长和化学防御一般优于本地植物,那么其生长与化学防御之间是否存在权衡及其权衡关系怎样,目前尚不清楚。以广东省3种菊科入侵植物[三裂叶蟛蜞菊（Wedelia trilobata （L.） Hitchc.）、飞机草（Eupatorium odoratum）和薇甘菊（Mikania micrantha）]为研究对象,并分别以近缘或伴生的本地植物[蟛蜞菊（Wedelia chinenses）、华泽兰（Eupatorium chinense）和鸡矢藤（Paederia scandens）]为对照,研究入侵植物的生长特性（相对生长率和比叶面积）与化学防御物质（缩合单宁和总酚）含量,并基于这2种光合碳分配的主要形式,探讨入侵植物生长与化学防御之间的权衡关系。结果表明：3种入侵植物的相对生长率均高于本地对照种;薇甘菊的比叶面积大于对照种,而其他2种无明显优势。薇甘菊和三裂叶蟛蜞菊的缩合单宁显著高于对照种,飞机草的总酚含量高于对照种。我们的结果显示,入侵植物的生长和化学防御均优于本地植物,但它们的碳同化能力相近;因此,入侵植物特殊的内在资源分配与利用机制可能是其成功入侵的关键。     

The chemosensory ability of the predatory leech Whitmania laevis (Arhynchobdellida: Haemopidae) for prey searching

Although prey-detecting and searching abilities of predatory leeches of rhynchobdellid or the Erpobdelliformes of arhynchobdellid species have been studied in the past, hirudiniformes leeches are rarely mentioned. In this study, we investigated the chemosensory ability for prey-detecting and searching in Whitmania laevis, a hirudiniformes species that mainly preys on freshwater snails, and examined if such ability aided in their prey selection. Five sympatric snail species, i.e., apple snail Pomacea canaliculata, thiarid snail Thiara tuberculata, viviparid snail Sinotaia quadrata, ear pond snail Radix auricularia swinhoei and tadpole snail Physa acuta were used as prey. Our results showed that W. laevis has the chemosensory ability to detect the waterborne odors of snails. However, they follow the snails by their mucus trails, and not by the odor that the snails leave in the water. Of these five snail species, W. laevis only followed the trails of the thiarid snails, ear pond snails and tadpole snails, and did not show a different response to the trails produced by snails of different sizes. Our results suggest that W. laevis can use waterborne odors to detect the existence of prey. They rely on mucus trails to follow their preferred prey, but do not distinguish between snails of a preferred size by their mucus trails. In addition, when following the trail of a preferred snail, W. laevis exhibits a newly described searching behavior, i.e., head tapping, and may use it to locate a snail trail and increase its probability of finding the trail-laying snail nearby.     

华南地区几种常见植物对薇甘菊的化感作用研究

用供体植物地上部分的水提液或乙醇提取液配制成一定质量浓度的营养液,培养已生根的薇甘菊(Mikania micrantha)枝条,1个月后测其生长情况。结果表明,幌伞枫(Heteropanax fragrans)和三叶鬼针草(Bidens pilosa)水提液培养的薇甘菊无一成活;芒萁(Dicranopteris pedata)水提液对薇甘菊也表现出很强的化感作用,其抑制综合效应(SE)为72.47%。少花龙葵(Solanum nigrum)乙醇提取液培养的薇甘菊无一成活,三叶鬼针草和芒萁的乙醇提取液对薇甘菊也表现出很强的化感作用,其SE值分别达到50.50%和17.11%。可见三叶鬼针草和芒萁有望开发用来对薇甘菊进行长期生物防治。供体植物提取液对薇甘菊插条成活率和根系活力的影响高于对其生物量的影响,表明供体植物的化感物质可能是通过抑制薇甘菊根系活力来抑制其生长和繁殖的。     

三叶鬼针草生物量分配与化感作用对大气温度升高的响应

全球气候变暖已经成为不容置疑的事实,同时外来入侵植物对入侵地的生态环境造成严重的危害,外来入侵植物可能对温度升高做出积极地响应。文章研究了不同温度（22、26和30℃）处理对入侵植物三叶鬼针草（Bidens pilosa L.）种子萌发、幼苗生物量分配及化感作用的影响,探讨三叶鬼针草对全球气候变暖的响应策略。结果表明;温度为22和26℃比30℃有利于三叶鬼针草种子的萌发。温度升高显著增加三叶鬼针草的株高、生物量和叶面积,三叶鬼针草幼苗增加对茎和叶的生物量投资。同时相同浓度的三叶鬼针草水浸提液对马唐（Digitaria sanguinalis（L.）Scop）和牛筋草（Eleusine indica（L.）Gaertn）的化感作用随着温度升高而增强。研究表明：温度升高促进了三叶鬼针草的生长,改变生物量分配模式同时增强了对受体植物的化感作用。温度升高可能是促进三叶鬼针草入侵的生态环境因子之一,未来全球气温变暖可能使其入侵加剧。