植被恢复对刺萼龙葵根际土壤细菌群落结构与功能的影响

入侵植物可以改变入侵地土壤微生物群落,从而有助于其入侵,在前期研究中发现,植被恢复措施可有效控制刺萼龙葵（Solanum rostratum）的入侵,但植被恢复前后刺萼龙葵根际土壤细菌群落结构与功能尚未清楚.选取了前期研究中的2个植被组合：沙打旺（Astragalus adsurgens）+披碱草（Elymus dahuricus）+无芒雀麦（Bromus inermis）（T1）;沙打旺+苇状羊茅（Festuca arundinacea）+冰草（Agropyron cristatum）+羊草（Leymus chinensis）（T2）,并选取刺萼龙葵（SR）及本地植被（NR）作为对照,采用16S rDNA MiSeq高通量测序技术研究刺萼龙葵入侵及植被恢复后刺萼龙葵根际细菌群落组成,同时采用PICRUSt功能预测分析其功能.结果表明,刺萼龙葵入侵（SR）后Simpson指数和Chao1指数均高于本地植被（NP）,但未达到显著水平,而植被恢复（T1和T2）后,Shannon指数和Chao1指数显著降低（P<0.05）.刺萼龙葵（SR）显著降低了变形菌门（Proteobacteria）中的微枝形杆菌属（Microvirga）、斯科曼氏菌属（Skermanella）、鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）及酸杆菌门（Acidobacteria）的Bryobacter属相对丰度（P<0.05）,而植被恢复后,这些菌属丰度也随之上升.RDA分析结果显示,土壤有机质、总氮、总磷、总钾和速效钾是影响细菌群落组成的重要因素.PICRUSt功能预测分析表明,刺萼龙葵入侵显著提高了氨基酸合成（biosynthesis of amino acids）、嘌呤代谢（purine metabolism）、嘧啶代谢（pyrimidine metabolism）、核糖体（ribosome）和氨酰-tRNA合成（aminoacyl-tRNA biosynthesis）等方面的功能,而植被恢复以后其相对丰度显著降低.本文探讨了刺萼龙葵入侵及植被恢复后根际细菌群落和功能,为刺萼龙葵的入侵机制及生态恢复提供理论依据.     

少花蒺藜草在中国北方地区的不同种群遗传多样性分析

少花蒺藜草为入侵中国北方农牧交错带干旱半干旱地区的一年生恶性杂草,具有极强的耐旱、耐贫瘠、抗寒等特性,其产生的刺苞还对人畜造成伤害,严重破坏了入侵地的生态系统结构和功能,影响了农牧业的健康发展。探究少花蒺藜草的分类学地位及入侵途径对揭示其入侵机制具有重要意义。采用ITS、rbcL、trnH-psbA等DNA条形码比对分析,研究了中国北方地区两种表型的蒺藜草属杂草的种群遗传性状差异,明确了其分类学地位。同时采用RAPD技术对来源于不同地理区域的少花蒺藜草种群遗传多样性进行了分析,揭示了其在中国北方地区的主要扩散传播路径。ITS序列的测序和比对结果表明,广泛分布于中国北方农牧交错带干旱半干旱地区的两种表型的蒺藜草属植物序列相似度为99%,均为少花蒺藜草(Cenchrus spinifex),其形态差异为同一种的不同表型变异造成的。根据RAPD结果构建的构建亲缘进化遗传图谱分析表明,入侵中国东北三省及内蒙古地区的少花蒺藜草有两条传播主线,即凌海-易县-彰武-通辽市左翼后旗-通辽市左翼中旗,以及通辽市左翼中旗-开鲁县-奈曼旗-赤峰市敖汉旗。研究结果为揭示少花蒺藜草入侵的生态学机制奠定了基础,为相关生态治理技术的研发提供了理论依据。     

空心莲子草在不同生境中氮素迁移和表型可塑性差异

为探究克隆繁殖性入侵植物空心莲子草在不同生境下的生长特性,以更好地了解其整体的生存策略,利用15N同位素标定技术评估空心莲子草在陆生(Ⅰ)、湿生(Ⅱ)、水生(Ⅲ)3种不同生境相互转换中的氮素迁移效率,并对不同生境中的空心莲子草生物量分配和表型可塑性差异进行分析研究。结果表明,在不同生境中,空心莲子草氮素迁移量和各构件的生物量均存在显著差异。氮素迁移量存在显著差异(P0.05),具体生境体现为ⅡⅢⅠ;Ⅱ较Ⅲ平均增长23.32%,较Ⅰ平均增长54.49%。空心莲子草植株总生物量Ⅱ最大,Ⅰ最小。地下生物量投资与生境含水量呈显著负相关,体现为ⅠⅡⅢ,茎生物量投资比叶生物量投资平均高15.57%。在不同生境中,空心莲子草株高和茎节长度均体现为ⅡⅢⅠ,陆生、湿生、水生3种不同生境的母株处理下,Ⅱ株高分别较Ⅲ和Ⅰ增长39%、189%,52%、116%,56%、127%;茎节长度分别增长36%、150%,63%、117%,57%、94%。空心莲子草在不同生境下的氮素迁移量、各构件的生物量以及分配格局表现出的显著差异显示了其在湿生生境下具备更强的氮素迁移利用、表型可塑性和对异质环境的适应能力,揭示了克隆繁殖植物空心莲子草在湿地生境中具有更强的入侵性。该研究可为空心莲子草防控提供理论指导依据。