入侵植物三裂叶豚草在中国的潜在适生区预测

[目的] 三裂叶豚草是中国重点防控的入侵植物,研究其潜在的适生区分布格局变化对预警防控具有重要意义。[方法] 基于MaxEnt优化模型预测当前及未来（RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5）气候情景下三裂叶豚草潜在的地理分布格局。[结果] 当调控倍频（RM）=3.5,FC（特征组合）=LQH（线性、二次型、片段化组合）时为最优模型,MaxEnt模型的预测结果较准确,受试者工作特征曲线下的面积（AUC值）达0.9287;综合8种途径评估出人类活动因子（hfp,贡献率69%）、等温性（bio3,贡献率8.9%）、温度季节变动系数（bio4,贡献率2.9%）、年降水量（bio12,贡献率7.3%）和海拔（ELEV,贡献率3.7%）是制约三裂叶豚草潜在地理分布的主要环境因子;在当前气候情景下,三裂叶豚草的高适生区主要集中在东北平原、江淮地区、京津冀、山东半岛等经济发达地区。[结论] 在未来气候变化情景下,三裂叶豚草在我国的潜在适生区范围总体呈现不同程度的缩减,即丧失率大于增加率;三裂叶豚草将有向南迁移的趋势;最冷月最低温度（bio6）是最不相似变量分析中出现频次最高的因子,表明温度因素对三裂叶豚草潜在地理分布变迁起到重要制约作用。本研究结果可为三裂叶豚草的预防和控制提供理论基础。     

豚草和三裂叶豚草不同植株部位种子萌发与入侵扩散关系

豚草(Ambrosia artemisiifoliaLinn.)和三裂叶豚草(A. trifidaLinn.)是我国恶性入侵物种,分布常呈高密度单一种群,且结实量庞大。探讨二者不同植株部位种子萌发(休眠)与扩散特点,对了解二者入侵机制具有重要意义。以新疆伊犁新源县发生的豚草和三裂叶豚草为材料,在种子成熟期,根据植株高度、枝条长度,按比例从上到下分为9个部位,对不同植株部位种子的形态特征、数量和萌发特性进行比较,分析这两种植物不同植株部位种子萌发与扩散的共性和差异性,研究二者种群密度调节和入侵的关系。结果表明:1)两个物种内不同植株部位间种子的长、宽、百粒重无显著差异,但三裂叶豚草种子的长度和宽度分别是豚草的2—3倍,百粒重高7倍。结合两个物种在伊犁地区分布差异,认为种子大小是两个物种分布区域性差异的原因之一。2)豚草和三裂叶豚草植株外部的上顶、中顶、上中部位种子数占植株总种子数量的50%,中中、下顶占比约23%,而下部的上基、中基、下中、下基的种子数占比约27%,表明当年生产的种子有近73%的比例具有远距离扩散的潜力。3)豚草和三裂叶豚草不同植株部位种子的萌发率具有上端中端下端的趋势;初始萌发时间为下端中端上端;萌发持续时间为上端中端下端。这种萌发方式避免了同一生长季大批种子同时萌发有可能导致高密度死亡的风险。基于上述研究分析,认为豚草和三裂叶豚草不同植株部位种子具有不同的适应功能。其中,上部所产生的种子具较强的扩散能力和低休眠性,有利于两物种快速占据新生境并扩大种群;而中、下部位的种子在母株周围就近扩散,翌年萌发率低,缓解了种群竞争。豚草和三裂叶豚草不同植株部位生产的种子特性和萌发差异是两个物种进行种群密度调节和扩散入侵的重要原因。     

三裂叶豚草锈菌侵染寄主叶片的显微和超微观察

【背景】三裂叶豚草是我国重要的外来入侵植物之一,其传播速度快,已给我国造成巨大的经济损失。近年来发现的三裂叶豚草锈菌是一种对其具有生物防治潜力的病原菌。【方法】本文利用显微技术研究了三裂叶豚草锈菌的侵染过程及其对寄主结构的影响。【结果】三裂叶豚草锈菌菌丝可从多处侵入同一个叶肉细胞,胞间菌丝与叶肉细胞相接触可使部分细胞壁增厚。锈菌侵染使三裂叶豚草叶脉末梢导管分枝增多,造成三裂叶豚草水分代谢失调;叶片细胞内膜系统破碎化,细胞器结构受到不同程度的破坏,导致细胞内膜系统紊乱,细胞器结构稳定性降低。【结论与意义】豚草锈菌侵染破坏了三裂叶豚草叶片的细胞结构。本研究为深入研究豚草锈菌的致病机理奠定了基础。     

三裂叶豚草锈病发生和流行规律的研究

通过田间调查与定点系统观察,结合沈阳地区的气象条件,对三裂叶豚草锈病在沈阳地区的发生和流行规律进行了研究。结果表明：三裂叶豚草锈病属于喜高温、高湿型病害;该病于6月初在沈阳地区开始发病,可持续至9月,以7～8月发病最重。人工接种试验结果表明：在30℃和相对湿度96．9％条件下接种锈菌冬孢子,4d后三裂叶豚草即可发病;冷冻保藏（-20℃）可打破冬孢子休眠,在沈阳地区冬孢子是第二年锈病发生的初侵染菌源。苍耳柄锈菌三裂叶豚草专化型对三裂叶豚草表现出了显著的致病性、致死性及专一性,证明是防治三裂叶豚草的理想生防菌。     

高温对入侵种三裂叶蟛蜞菊叶片PSⅡ功能和光能分配的影响

以入侵植物三裂叶蟛蜞菊及其近缘本地种蟛蜞菊为实验材料,比较高温对二者PSII功能争光能分配特性的影响。结果显示,三裂叶蟛蜞菊PSⅡ最大光能转化效率（FY/Fm）受高温抑制的程度较轻,初始荧光（Fo）上升幅度较小。高温胁迫降低了三裂叶蟛蜞菊叶片总的光合电子传递速率（JF）,但它同时降低了电子流向光呼吸分配的比例（Jo/JF）,相对提高了电子流向碳同化的分配（Jc/JF）。与蟛蜞菊相比,高温处理后三裂叶蟛蜞菊仍然能够将较多吸收的光能用于光化学反应,以维持较高的碳同化水平。本研究的结果表明入侵植物三裂叶蟛蜞菊比本地种蟛蜞菊具有更强的耐高温能力,意味着入侵种三裂叶蟛蜞菊在全球气候变暖的环境背景下具有潜在的扩散优势。     

豚草锈菌对三裂叶豚草叶片生理生化特性的影响

【背景】自20世纪50年代三裂叶豚草传入我国以来,迅速蔓延,已给我国农业生产、生态环境、人民健康造成巨大威胁。近年来发现的豚草锈菌对三裂叶豚草有一定的致病性,具备生物防治潜力。【方法】本文利用植物生理学技术研究了豚草锈菌对三裂叶豚草叶片生理生化特性的影响。【结果】锈菌侵染后,三裂叶豚草叶片的相对电导率随病级的增高和侵染时间的延长而上升,说明锈菌破坏了豚草叶片的细胞膜,导致其电解质外渗。同时,发病初期叶片内的丙二醛(MDA)与超氧自由基(O2.-)含量逐渐上升;当发病程度为3级时,O2.-含量达到最高;4级时,MDA含量达到最高。此外,锈菌侵染后,三裂叶豚草叶片抗坏血酸(AsA)含量持续上升,而脯氨酸(Pro)含量在发病后期下降,说明在三裂叶豚草与锈菌互作时,AsA含量虽然增加,但抗性并不明显,而Pro可能具有更为重要的作用。【结论与意义】豚草锈菌的侵入干扰了三裂叶豚草的生理生化反应,这将为深入研究豚草锈菌的致病机理、发挥其生物防治潜力奠定基础。     

基于ISSR的豚草和三裂叶豚草遗传多样性研究

[目的]研究不同地理种群的豚草和三裂叶豚草的遗传多样性水平和遗传结构。[方法]应用筛选的13条ISSR引物对8个豚草居群和7个三裂叶豚草居群共240个样品进行分子标记。[结果]8个豚草居群128个样品,共扩增出304条带,多态性位点比率为98.68%;Shannon''s信息指数为0.6716,Nei''s基因多样性指数为0.4788。7个三裂叶豚草居群112个样品,共扩增出266条带,多态性位点比率为95.86%;Shannon''s信息指数为0.6593,Nei''s基因多样性指数为0.4670。豚草和三裂叶豚草各居群遗传距离较近。[结论]豚草和三裂叶豚草在居群间具有一定的遗传稳定性;居群内具有丰富的遗传多样性。豚草和三裂叶豚草遗传变异主要来源于居群内部。豚草各居群遗传距离和地理距离有显著相关性,三裂叶豚草各居群遗传距离和地理距离无显著相关性。     

豚草锈菌对三裂叶豚草光合生理特性的影响

【背景】外来人侵恶性杂草——三裂叶豚草在我国迅速蔓延,并对我国经济、人民健康、生态等方面造成巨大影响。【方法】本文运用光合仪（CIRAS-1）测定豚草锈菌侵染后的三裂叶豚草叶片的光合效率、蒸腾速率、叶表面蒸汽压差、胞间CO2浓度、气孔导度等指标,以探讨豚草锈菌影响三裂叶豚草光合作用的机制。【结果】豚草锈菌侵染三裂叶豚草叶片后,对叶片水分代谢与光合代谢有明显影响,从而影响叶片有机物质的合成。豚草锈菌侵染显症1—4d后,受侵染叶片蒸腾速率与气孔导度下降,光合作用有所加强,导致胞间CO2浓度下降,进而使叶片细胞水分代谢与光合代谢加强。显症4d后,随着叶片发病程度增加（4～5级）,胞间CO2浓度增加,蒸腾速率与气孔导度大幅降低,光合速率下降。【结论与意义】豚草锈菌能干扰三裂叶豚草叶片的光合生理活动。该结果可为防治三裂叶豚草提供参考。     

三裂叶豚草雄花序分化的气候效应分析

【背景】三裂叶豚草是一种外来恶性杂草,它的入侵不仅影响当地的生物多样性和生态系统,而且给农牧业造成巨大的经济损失。此外,其花粉量大,是引起人体一系列过敏反应的致敏源。【方法】通过对2008～2010年三裂叶豚草分化时期和气象因素进行调查,以当年分化开始前一个月至分化结束的日最高气温、日最低气温、日平均气温、相对湿度、日照时间等数据,分析影响三裂叶豚草雄花序分化的气象因子。【结果】雄花序从未分化期至成熟期平均需26d。三裂叶豚草营养生长后期,较短的日照时间和日平均气温、较高的相对湿度和较大的温差等环境条件有利于三裂叶豚草雄花序较早地开始分化。而在分化早期,长时间较高的相对湿度不利于雄花序的分化。【结论与意义】外界环境的变化能够影响三裂叶豚草雄花序的分化,对其分化开始时间起决定性作用。本研究为制定合理的三裂叶豚草防治措施提供了理论依据,同时为进一步研究其生物安全性提供了参考。     

苍耳柄锈菌三裂叶豚草专化型的超微结构观察(英文)

20 0 3年在沈阳的三裂叶豚草 (AmbrosiatrifidaL .)上发现了苍耳柄锈菌三裂叶豚草专化型 (PucciniaxanthiiSchwein .f.sp .ambrosia trifidaeS .W .T .Batra) ,这是在我国三裂叶豚草上发现的一种新病菌。试验采用扫描电镜和透射电镜对该锈菌的冬孢子和吸器的形态结构进行了观察。     

气候变化预计会减少东亚地区豚草的生物防治效果

外来入侵植物对入侵地的生态系统与社会经济可造成严重的威胁。如何控制入侵植物对自然资源的危害,向人类提出了极大的挑战。利用原产地的专食性天敌来控制入侵植物已被广泛证明是一种经济、可持续的生物防治手段。在全球气候变暖的背景下,生物防治研究的关键问题是全面了解物种的潜在分布区和传播范围,进而优化入侵植物的生物防治方案。本研究利用生物地理模型,通过预测两种生物防治昆虫和它们的组合在东亚地区的适宜分布区,预测豚草(Ambrosia artemisiifolia)的生物防治区域。豚草原产北美,目前已经入侵全球多个国家和地区。20世纪末,豚草条纹叶甲(Ophraella communa)和豚草卷蛾(Epiblema strenuana)作为豚草的生物防治昆虫从原产地引入到东亚地区。本研究旨在探讨如下问题:(1)在豚草的适宜生长分布区内,有多少区域也同样适宜其两种天敌的生存?(2)在目前和未来的气候背景下,有多少区域适宜豚草生长但是不适宜它的两种天敌生长?(3)在这些适宜豚草生长却不适宜两种昆虫天敌生长的区域内,需要选择哪些特定的生物型进行投放?为此,我们基于入侵植物和两种生物防治昆虫的全球分布记录及其分布点的重要生物气候因子,同时模拟了入侵植物及其两种生物防治天敌在东亚地区的分布范围。排序技术被用来探索气候因子对每个物种的限制作用,同时也用来检验豚草在北美和东亚地区的生态位重叠和相似性。结果表明,在当前和未来的气候背景下,相较于豚草卷蛾,豚草条纹叶甲与豚草的地理分布范围更加吻合(当前气候:40.3%vs.21.6%,未来气候:29.8%vs.20.3%)。气候变化可能会导致两种生物防治天敌(尤其是豚草条纹叶甲)的地理分布与豚草的地理分布的重叠区域减少(42.9%vs.29.9%)。本研究同时提出了温度和降水等气候因子可用于为特殊区域(生物防治天敌未覆盖的豚草分布区)筛选生物防治天敌的相应株系。     

不同光强对入侵种三裂叶豚草表型可塑性的影响

通过人工遮光,研究了不同光照强度下入侵植物三裂叶豚草的形态、生物量分配以及光合特性的表型可塑性.结果表明:与对照相比,遮光条件下,三裂叶豚草的株高、冠宽、单株叶面积、比叶面积和叶生物量比重显著增加,总生物量、单位叶面积生物量和根冠比减小;在全光照条件下,其冠宽和单株叶面积较小,根冠比较大,有利于高温强光下减少水分散失,表现出对不同光强较强的形态和生物量可塑性.遮光使三裂叶豚草叶片的日均净光合速率、蒸腾速率和气孔导度下降,胞间CO2浓度上升.正午光照最强时,低遮光处理植株的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度最大.中遮光和高遮光条件下,其叶绿素含量显著增加,叶绿素a/b显著减小,有利于提高三裂叶豚草的光能利用效率,以适应弱光环境.     

三裂叶豚草雄花序分化期ABA、GAs和IAA的含量动态

【背景】三裂叶豚草为我国外来入侵有害植物,是世界公认的危害性杂草,不仅影响农牧业的生产,而且其花粉含有致敏蛋白,能引起人体一系列的过敏反应,危害人类健康。植物内源激素与植物生长发育的基本规律和代谢过程的调节控制密切相关。【方法】本文利用高效液相色谱法,研究了三裂叶豚草雄花序分化过程中3种内源激素的含量动态。【结果】在三裂叶豚草雄花芽分化过程中,赤霉素(GAs)的含量在分化初期比较平稳,从花蕾分化期开始急剧下降,雄蕊分化期又上升;吲哚乙酸(IAA)的含量始终处于缓慢上升的趋势;脱落酸(ABA)在花瓣分化期出现且迅速上升,在雄蕊分化末期达到峰值。3种激素中,ABA含量与三裂叶豚草花芽分化的相关性较明显。【结论与意义】ABA的出现及其含量是决定三裂叶豚草雄花序分化能否完成的一个关键因素。本研究为利用化学方法防治三裂叶豚草提供了依据。     

三裂叶豚草的识别

三裂叶豚草(Ambrosia trifida L)属菊科、豚草属植物.原产北美洲,现已遍布世界许多国家,目前我国东北、浙江、江苏等地都有发生.1987年我们在北京的丰台、海淀、朝阳首次发现了这种植物.现将三裂叶豚草的识别与危害     

豚草轴霜霉菌卵孢子的观察方法

豚草是重要的外来入侵生物。近年在三裂叶豚草上发现一种霜霉菌(Plasmopara angustiterminalisNovotelnova),该菌对三裂叶豚草表现一定的致病性和致死性。通过试验明确了豚草霜霉菌卵孢子的最佳观察方法为10%NaOH透明法和1%酸性品红染色法。     

三裂叶豚草(Ambrosia trifida)对大豆根系生长及其结瘤的影响

沈阳效区实地考察中观察到,邻近三裂叶豚草生长的大豆的根瘤形成受到了抑制。土箱实验中得到和野外调查一致的结果,但大豆根系发育和分布不受影响。施用三裂叶豚草水浸液的实验表明,是三裂叶豚草水浸液,即：水浸液中的化学物质,抑制了根瘤菌的活动从而影响大豆根瘤的形成。文章给出了调查和实验的结果,并进行了分析。     

豚草和三裂叶豚草种子休眠规律研究

豚草和三裂叶豚草是菊科豚草属一年生草本植物,其种子休眠程度随生育地的纬度不同而有变化,纬度越高,种子成熟后进入休眠状态的比例越大,解除休眠所需的低温层积时间也越长。在高纬度的牡丹江市,成熟的豚草和三裂叶豚草种子全部进入休眠状态,低温层积１２周时萌发率达９５％以上,而在低纬度的南昌市,有１０％左右的豚草和三裂叶豚草种子没有进入休眠状态,低温层积８周时,萌发率即可达９５％以上。进入休眠状态的豚草和三裂叶豚草种子,不经过低温层积处理,在１５℃的室温下保存半年以上,也有一定比例的种子可以解除休眠。豚草和三裂叶豚草种子休眠机制可能是由抑制物质和促进物质复合体所控制,休眠种子含有高水平的抑制剂和低水平的促进剂,非休眠种子这种平衡转向有利于促进剂,不同纬度地区的温度差异和低温层积以及长期室温贮藏的呼吸代谢过程,可能对这种平衡产生影响,改变种子的休眠状态     

外来入侵植物三裂叶豚草凋落叶分解对土壤线虫群落结构的影响

为了解入侵植物凋落叶对土壤线虫群落结构和多样性的改变,揭示外来植物入侵对土壤生态系统的影响,收集沈阳地区入侵严重的外来植物三裂叶豚草(Ambrosia trifida)和共生的本地植物水蒿(Artemisia selengensis)的凋落叶,通过微生态箱法,在土壤中分别添加这2种植物的凋落叶,对照土壤不添加任何凋落物,之后测定土壤线虫数量和群落结构的变化。结果表明,与本地种水蒿相比,入侵植物三裂叶豚草凋落物分解更快,可能与其具有较高氮含量有关。随着分解时间的延长,2种凋落叶处理的土壤中食细菌线虫密度、食真菌线虫密度和土壤总线虫密度的差异程度增大。分解45天时,添加三裂叶豚草凋落叶的土壤中线虫总密度、食真菌线虫密度显著高于添加水蒿凋落叶的土壤;分解90天时,三裂叶豚草处理土壤中食细菌线虫密度和食真菌线虫密度均显著高于水蒿处理土壤。土壤线虫富集指数随时间虽有上升的趋势,但90天时2种凋落叶添加的处理间并没有显著差异;同时,土壤线虫结构指数有下降趋势,90天时该指数在三裂叶豚草处理的土壤中显著高于水蒿处理的土壤。土壤线虫的多样性指数在分解90天后处理间差异不显著。本研究表明,入侵植物三裂叶豚草通过凋落物分解途径能够显著刺激土壤线虫的增殖,改变土壤线虫的群落结构,但对土壤线虫的多样性影响不显著。     

豚草发生地土壤动物的初步研究

土壤动物个体数量和类群数随着际的推进而增加,8月份达到最高值。8月份和9月份,豚草发生地土壤动物个体数量和类群数明显少于对照样地。豚草对于土壤动物的抑制作用具有类群上的选择性,对线虫类和线蚓类的抑制作用更强。豚草对土壤动物的影响,生殖生长期大于营养生长期,普通豚草大于三裂叶豚草,豚草纯群落大于豚草与其它植物混生群落。     

三裂叶豚草的化感作用研究

 本文研究了在我国东北地区广泛蔓延的菊科杂草—三裂叶豚草(Ambrosia trifida)对大豆、玉米、小麦、水稻的化感作用(Allelopathy)。通过对三裂叶豚草的不同部位(挥发物、茎叶、根、根区土壤)的化感活性的研究,发现三裂叶豚草的挥发物和根区土壤对作物无明显的作用;茎叶部分的水浸液对实验作物的种子萌发和幼苗的幼根伸长有明显的抑制作用,同时使根系形态发生较大的变化;根的水浸液对作物的幼芽伸长有一定的促进作用。在上述的研究基础上,对不同的活性组分进行了GC、GC/MS分析．结果表明主要的化感成分可能为α-蒎烯、β-蒎烯、2-冰片烯、里那醇、冰片、4-萜品醇、樟脑、α-萜品醇、马鞭烯酮、橙花叔醇、法尼烯、勺叶桉醇等。由此我们分析三裂叶豚草主要是通过雨水淋溶的方式向周围环境释放化感物质,从而对其它植物产生影响,加强自身在自然界的竞争力。