模拟酸雨对外来入侵植物三叶鬼针草生长及化感作用的影响

外来入侵植物三叶鬼针草（Bidens pilosa L.）对我国华南地区生态系统造成严重危害,同时华南地区也是强酸雨分布区域。采用不同pH值（2.5,4.0,5.6）的模拟酸雨对三叶鬼针草种子和幼苗进行处理,测定其对种子萌发和幼苗生长的影响;室外模拟酸雨喷淋三叶鬼针草,生物测定三叶鬼针草叶片水浸提液对受体植物的化感作用的变化。结果表明：pH为4.0和5.6的酸雨处理后提高了三叶鬼针草种子的萌发率;pH为4.0的酸雨促进幼苗生长,增加幼苗苗高和生物量;而pH为2.5的酸雨抑制三叶鬼针草种子萌发率和幼苗生长。同时,pH 4.0和2.5酸雨增强了三叶鬼针草叶片水浸提液对受体植物的化感作用。研究表明：三叶鬼针草具有较强的耐酸能力,酸雨胁迫可能通过促进外来入侵植物三叶鬼针草的生长和提高化感潜力而有利于其进一步入侵。     

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。     

3个树种凋落叶水浸提液对三叶鬼针草生长及抗性生理的影响

入侵植物三叶鬼针草(Bidens pilosa)对农业生产、生物多样性和生态系统安全有极大的威胁,利用植物间的化感作用抑制有害植物生长或开发植物源除草剂,是减少化学除草剂对环境负面影响的良好措施。常见树种巨桉(Eucalyptus grandis)、香樟(Cinnamomum camphora)和核桃(Juglans regia)叶片所含次生代谢物质对植物和微生物具有较强的化感潜力,可能会在入侵草本植物的防治上起到重要作用。选用巨桉、香樟和核桃凋落叶,分别制成不同浓度水浸提液,结合培养皿萌发试验和盆栽试验,通过测定三叶鬼针草发芽率、发芽速度、幼苗植株鲜质量、抗氧化酶活性以及渗透调节物质含量,综合评价3个树种凋落叶浸提液的作用效果。巨桉和香樟凋落叶浸提液可显著抑制三叶鬼针草的发芽。三叶鬼针草地上部分鲜质量明显受到高浓度巨桉凋落叶浸提液的抑制,而香樟和核桃凋落叶浸提液的抑制作用微弱;3个树种凋落叶浸提液对三叶鬼针草过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性具有促进作用,而对其过氧化氢酶(CAT)活性具有抑制作用;巨桉凋落叶浸提液处理三叶鬼针草抗氧化酶系统表现出"钝化"响应,而其体内丙二醛(MDA)含量则显著增加;对巨桉和香樟凋落叶浸提液而言,三叶鬼针草可溶性蛋白和可溶性糖含量均随浸提液剂量的增加而升高,而在核桃凋落叶浸提液处理下则表现出低促高抑的效应。总体来看,3个树种凋落叶含有干扰三叶鬼针草生长的物质,但效应因树种和浸提液浓度而异。相比较而言,巨桉凋落叶浸提液的综合抑制作用最强,香樟次之,核桃最弱。     

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。     

入侵物种三裂叶蟛蜞菊挥发物的化感作用研究

对华南地区重要外来入侵物种三裂叶蟛蜞菊挥发物的化感作用进行了研究,以揭示该物种的入侵机制。采用水蒸气蒸馏法提取三裂叶蟛蜞菊地上部分的挥发油,提取率为2.58‰(质量比)。以稗草、三叶鬼针草和青葙3种杂草种子为供试对象,用种子萌发法测定了三裂叶蟛蜞菊挥发物的化感作用活性。结果表明:三裂叶蟛蜞菊的茎叶在密闭系统中产生的挥发性物质对稗草、三叶鬼针草和青葙的幼苗生长有显著抑制作用。稗草的根长、苗高和鲜质量分别比对照减少49.1%、35.0%和27.3%,三叶鬼针草的分别比对照减少18.8%、20.9%和28.6%,青葙的分别比对照减少62.9%、21.2%和50.0%。水蒸气蒸馏法所得的挥发油对稗草、三叶鬼针草和青葙的幼苗生长也有显著抑制作用,且抑制作用随着浓度的增大而增强。稗草的根长、苗高和鲜质量分别比对照减少88.2%、58.3%和45.5%,三叶鬼针草的根长、苗高和鲜质量分别比对照减少38.6%、34.5%和71.4%,青葙的根长、苗高和鲜质量分别比对照减少83.7%、51.5%和75.0%。结论:三裂叶蟛蜞挥发物具有化感作用,其作用机理值得深入研究。     

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。     

花椒叶浸提液对大豆种子萌发和幼苗生长的化感作用

研究了不同浓度的花椒叶浸提液(5、10、20、40、80 g L-1)对3个大豆品种种子萌发、幼苗生长的化感作用.结果表明:花椒对大豆化感效应的总体趋势为浸提液浓度越高,对大豆生长的抑制作用越强;高于40 g L-1的浓度处理,主要形态和生化指标都表明大豆生长受到显著抑制或破坏;在小于20 g L-1的浓度范围内,化感作用能够提高低活力种子的萌发率,但降低了种子发芽指数和发芽速度,且化感作用受受体品种差异和自身种子活力的影响而表现不一致;随着化感物质浓度增高,SOD酶活显著降低,丙二醛(MDA)含量持续增高.大豆幼苗各器官或组织受花椒化感作用的影响大小依次为根生物量>地上部生物量>株高>根长.图2表3参12     

入侵植物鬼针草和鳢肠的化感作用及其入侵性研究

入侵植物鬼针草和鳢肠对当地生态环境及物种多样性造成严重影响。为探讨入侵植物鬼针草(Bidens pilosa)与鳢肠(Ecliptaprostrata)的化感作用及其入侵性,采用培养皿法研究了鬼针草和鳢肠根、茎、叶不同质量浓度(0、0.02、0.04、0.06、0.08 g·mL-1)水提液对自身和受体植物种子萌发、幼苗生长的影响。结果表明,鬼针草和鳢肠各器官水提液对自身和受体植物种子萌发及根冠比具有极显著的化感抑制作用。鬼针草根、茎、叶水提液质量浓度为0.08g·mL-1时,其种子萌发率分别降低了69.14%、76.94%和84.58%,根冠比降低了64.74%、69.94%和84.30%,鬼针草茎和叶水提液完全抑制鳢肠种子萌发率和根冠比;随着水提液浓度的升高,鳢肠水提液显著抑制自身和鬼针草种子萌发率及根冠比。鬼针草根和茎水提液质量浓度为0—0.06 g·mL-1时促进其株高生长,株高分别升高了52.97%和56.69%,其各器官水提液对鳢肠株高具有"低促高抑"的作用。鳢肠根、茎、叶水提液显著促进鬼针草株高生长,抑制自身株高的生长。综合化感强度分析,鬼针草的化感强度强于鳢肠,可通过化感作用抑制鳢肠种子萌发和幼苗生长,促进自身幼苗生长,增大入侵性。     

入侵物种三裂叶蟛蜞菊挥发物对杂草叶绿素含量的影响

研究了华南地区外来入侵植物三裂叶蟛蜞菊(Wedelia trilobata L.)挥发物对本地区3种主要杂草的叶绿素含量的影响,以揭示其化感作用的机理。结果表明:三裂叶蟛蜞菊植株挥发物和挥发油对稗草(Echinochloa crusgalli(L.)Beauv.)、三叶鬼针草(Bidens pilosa L.)和青葙(Celosia argentea L.)叶绿素含量有明显的抑制作用。在同一实验条件下,250.0 g三裂叶蟛蜞菊新鲜茎叶及含有0.10 mL、0.25 mL和0.50 mL挥发油容器中生长的稗草、三叶鬼针草和青葙的叶绿素含量明显减少,稗草的叶绿素含量分别比对照减少56.5%、41.9%、49.6%和64.9%;三叶鬼针草的叶绿素含量分别比对照减少6.45%、4.35%、15.3%和24.8%;青葙的叶绿素含量分别比对照减少53.3%、17.6%、33.3%和71.5%。结论:三裂叶蟛蜞菊挥发物的化感作用可使受体植物的叶绿素含量减少。其作用机理值得深入研究。     

油菜根系分泌物对不同作物幼苗生长的化感效应

在实验室采用发芽试验的方法研究了油菜Brassicacampestris根系分泌物对小麦、油菜、蚕豆和玉米种子活力、幼苗生长发育及生理生化特性造成的化感效应。结果表明,油菜根系分泌物的化感累加作用对不同作物种子发芽率、幼苗芽长、芽质量、根长、根质量、根系活力以及幼芽过氧化物酶(POD)活性和丙二醛(MDA)含量均具有显著影响,其化感效应对小麦的影响程度最弱,其中对小麦的种子发芽率、幼苗根长、芽干物质量、POD活性和根系活力以及各作物幼芽细胞膜的毒害程度均表现出促进作用,而对小麦幼苗其它生长特性以及油菜、蚕豆和玉米幼苗的所有生长特性均表现为抑制作用,表明油菜根系分泌物对不同作物及不同生长特性的化感效应具有不同的选择性。因此,合理搭配油菜作物的间、套、轮作是其夺取优质、高产栽培的关键技术。     

入侵物种三裂叶蟛蜞菊挥发物对杂草叶绿素含量的影响

研究了华南地区外来入侵植物三裂叶蟛蜞菊（Wedelia trilobata L.）挥发物对本地区3种主要杂草的叶绿素含量的影响,以揭示其化感作用的机理。结果表明：三裂叶蟛蜞菊植株挥发物和挥发油对稗草（Echinochloa crusgalli（L.）Beauv.）、三叶鬼针草（Bidens pilosa L.）和青葙（Celosia argentea L.）叶绿素含量有明显的抑制作用。在同一实验条件下,250.0 g三裂叶蟛蜞菊新鲜茎叶及含有0.10 mL、0.25 mL和0.50 mL挥发油容器中生长的稗草、三叶鬼针草和青葙的叶绿素含量明显减少,稗草的叶绿素含量分别比对照减少56.5%、41.9%、49.6%和64.9%;三叶鬼针草的叶绿素含量分别比对照减少6.45%、4.35%、15.3%和24.8%;青葙的叶绿素含量分别比对照减少53.3%、17.6%、33.3%和71.5%。结论：三裂叶蟛蜞菊挥发物的化感作用可使受体植物的叶绿素含量减少。其作用机理值得深入研究。     

遮荫处理对4种草本植物生理生化特性的影响

研究了遮荫处理对少花龙葵、三叶鬼针草、胜红蓟和莶叶片的生理生化特性的影响,结果表明:遮荫处理提高了4种草本植物叶绿素a b含量,叶绿素a/b存在物种差异;4种草本植物叶片最大净光合速率(Pn-max)、光饱和点(LSP)和光补偿点(LCP)均明显下降;少花龙葵叶片MDA和POD含量降低,三叶鬼针草、胜红蓟和莶升高;遮荫处理使少花龙葵、三叶鬼针草和胜红蓟叶片可溶性糖含量增加,可溶性蛋白含量均呈不同程度下降。少花龙葵耐阴性较强,适度遮荫利于少花龙葵生长发育;三叶鬼针草、胜红蓟和莶受到弱光胁迫。     

大蒜鳞茎浸提液对金秋红二号菜苔化感作用的初步研究

为了解大蒜鳞茎浸提液对种子萌发和幼苗生长的化感作用,实验采用不同浓度大蒜鳞茎浸提液对金秋红二号菜苔的种子进行处理,观察对种子萌发、幼苗根长、茎长和幼苗根重、苗重的影响.实验结果表明,大蒜鳞茎浸提液对金秋红二号菜苔种子的发芽率和发芽指数的化感作用随着大蒜鳞茎浸提液浓度的升高而增强;大蒜鳞茎浸提液对金秋红二号菜苔幼苗的根和苗都有抑制作用,且对根的化感作用强于苗的化感作用.     

外来植物肿柄菊结籽量影响因素分析

种子量在某种程度上决定着外来入侵植物在新环境中成功建立的能力,随着入侵植物在入侵过程中适应性的变化,种子量会随着环境梯度而改变。探讨外来入侵植物种子量变化的规律和影响因素,有助于理解入侵植物的入侵潜能和扩散趋势。肿柄菊(Tithonia diversifolia)原产于墨西哥及中美洲地区,在我国热带和亚热带地区的一些省份普遍分布,近些年在云南快速扩散,已造成严重的危害。该研究通过样方调查,分析了肿柄菊群落特征与果序产量之间关系;通过区域间结实和结籽量统计,分析了每果序结实量和结籽率的变化规律以及与主要环境之间关系。结果表明,(1)肿柄菊群落果序密度60-323capitula·m-2,果序密度与群落丛密度和每丛枝数没有相关关系(P0.1),与群落枝密度有极显著的正相关关系(P0.01),与每枝果序数呈显著的正相关关系(P0.05)。肿柄菊群落枝密度与丛密度有极显著的正相关关系(P0.01)。说明肿柄菊群落果序产量有丛密度、枝密度和每枝果序数等群落特征共同决定。(2)肿柄菊每果序平均结实量148.4-196.4粒,每果序平均结籽量0.8-98.1粒,每果序平均结实量和结籽量在地区间都具有极显著差异(P0.001),但结实量变异系数仅为8.1%,结籽量变异系数高达82.7%。(3)肿柄菊平均每果序结实量与年均温和1月均温有微弱的负相关关系(P0.1),与降雨、海拔和纬度没有相关关系;肿柄菊结籽率与年均温、1月均温有显著的正相关关系(P0.05),与海拔高度有显著的负相关关系(P0.05),与降雨和纬度没有相关关系(P0.1)。说明在区域尺度范围结籽率明显影响着肿柄菊的结籽量。在肿柄菊分布的北亚热带地区结籽量的大量减少导致繁殖体压力极大降低,肿柄菊侵占新领地的能力减弱,限制了进一步向更高纬度和海拔扩散能力。由于肿柄菊结籽率主要受温度影响,在全球气候变化情况下,尽管在云南山地环境下降雨格局不确定,肿柄菊的入侵范围也会随着气温的升高而扩大。     

三叶鬼针草对蚕豆根尖遗传毒性的研究

化感作用是外来植物成功入侵和快速扩散的机制之一,为了探讨入侵植物三叶鬼针草(Bidens pilosa L.)的化感作用机制,运用蚕豆根尖微核技术和植物切片技术,研究了不同质量浓度的三叶鬼针草水浸提液对蚕豆(Vicia faba L.)根尖细胞的遗传损伤和对根生长的影响。结果表明,三叶鬼针草水浸提液对蚕豆根尖细胞有丝分裂及生长产生不同程度的抑制和损伤,具有明显的遗传毒性。水浸提液对蚕豆根尖的影响存在显著的时间效应和质量浓度效应。经切片测量统计,水浸提液促进了成熟区细胞平周分裂,使根尖细胞层数增加;同时显著地抑制了细胞伸长,使根尖缩短,整体表现为使根尖加粗变短。三叶鬼针草水浸提液抑制了细胞有丝分裂的正常进行,并随着水浸提液质量分数的升高,分裂期细胞数目下降,微核率逐渐升高。本研究结果表明三叶鬼针草水溶性化感物质对植物的遗传稳定性及细胞形态结构具有一定的影响,三叶鬼针草的化感作用可能是其成功入侵的机制之一。     

南美蟛蜞菊毛状根的离体培养及其提取液对种子萌发的影响

采用溶液培养法研究培养基的碳源、氮源和无机磷浓度对南美蟛蜞菊(Wedelia trilobata)毛状根生长以及其提取物对水稻、鬼针草、马唐种子萌发的影响.结果表明,当培养基含糖量小于5%时,以葡萄糖为碳源促进南美蟛蜞菊毛状根生长的效果最好,蔗糖次之;而大于5%时仅麦芽糖仍能促进其生长,而当麦芽糖浓度大于7%时,其生长也逐渐被抑制.培养基中添加(NO_3)~--N(263.1μg/mL)和(NH_4)~+-N(577.2μg/mL)组合时,或无机磷含量为MS培养基无机磷用量的2～3倍时对毛状根生长的促进效果最佳;培养基缺Ca2+时,毛状根变得纤细,分枝多,生长旺盛;但随着培养基Ca~(2+)浓度的增加,其生长受到抑制.毛状根的乙醇提取液比水提取液对水稻(Oryza sativaL.)、鬼针草(Bidens pilosaL.)、马唐(Common crabgrass herb)种子的萌发抑制作用强,其水提取液处理的水稻、鬼针草、马唐种子的萌发率分别是84%、93%、20%,而乙醇提取液处理的马唐种子萌发率只有3%,水稻和鬼针草种子则完全不萌发.与野生根的乙醇提取液相比,毛状根的乙醇提取液对水稻、鬼针草、马唐种子的萌发抑制作用更强.暗培养毛状根的乙醇提取液对水稻、鬼针草、马唐种子萌发的抑制作用要比光照培养的毛状根乙醇提取液的抑制作用强,光照培养的毛状根乙醇提取液处理的水稻、鬼针草、马唐种子的萌发率分别是28.7%、3.9%、18.7%,暗培养毛状根的乙醇提取液处理的水稻、马唐种子萌发率只有4%和1%,鬼针草则完全不萌发.本实验为今后规模培养南美蟛蜞菊毛状根选择合适的培养条件及将南美蟛蜞菊毛状根中的次生代谢产物应用于农业生产奠定了实验与技术基础.图9表1参19     

Zn2+对黄瓜发芽期生理特性的影响

锌是植物必需的营养元素,同时也是一种常见的环境有毒重金属元素.以黄瓜(Cucumis sativus L.)为试验材料,设置不同Zn2 处理(0、25、50、100、200、300 mg·L-1),利用发芽和出苗试验,研究了Zn2 对黄瓜发芽期生理特性的影响.结果显示,低处理(0～25 mg·L-1)对黄瓜种子萌发和幼苗生长有促进作用,当为25 mg·L-1时最有利于黄瓜种子萌发和幼苗生长,其种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、根长、下胚轴长、下胚轴粗度和相对含水量均高于对照及其他浓度处理;幼苗相对电导率、丙二醛含量、可溶性糖含量、游离脯氨酸含量、SOD活性及POD活性均在此浓度得到最低.但从50 mg·L-1开始,随着增加,黄瓜种子萌发的各项指标开始下降,幼苗生长的各项生理指标开始上升,对黄瓜种子发芽和幼苗生长产生抑制作用,并在300 mg·L-1时抑制作用得到最大.该研究为进一步研究农业生态整治与安全高效利用提供理论基础.     

茄子(Solanum melomgena L.)根系糖苷生物碱对5种蔬菜作物的化感效应及相关分析

利用生物碱指示剂鉴定了茄子(Solanum melomgena L.)根系分泌物和腐解液中糖苷生物碱(glycoalkaloid)的存在,并采用超声波技术提取茄子根系糖苷生物碱,探讨了茄子根系糖苷生物碱对5种蔬菜作物的化感效应及其相关性.结果表明,糖苷生物碱抑制了3种茄科蔬菜种子的萌发和幼苗生长,且随着生物碱提取液浓度的升高,化感抑制作用显著增强,而不同浓度的生物碱提取液对大白菜(Beussica pekinensis)和菜豆(Phaseolus vulgaris)种子萌发和幼苗生长呈现"低促高抑"的双重浓度效应;随着生物碱浓度升高,茄科蔬菜萌发种子中丙二醛(MDA)含量和质膜透性逐渐上升,3种保护酶活性逐渐下降,大白菜和菜豆萌发种子中三种保护酶活性呈先升高后降低的趋势,高浓度的糖苷生物碱同样导致MDA含量和质膜透性的显著增加;对于不同种类的蔬菜,生物碱的化感效应主要通过不同抗性生理指标分别作用于种子萌发和幼苗生长,其中对种子萌发的作用要显著大于幼苗生长.     

大蒜鳞茎浸提液对小白菜化感作用的初步研究

为了解大蒜鳞茎浸提液的化感作用,研究了不同浓度大蒜鳞茎浸提液对小白菜种子萌发与幼苗生长的影响.结果表明,小白菜种子经大蒜鳞茎浸提液处理后,随着浸提液浓度增加,发芽率和发芽指数明显下降;对幼苗根的抑制作用比幼苗茎的抑制作用强;且不同浓度大蒜浸提液对小白菜种子胚根和幼苗的生长都具有抑制作用.     

Hg2+胁迫下两优培九和武运粳7号水稻幼苗抗性差异的研究

以三叶期的水稻幼苗为材料 ,比较了Hg2 污染对杂交稻两优培九和常规稻武运粳 7号的叶绿素含量、类囊体膜光系统Ⅰ (PSⅠ )和光系统Ⅱ (PSⅡ )电子传递活性、细胞膜透性、过氧化物酶 (POD)、过氧化氢酶 (CAT)活性和脯氨酸含量的影响。结果表明 ,随着Hg2 处理浓度的增加 ,两优培九和武运粳 7号的叶绿素含量、PSⅠ和PSⅡ的电子传递活性降低 ,而 2者的细胞膜透性、脯氨酸含量升高 ,两优培九的CAT活性、武运粳 7号的POD和CAT活性呈现先升后降的趋势 ,但两优培九的POD活性则呈现升高的趋势。两优培九对Hg2 污染的抗性明显大于武运粳 7号。