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。     

三叶鬼针草毛状根的诱导及其对重金属Cd、Pb蓄积

利用发根农杆菌诱导植物毛状根多被利用于药用植物生物技术工程方面.目前植物修复也利用毛状根生长快,侧根分支多与污染源接触表面积大等优点进行污染水体的修复.三叶鬼针草自然植株具有重金属Cd的超富集能力,本文利用发根农杆菌C58C1诱导三叶鬼针草叶片产生毛状根,在1/2MS的液体培养基能稳定、正常生长,并表现对重金属Cd、Pb极强的忍耐和蓄积能力.单一处理时,三叶鬼针草毛状根在Cd≤50μmol·L-1和Pb≤25μmol·L-1时均能正常生长,生物量积累与对照没有明显差异;随处理浓度增加,当Cd≥100μmol·L-1、Pb≥50μmol·L-1时,毛状根生物量积累明显受到抑制.Cd-Pb复合处理时,低浓度Cd(25μmol·L-1)与Pb复合处理,随Pb浓度增加(25、100、200μmol·L-1)三叶鬼针草毛状根生物量逐渐减少,抑制效应随Pb增加而加剧;高浓度Cd(200μmol·L-1)与Pb复合处理,随Pb浓度增加(25、100、200μmol·L-1)生物量逐渐减少,抑制效应随Pb增加而加剧.高浓度Cd与Pb复合处理,毛状根生长受到抑制更严重.单一处理时,当Cd≤50μmol·L-1时,随处理浓度增加Cd蓄积量增加,当Cd≥100μmol·L-1时,重金属蓄积量明显降低,随处理浓度进一步增加,重金属蓄积量已无明显变化.Pb≤100μmol·L-1处理时,毛状根对Pb蓄积量随处理浓度增加微弱降低,但不明显;当Pb≥200μmol·L-1时,随处理浓度增加,毛状根对Pb蓄积量明显降低.Cd-Pb复合胁迫,低、中Pb(Pb≤100μmol·L-1)促进毛状根对Cd富集,高浓度Pb(Pb≥200μmol·L-1)则抑制Cd的富集;低浓度Cd仅对低浓度25μmol·L-1时Pb有微弱促进积累效应,其余均抑制Pb富集.这说明三叶鬼针草毛状根可作为重金属Cd、Pb污染水体潜在的植物修复新材料.     

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。     

三叶鬼针草幼苗对镉污染的耐性及其吸收积累特征研究

通过盆栽实验研究了镉(Cd)胁迫下三叶鬼针草(Bidens pilosaL.)幼苗的耐性能力(包括生长反应和生理生化特性)以及对Cd的吸收积累特征.结果表明,当土壤中投加的Cd浓度为≤32 mg/kg时,三叶鬼针草植物的生长和发育没有受到抑制,与对照相比,地上部和根部生物量分别增加了32.4%~44%和29.1%~57.6%,其中,当Cd处理浓度为8 mg/kg时,地上部干重达到最大值,为0.22 g/pot.在不同Cd处理下,叶绿素(Chl)和可溶性蛋白(SP)含量下降,分别比对照处理降低了23.3%和41.5%;超氧化物歧化酶(SOD)活性随着Cd浓度增加先有所抑制,后逐渐增大;过氧化物酶(POD)活性和丙二醛(MDA)含量随Cd处理浓度增加而增大,分别比对照增加了1.2~6.6和1.1~1.5倍.然而,当Cd浓度为50~100 mg/kg时,显示出对三叶鬼针草幼苗的生长发育和生理生化特征都产生了一定的负效应,说明三叶鬼针草对Cd污染的耐性能力具有一定的阈值.在梯度实验中,植物体内Cd的富集系数和转移系数都大于1.0.当土壤中Cd含量达到100 mg/kg时,地上部Cd含量达到119.1 mg/kg,具备...     

紫茎泽兰和鬼针草对重金属铬的竞争富集作用

采用火焰原子吸收法考察了紫茎泽兰和鬼针草在重金属铬的胁迫下竞争富集作用。研究结果显示：紫茎泽兰对铬具有更强的耐受性,可以在50rag／kg铬的培养液里很好地生长。鬼针草对铬的耐受性较差,在20mg／kg铬的培养液里生长抑制。在相同的环境里鬼针草的富集系数大于紫茎泽兰,两种植物的EF在一定浓度范围内和培养液里铬含量正相关,超出其耐受极限浓度时,因为生长受到抑制而使EF降低。     

EDTA-enhanced phytoremediation of lead contaminated soil by Bidens maximowicziana

Phytoremediation is a potential cleanup technology for the removal of heavy metals from contaminated soils. Bidens maximowicziana is a new Pb hyperaccumulator, which not only has remarkable tolerance to Pb but also extraordinary accumulation capacity for Pb. The maximum Pb concentration was 1509.3 mg/kg in roots and 2164.7 mg/kg in overground tissues. The Pb distribution order in the B. maximowicziana was: leaf > stem > root. The effect of amendments on phytoremediation was also studied. The mobility of soil Pb and the Pb concentrations in plants were both increased by EDTA application. Compared with CK (control check), EDTA application promoted translocation of Pb to overground parts of the plant. The Pb concentrations in overground parts of plants was increased from 24.23–680.56 mg/kg to 29.07–1905.57 mg/kg. This research demonstrated that B. maximowicziana appeared to be suitable for phytoremediation of Pb contaminated soil, especially, combination with EDTA.     

EDTA-enhanced phytoremediation of lead contaminated soil by Bidens maximowicziana

Phytoremediation is a potential cleanup technology for the removal of heavy metals from contaminated soils.Bidens maximowicziana is a new Pb hyperaccumulator,which not only has remarkable tolerance to Pb but also extraordinary accumulation capacity for Pb.The maximum Pb concentration was 1509.3 mg/kg in roots and 2164.7 mg/kg in overground tissues.The Pb distribution order in the B. maximowicziana was:leaf>stem>root.The effect of amendments on phytoremediation was also studied.The mobility of soil Pb and the Pb concentrations in plants were both increased by EDTA application.Compared with CK(control check),EDTA application promoted translocation of Pb to overground parts of the plant.The Pb concentrations in overground parts of plants was increased from 24.23-680.56 mg/kg to 29.07-1905.57 mg/kg.This research demonstrated that B.maximowicziana appeared to be suitable for phytoremediation of Pb contaminated soil,especially,combination with EDTA.     

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。     

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。     

羽叶鬼针草对Pb的吸收特性及修复潜力

羽叶鬼针草对土壤中Pb的吸收特性和修复潜力的研究结果表明:①鬼针草对Pb有很强的吸收能力,在土壤Pb浓度为2 000mg·L^-1时,鬼针草地上部和根系中Pb含量达到最高,分别为2 164.7mg·kg^-1和1 509.3 mg·kg^-1;②鬼针草植物对Pb的吸收有很强的分异特征,植物吸收的Pb主要富集于地上部,Pb在植物体内的分布规律是叶子>茎>根系>种子;③不同生长期植物对Pb的吸收速度是不同的,植物在开花期对Pb的吸收速度最大,吸收量根系为15.81 mg·(kg·d)^-1,地上部是19.83 mg·(kg·d)^-1.羽叶鬼针草具备修复土壤Pb污染的潜力.