镉胁迫对瘤突苍耳、苍耳及其杂合体种子萌发与幼苗生长的影响

入侵种与本地种杂交可能会改变其某些性状,影响其生理生化过程,增强其对一些重金属的耐受性。镉是目前造成土壤污染的主要重金属元素之一,为探讨杂交是否能够增强植物对重金属镉的耐受性,采用培养皿滤纸法比较了不同浓度镉(0,10,40,80和120 mg/L)处理下瘤突苍耳(Xanthium strumarium)、苍耳(Xanthium sibiricum)及二者杂合体(X.strumarium♀×X.sibiricum♂,X.sibiricum♀×X.strumarium♂)种子萌发与幼苗生长情况。结果表明:1)入侵种瘤突苍耳与本地种苍耳之间存在杂交现象;2)镉促进了杂交瘤突苍耳(X.strumarium♀×X.sibiricum♂)种子的萌发,当镉浓度为80 mg/L时,其萌发率、发芽势、发芽指数最高;3)杂交瘤突苍耳在80、120 mg/L镉处理下根长和叶绿素含量低于瘤突苍耳,但子叶受到的氧化胁迫并未高于瘤突苍耳。研究结果显示,杂交有可能提高了瘤突苍耳在高浓度镉胁迫时对重金属镉的转运能力,幼苗根系吸收大量的镉并向上运输给子叶,导致根系生长受到抑制、子叶叶绿素含量下降,抗氧化酶系统可能在降低子叶氧化程度上发挥了作用。     

苍耳属一新变种——一室苍耳

本变种与原变种(Xanthium sibi ricum Patrin)及近无刺苍耳(var.subinerme(winkl.)w idder.)的主要不同在于前者雌性头状花序中,内层总苞片结合成卵形囊状体,有1小花;成熟的总苞体1室, 1瘦果,顶端只有1喙,总苞体连同喙部长约10~13mm,宽约3~6mm,被较稀疏的倒钩刺,顶端1/3近无刺。     

新疆外来入侵植物意大利苍耳和刺苍耳种子的越冬性能

入侵新疆的外来植物意大利苍耳和刺苍耳的果实于深秋季节成熟后,便开始陆续脱落。脱离母体的果实可能会落置在干燥的地面上,还有可能会掉落在水体中,还有部分果实会保留在枝条上并不脱落直到翌年春天。由于越冬生境的差异会直接影响翌年春天种子的萌发活性,为了评价外来入侵植物意大利苍耳和刺苍耳的入侵能力,预测其潜在分布区,为对其实施有效防控提供科学指导。故模拟了其种子在新疆自然条件下可能遭遇的冬季生境类型,设计了4种实验处理,即低温换水浸泡(模拟了落入流水或大型水体中结冰前的生境)、低温不换水浸泡(模拟了落入小型静水中结冰前的生境)、冰冻(模拟了落入水体中结冰后的生境)和干燥冷冻处理(模拟了掉落在干燥地面或一直停留在植株上的生境类型),并以室温干燥储存为对照。处理90 d后,进行种子萌发实验,结果显示干冻、冰冻及低温换水浸泡处理后意大利苍耳的萌发率与对照组无显著差异,不换水浸泡处理降低了意大利苍耳种子的活力,显著降低了其萌发能力。而干冻处理对刺苍耳种子的萌发没有影响,冷水浸泡(换水浸泡和不换水浸泡)显著降低刺苍耳的萌发率,与对照组相比分别下降了37%、65%。冰冻处理后刺苍耳没有萌发。说明意大利苍耳种子对新疆的各种越冬生境均有较好的耐受性,而刺苍耳种子对低温和水淹环境的耐受性较差。鉴于二者种子萌芽习性的特点,建议在全疆范围内的中生、湿生和季节性水涝生境中对意大利苍耳实施全方位的监控,农田、林下、路边、渠旁、湖泊及水库周围都有可能成为其潜在的入侵地;对刺苍耳的重点监测区域则应当放在低纬度、低海拔的中生和中旱生生境,尤其要切实加强南疆各国际口岸进口货物的检疫工作。     

不同氮水平下瘤突苍耳、苍耳及其杂交种形态、光合及生长特征比较

入侵种与本地种杂交可能会改变其入侵性。为探讨入侵种与本地种杂交是否能促进植物入侵, 我们通过盆栽实验比较了高、中和低3种氮水平下入侵植物瘤突苍耳(Xanthium strumarium)、本地近缘种苍耳(X. sibiricum)及两者杂交种(X. strumarium♀ × X. sibiricum♂)的形态、光合及生长特征的差异。结果表明, 杂交种的总生物量在中氮和高氮水平下显著低于瘤突苍耳而高于苍耳。然而, 杂交种的茎粗在低氮水平下显著高于两个亲本, 叶绿素总含量和蒸腾速率在高氮水平下显著高于瘤突苍耳, 相对生长速率在低氮和高氮水平下显著高于两个亲本。此外, 在3种氮水平下瘤突苍耳的株高均显著小于苍耳, 而杂交种的株高在中氮和高氮水平下均与苍耳无显著差异。这些特性有可能提高了杂交种对资源的捕获和利用能力, 使其不仅能适应贫瘠的养分环境, 还能在有利条件下扩大自身优势。杂交带来较高的生长速率可能与瘤突苍耳的入侵性相关。     

苍耳的一个新异名

将一室苍耳Xanthium sibiricum var. jingyuanense处理为苍耳Xanthium sibiricum的一个异名。     

河北省张家口地区苍耳蠹虫的识别

本文通过对苍耳蠹虫的形态分类特征观察,特别是雄蛾外生殖器爪形突、抱器腹刺、雌蛾第八腹节背板的特征,鉴定河北省张家口地区的苍耳蠹虫为远东苍耳螟。     

苍耳形态解剖学研究

现蕾期苍耳茎的解剖结构以初生结构为主。维管形成层已经形成,但次生结构尚不发达。茎表皮由普通表皮区和色斑区组成。叶的主脉维管组织与茎中维管组织排列方式类似,而不同于大多数双子叶植物。     

苍耳化学成分及生物活性研究

采用硅胶柱色谱、制备薄层色谱、正反高效液相色谱和重结晶等方法,对苍耳石油醚、乙酸乙酯萃取物进行分离,研究了中药苍耳(Xanthium sibiricum)全草的化学成分和抗菌活性。结果表明:共得到14个化合物。根据理化性质和波谱数据分析,鉴定化合物结构分别为对甲氧基苯甲酸(1)、蒲公英赛醇(2)、羽扇豆醇(3)、熊果酸(4)、豆甾醇(5)、齐墩果酸(6)、lasidiol p-methoxybenzoate(7)、羽扇豆酮(8)、苍耳亭(9)、α-菠甾醇(10)、槲皮素(11)、苍耳皂素(12)、芹菜素(13)、羽扇豆醇乙酸酯(14)。化合物2、7、8为首次从该植物中分离得到。以平板打孔法测试提取化合物对不同菌种的抑制作用,结果表明化合物2、8、9、12对蕃茄早疫、黄瓜枯萎、蕃茄灰霉和苹果腐烂病菌有较好的抑菌活性。     

苍耳杆野螟生物学特性的研究

苍耳杆野螟是寄生在苍耳上的1种重要药用昆虫。在湖南（常德）每年发生4代,以老熟幼虫（五龄）在苍耳茎杆蛀道内越冬。室内自然变温下（22．2～25．0℃）饲养,卵期为4．8天,幼虫期为23．6天,蛹期为见11．8天,成虫期为6．1天。每雌可产卵124～585粒,块产。一、二龄幼虫食叶,三龄后蛀茎。     

Effects of α-aminoisobutyric acid and D- and L-amino acids on ethylene production and content of 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid in cotyledonary segments of cocklebur seeds

In the cotyuledonary tissue of cocklebur ( Xanthium pennsylvanicum Wallr.) seeds, AIB (α- aminoisobutyric acid) inhibited not only the endogenous ethylene production but also the ACC (1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid)-dependent and IAA-induced ones. The inhibition of the endogenous ethylene production by AIB was accompanied by the accumulation of ACC in the tissue. Thus AIB may act as a competitive inhibitor of the conversion of ACC to ethylene and thereby inhibit ethylene production. The promotion of ethylene production by D-isomers of some amino acids, such as phenylalanine, valine, threonine and methionine was accompained by and increse in the ACC content, the degree of which was similar to that of the stimulation of ethylene production. Moreover, these D-amino acids stimulated the conversion of exogenously applied ACC to ethylene. The corresponding L-isomers failed to produce these effects. It seems likely that D-amino-acid-stimulated ethylene production results from the increases of both the biosynthesis and degradation of ACC. Only for tryptophan did both D- and L-isomers cause an increase in ethylene production and in ACC content in the segments. The mechanism of stimulation of ethylene production by the tryptophen isomers is possibly due to their conversion to IAA in the cotyledonary tissue.     

入侵植物刺苍耳在新疆的分布及其群落特征

刺苍耳是原产于南美洲的菊科植物,2009年首次在新疆的伊宁县发现。于2010～2011年对新疆南北疆近40个县(市)中刺苍耳可能出现的区域进行调查,并采用样方法,对不同生境中刺苍耳分布相对集中的23个样地所有物种的多度、频度和重要值进行了观测和分析,以明确刺苍耳在新疆的分布区及其群落特征,为有效防治其扩散提供依据。结果显示:(1)刺苍耳分布于新疆的昌吉市、伊宁市、伊宁县、巩留县、特克斯县、新源县、察布查尔县、霍城县和尼勒克县,分布区海拔597～1 834m,生境类型包括荒漠草原和绿洲。(2)刺苍耳在荒漠草原和绿洲生境中的相对多度均处于首位,且在绿洲中达到最大值,为入侵区域最重要的物种;刺苍耳在2种生境中的相对盖度均为第一,且绿洲(46.83%)大于荒漠草原(43.00%)。(3)刺苍耳在2种生境中的综合适应力均最强,在绿洲中尤为突出,是其最易入侵的区域。研究表明,刺苍耳在新疆荒漠草原生境中尚处于局部危害阶段,但在绿洲中已处于蔓延期。     

蒙古苍耳核型分析

首次对蒙古苍耳染色体数目及核型进行了研究,结果表明,染色体数目２ｎ＝３６,核型公式为Ｋ（２ｎ）＝３６＝２６ｍ＋２ｍ（ｓａｔ）＋８ｓｍ．与苍耳的核型进行比较,认为蒙古苍耳的核型比苍耳的原始。     

消落带湿地优势植物竞争关系

竞争是植物间贯穿于整个生活史的行为,对植物生长、繁殖产生重要影响.本文以三峡库区消落带植物调查为基础,对广泛分布于消落带的优势植物苍耳(Xanthium sibirium)群落种内、种间竞争关系进行了研究.结果表明:苍耳群落平均高度1.4m,盖度90％,多度40;单株苍耳最高为2.6m,最大生物量为1622.3 g;植物竞争强度随距离的增大而减小(P＜0.01),0～10cm竞争最为激烈,0～30 cm范围是受竞争影响的主要区域,种间竞争强度大干种内竞争;优势种个体数量和高度随距离的增大而增加,生物量、结实量、分枝数量先减小后增加;高繁殖力和高生长率的物种在竞争中具有优势,确保其能在消落带生存.     

蒙古苍耳核型分析

首次对蒙古苍耳(Xanthium mongolicum Kitag.)染色体的数目及核型进行了研究,结果表明,染色体数目2n=36,核型公式为K(2n)=36=26m+2m(sat)+8sm.与苍耳(Xanthium sibiricum Patrin.)的核型进行比较,认为蒙古苍耳的核型比苍耳的原始。     

气候变化情景下外来入侵植物刺苍耳在新疆的潜在分布格局模拟

明确区域尺度上外来入侵种的潜在分布格局及其对气候变化的响应对入侵种的预防和控制具有重要意义。以外来入侵植物刺苍耳(Xanthium spinosum L.)为研究对象,以其扩散蔓延的新疆地区为研究区域,结合中国国家气候中心开发的BCC—CSM1—1模式下的将来气候条件,应用MaxEnt模型和ArcGIS空间分析技术构建了未来不同气候变化情景(RCP4.5,8.5)下2050s和2070s的刺苍耳适宜生境预测模型,定量的展示了气候变化情景下刺苍耳在新疆的扩散趋势及其适宜生境的面积空间变化和分布区中心移动轨迹。结果表明:年降雨量、下层土壤有机碳含量、上层土壤pH值、年温度变化范围、降雨量的季节性变化和年平均温度是影响刺苍耳地理分布的主导环境因子;博州、塔城、阿勒泰西北部、哈密中部、巴州北部、克州中部、阿克苏北部、奎屯市、克拉玛依市、五家渠市、喀什市等地为高危入侵风险区;两种气候模式下刺苍耳的各级适生区面积和总适生面积均呈持续增加的变化趋势,且在RCP8.5情景(最高温室气体排放情景)下响应更为敏感;总体上看,刺苍耳在新疆的分布未达到饱和,呈现以塔城中部为中心,向天山北麓和塔克拉玛干北缘方向辐射状扩散,且两种气候变化情景下至2070s分布区中心均向伊犁州奎屯方向移动。     

Bioherbicidal potential of a strain of Xanthomonas spp. for control of common cocklebur (Xanthium strumarium)

Several isolates of a previously unreported bacterial pathogen were discovered on common cocklebur seedlings in Chicot County, AR and Washington County, MS. Diseased plants in nature exhibited angular-shaped leaf spotting symptoms on leaf margins and central leaf areas. The isolates were cultured from diseased leaf tissue and tentatively identified as Xanthomonas spp., and their virulence on common cocklebur seedlings compared. The most virulent isolate (LVA987) was used in studies to define disease progression on cocklebur seedlings and to carry out a host range evaluation on various weeds and crop plants. High virulence was found on common cocklebur > marestail (Conyza canadensis) > giant ragweed (Ambrosia trifida) ≥ and common ragweed (Ambrosia artemisifolia). These results suggest this pathogen may be useful for the biological control of these important species of weeds. This is also highly relevant since all of these weeds have evolved resistance to one or more synthetic herbicides and are thus becoming more difficult to control with conventional herbicides.     

Mechanism of parasitism by Cuscuta reflexa: Distribution of cytokinins in different regions of the parasite vine

Cytokinins in the different regions of Cuscuta reflexa Roxb. vine have been extracted and assayed using the Xanthium cotyledon bioassay with N⁶-benzylaminopurine as the reference cytokinin. Maximum cytokinin level was found in the haustoria-bearing region with the gradient decreasing towards the apex. The cytokinin content of the apex was less than 1% of that in the whole haustorial region. Interestingly, the concave half of the vine contained about forty times more cytokinin in the haustorial region than the corresponding convex half. The high concentration of cytokinin or cytokinin-like substances in the haustoria-bearing site in Cuscuta might be due either to a high RNase activity in the region or translocation from the host to parasite or both.