胜红蓟化感作用研究Ⅵ.气象条件对胜红蓟化感作用的影响

在田间条件下 ,胜红蓟化感作用与光、温、水等气象要素显著相关 ,有利的光、温、水生长条件使得其化感作用减弱 ,反之增强 .春夏季温度和降水有利胜红蓟的生长 ,其化感作用减弱 ,而秋冬季温度和降水不利胜红蓟生长 ,其化感作用增强 .实验表明 ,30 0 μg·ml-1高浓度胜红蓟挥发油使受试植物不能生长 ,而6 0 μg·ml-1低浓度影响较小 ,在高温、低温和遮光等不利植物生长的条件下 ,低浓度的胜红蓟化感物质对受试植物的抑制效应显著增强 ,显示在不利的生长条件下 ,受试植物对胜红蓟化感物质的抵御能力减弱 .研究表明 ,在不利于胜红蓟及受试植物生长的气象条件下 ,胜红蓟化感作用增强 ,受试植物抵御化感物质的能力降低 ,使得胜红蓟群落中其它植物难以正常生长 ,相应地提高了胜红蓟在自然群落中的竞争优势 .化感作用和光、温、水、气象条件的共同作用是胜红蓟在自然群落中成为优势种群的重要原因之一 .     

化感物质对植物根系形态属性影响的meta分析

植物化感作用是通过释放到环境中的化感物质直接或间接影响受试植物生长而实现的。化感物质主要作用于根系,所以植物根系属性是化感作用研究的重要指标之一。目前,关于受试植物形态属性对外源化感物质的响应模式尚缺乏整体的认识。为此,本文对61篇有关纯化感物质(包括酚类、萜类和含氮化合物等)对植物根系形态属性(尤其是根长)影响的文献进行整合分析。结果发现: 整体上化感物质处理显著抑制根长,而对根生物量、根表面积和根体积等形态属性影响较小;酚类对根长的抑制效应最大,且化感物质对草本植物根长的抑制率高于木本、作物和其他植物;酚类与根长抑制效应呈显著的线性相关。进一步量化了4种典型酚酸——阿魏酸、对羟基苯甲酸、香草酸和肉桂酸的浓度-效应关系,证实了黄酮对受试植物根长的抑制效应显著高于酚酸类化感物质。受试植物根系属性对化感物质的响应主要受化感物质类型和添加浓度、植物种类与培养条件等多因素影响,建议未来研究在土壤环境条件下综合评价化感物质对受试植物根系形态和生理属性以及根系构型等参数的影响机制。     

黑藻(Hydrilla verticillata)养殖水对铜绿微囊藻(Microcystic aeruginoSa)的抑制效应及其机制

黑藻（Hydrilla verticillata）养殖水对铜绿微囊藻（Microcystic aeruginosa）的生长有明显抑制作用。同时,它显著降低铜绿微囊藻的光合速率;而使呼吸速率与超氧物歧化酶（SOD）活性先升高,后迅速下降;使细胞膜透性显著增大。电镜照片显示,黑藻养殖水对铜绿微囊藻的超微结构产生进行性的损伤,对质膜、类囊体片层及拟核区的破坏尤为显著。黑藻养殖水的乙醚提取物有显著抑制微囊藻生长的作用,且呈现明显的量效关系,证实黑藻对铜绿微囊藻的克生作用是通过向水中分泌克藻物质实现的。经GC—MS分析和初步鉴定,黑藻养殖水的乙醚提取物中含有邻苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸丁酯2-甲基丙酯等物质。     

3种沉水植物去除水体中氮磷能力研究

研究了3种沉水植物对不同质量浓度富营养化水体的净化能力,结果表明,轮叶黑藻、金鱼藻和狐尾藻对水体中的氮、磷都有很好的净化效果,对总氮去除能力从大到小依次为轮叶黑藻>金鱼藻>狐尾藻,对总磷去除能力从大到小依次为轮叶黑藻>狐尾藻>金鱼藻。实验表明,沉水植物是富营养化水体水生态系统重建的关键,在水体生态修复中,轮叶黑藻是一种很好的水体净化沉水植物。     

红树植物干粉和新鲜组织水提物对两种赤潮藻的化感抑制效应

通过测定藻细胞密度,研究了5种红树植物木榄、秋茄、海漆、海芒果、小花老鼠簕水提物对赤潮藻球形棕囊藻和赤潮异弯藻的化感抑制效应,探讨了高温处理对化感抑藻效应的影响。研究结果表明,红树植物干粉水提物和新鲜组织水提物对两种赤潮藻均显示出显著的化感抑制作用。第5 d,红树植物干粉水提物对2种赤潮藻的抑制效果依次为:海漆>秋茄>小花老鼠簕>木榄>海芒果。新鲜组织水提物抑藻效果最强的红树植物是木榄和秋茄。秋茄和海漆水提物中的抑藻化感物质对高温相对不稳定,木榄和小花老鼠簕水提物中的抑藻化感物质对高温相对比较稳定。     

粉绿狐尾藻（Myriophyllum aquaticum）对铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）的化感抑制效应及其生理机制

由于生物法,尤其是水生植物化感控藻方法在治理水体富营养化及水华现象中具有多方面的优势,近年来该领域的理论和技术研究备受世界各国关注.采用初始添加种植水和连续添加种植水的方法,研究挺水型粉绿狐尾藻对铜绿微囊藻的化感抑藻效应,并从光合作用的角度探讨其对铜绿微囊藻化感抑制的生理生态机制及作用靶点.研究结果表明:粉绿狐尾藻能够分泌某些化感物质有效抑制铜绿微囊藻的正常生长,其抑藻效应是通过连续释放某些化感物质作用于铜绿微囊藻而实现的,且具有累积性;粉绿狐尾藻分泌化感物质对铜绿微囊藻的Chl a、PC及APC的损伤程度存在差异(如处理5 d后,Chl a、PC、APC的相对含量分别降至52.7%、15.3%、7.6%),其中藻胆蛋白(尤其是APC)比Chl a 更为敏感,说明藻胆蛋白是粉绿狐尾藻化感物质抑制铜绿微囊藻的关键靶点.研究为水生植物化感控藻技术的发展提供了新的材料,并有助于深入了解水体生态系统的化学生态作用及其机制.     

沉水植物化感作用控藻能力评述

沉水植物所释放的化学物质对藻类的抑制作用是浅水湖泊维持清水状态的机制之一.本文从具有化感活性的沉水植物在湖泊中出现的频度、盖度、化感物质的种类、抑藻效应等方面对化感控藻进行了评述.已有研究结果表明：穗花狐尾藻、金鱼藻、伊乐藻等是具有很高活性的沉水植物,尤其是在其生物量达到一定程度,且湖泊中的优势藻为较敏感的种类时,沉水植物分泌的化感物质对浮游藻类的抑制作用更强;沉水植物释放的多酚类等化感物质具有控藻能力;化感物质对于不同种类藻的抑制作用具有选择性,蓝藻和硅藻比绿藻更为敏感,附生藻类通常比浮游藻类具有更高的耐受性;环境因素如光照、营养限制、温度等会显著影响沉水植物化感作用效果.沉水植物的化感控藻研究尚处于初始阶段,关于环境因素对化感作用的影响、化感物质的分离鉴定、选择性抑藻机理以及化感物质代谢途径等方面还有待深入、全面的研究.     

草鱼对不同种类沉水植物的摄食研究

文章研究了草鱼对轮叶黑藻、苦草、菹草、金鱼藻和穗花狐尾藻等不同种类沉水植物的摄食作用,探讨了不同规格(35,45,55,65,75和85 g)和密度(1.20,2.40,3.60和4.80 g/L)的草鱼对沉水植物的摄食选择性及摄食率。结果表明:草鱼对沉水植物摄食优先选择次序为:轮叶黑藻苦草菹草金鱼藻穗花狐尾藻;对不同规格的草鱼而言,在有轮叶黑藻的情况下,草鱼会对轮叶黑藻优先摄食,且摄食率大于苦草、穗花狐尾藻和金鱼藻,同时小规格草鱼的日均摄食率大于大规格草鱼;对不同放养密度的草鱼而言,在有轮叶黑藻的情况下,草鱼对食物的摄食竞争作用明显,当水质恶化时,草鱼的摄食率随着密度的增大而减小。     

凤眼莲入侵程度对金鱼藻和黑藻生长及种间关系的影响

湿地生态系统中凤眼莲（Eichhornia crassipes）入侵造成湿地植物群落结构退化及功能崩溃,直接影响沉水植物的生长繁殖及初级生产力。目前关于凤眼莲的入侵机制有一定的研究,而关于凤眼莲入侵程度对沉水植物金鱼藻（Ceratophyllum demersum）和黑藻（Hydrilla verticillate）生长及种间关系的影响相对缺乏。以外来入侵植物凤眼莲,沉水植物金鱼藻和黑藻为研究对象,设计凤眼莲入侵程度（无入侵,轻度入侵对应盖度25%,重度入侵对应盖度75%）交叉定植方式（黑藻单种模式、金鱼藻单种模式,金鱼藻和黑藻混种模式）的控制实验,探究凤眼莲入侵强度对沉水植物金鱼藻和黑藻生长及种间关系的影响。结果表明,凤眼莲入侵程度显著降低了金鱼藻的生物量、分枝数;黑藻的株高、分枝数和分节数。无凤眼莲入侵时,两种沉水植物生物量均最大,两者种间竞争关系较强;随凤眼莲入侵盖度增加,两种沉水植物的生物量先急剧降低后略微增加,种间关系经过微弱促进后又变为竞争作用,其中黑藻表现出明显的竞争优势。此外,凤眼莲入侵略微降低了水体中的总氮、总磷含量。结构方程模型分析结果表明凤眼莲入侵以及水体总氮、总磷等水体理化性质对沉水植物生长均有显著负向影响（P<0.05）,且水体理化性质对沉水植物生长的影响强于凤眼莲入侵。总之,凤眼莲入侵显著降低了金鱼藻和黑藻生长繁殖,随着凤眼莲入侵程度增加,两种沉水植物种间关系由竞争转变为促进再转变为竞争。研究结果为凤眼莲入侵有效控制及湿地沉水植被的恢复与重建提供了一定的理论依据和技术支撑。     

渗透胁迫对化感作用生物测定的影响

以加拿大蓬水提液为供体,白菜种子为受体,设计了梯度渗透、等渗溶液以及高渗透压、低化感物质浓度3组实验;通过梯度渗透试验确定受体植物可耐受的渗透势阈值,用等渗溶液排除渗透势的干扰确定植物浸提液的化感作用及其作用强度,以高渗透压、低化感物质浓度试验初步模拟自然条件下渗透势与化感物质之间的主次关系,探讨化感作用研究中培养液渗透势对试验结果的影响。结果显示,处理液渗透势在≥-0.25 MPa范围内对白菜种子萌发和幼苗生长没有显著影响;加拿大蓬水溶性物质具有化感作用,且其化感作用主要影响小白菜幼苗的生长,而对其种子萌发影响相对较小;在渗透势相同的溶液中,只要溶质中含有部分加拿大蓬水溶性物质即可对受体植物产生化感作用。研究发现,与渗透胁迫相比,化感物质是加拿大蓬水提液中影响受体植物生长发育的主要因素。     

Allelopathic aquatic plants for aquatic weed management

This report presents, results of a feasibility study of use of allelopathic aquatic plants for aquatic weed management. In order to establish a list of potential allelopathic plants, we selected 16 aquatic plants native to the southeastern United States and subjected them to two bioassays — one involving lettuce seedlings and one involving the aquatic plantLemna minor as the target species. The lettuce seedling bioassay was selected because it is a widely used, experimentally simple assay to determine allelopathic activity. However, it uses lettuce, a terrestrial plant, as the target species, and thus may be less appropriate for use with aquatic plants. TheL. minor assay involves an aquatic plant as the target species and so is more appropriate for our goals, but it is experimentally much more complex and time-consuming. The plants selected for study wereBrasenia schreberi, Cabomba caroliniana, Ceratophyllum demersum, Eleocharis acicuiaris, Eleocharis obf usa, Hydrilla verticillata, Juncus repens, Limnobium spongia, Myriophyllum aquaticum, Myriophyllum spicatum, Najas guadalupensis, Nymphaea odorata, Nymphoides cordata, Potamogeton foliosus, Sparganium americanum, and Val/isneria americana.Nymphaea odorata (leaves and petioles) inhibited 78 % of lettuce seedling radicle growth and 98 % ofL. minor frond production. Brasenia schreberi inhibited 82 % of lettuce seedling radicle growth and 68 % of L. minor frond production. These results suggest thatN. odorata andB. schreberi are both highly inhibitory and are therefore candidates for use in aquatic weed management. Results also suggest that the simple lettuce seedling assay is a reasonable first “easy” one to use in an attempt to determine allelopathic potential of aquatic plants.     

沉水植物中挥发性物质对铜绿微囊藻的化感作用

比较了两种淡水沉水植物金鱼藻和苦草中挥发性物质对铜绿微囊藻的化感抑制作用,在100mg／L浓度下,新鲜植物挥发油的抑藻作用非常显著,两种植物抑藻活性相近,但是在干粉材料中金鱼藻挥发油的抑藻活性明显强于苦草,且挥发油浓度与抑藻活性呈正相关。不同植物之间以及新鲜植物和植物干粉之间挥发油的成分和相对含量差别较大,新鲜植物挥发油中含有40％的邻苯二甲酸酯,而在于粉挥发油中70％为脂肪族化合物和萜类物质。在新鲜植物挥发油中约占20％的是不稳定的未知物,其化学结构和生物活性有待进一步研究。     

Allelopathic activity of volatile substance from submerged macrophytes on Microcystin aeruginosa

Considerable attention has been paid on the allelopathic potential of aquatic macrophytes against blue-green algae. This study compared inhibitory activity of volatile compounds that were contained in two submerged macrophytes, Ceratophyllum demersum and Vallisneria spiralis, on Microcystin aeruginosa. When the concentration of essential oils was 100 mg/L, the antialgal activities for fresh macrophytes were similar between C. demersum and V. spiralis but stronger than those for dry macrophytes. Essential oils from C. demersum in dry macrophytes showed stronger antialgal activity than those from V. spiralis. There exists a positive correlation between the concentration of the essential oils and the inhibitory activity. The essential oils were composed of fatty compounds, terpenoids, phenolic compounds, phthalates, and some unknown compounds. More than 40% of the essential oils from fresh macrophytes were composed of phthalates, whereas approximately 70% of those from dry macrophytes were composed of lipid compounds and terpenoids. However, approximately 20% of the essential oils from fresh macrophytes were composed of unknown compounds, which were unstable and undetectable in dry macrophytes. Therefore, their chemical structures and bioactivities need further study.     

氮磷浓度对藻-溞-草间相互作用的影响

为了解氮磷浓度对生物操纵效果的影响, 以小球藻、大型 溞和金鱼藻分别作为浮游植物、浮游动物和大型沉水植物的代表, 建立了它们之间相互作用的水生微宇宙模型。研究了在 25℃、2000—3000 lx 的温度和光照下, 不同氮磷浓度对三者生长的影响。结果表明: 两者共培养时, 在高氮(10.5 mg/L)条件下, 磷浓度小于 0.1 mg/L 对大型 溞繁殖和金鱼藻的生长有利; 磷浓度介于 0.1—2 mg/L 时小球藻呈大暴发趋势, 而金鱼藻的生长则明显受抑制。在低氮(0.5 mg/L)条件下, 磷浓度不大于 0.5 mg/L, 大型 溞对小球藻有较好的抑制作用, 金鱼藻与小球藻无显著互抑现象; 磷浓度增大为 2 mg/L 时, 小球藻对金鱼藻生长产生明显抑制。在 0.05—2 mg/L 的磷浓度范围及高氮和低氮条件下三者共培养时, 大型 溞数量及金鱼藻生物量均不同程度的升高,且小球藻数量得到了有效抑制, 以磷浓度为 0.1—0.5 mg/L 时效果最佳; N/P 比值对藻、溞 、草间的相互作用有重要影响, 在藻-溞系统中, 大型沉水植物的加入可以大大提高控藻效果, 减小 N/P 比值波动带来的不利影响。与低氮情况相比, 高氮条件对金鱼藻、大型 溞及小球藻的增长均存在一定抑制作用。磷浓度为 0.5 mg/L时的水体氮磷去除效果好于其他磷浓度梯度。     

Allelopathic activity of Ceratophyllum demersum L. and Najas marina ssp. intermedia (Wolfgang) Casper

Hydrobiologia - We investigated the allelopathic activity of two submersed macrophytes with different growth forms and nutrient uptake modes, Ceratophyllum demersum and Najas marina ssp....     

几种常见沉水植物对砷富集的研究进展

常见的沉水植物(苦草、狐尾藻、金鱼藻、黑藻)对水体中的砷(As)有着较强的富集能力,研究沉水植物对As的富集特征对利用沉水植物控制水体As污染及保护人体健康有着重要意义。沉水植物对As的富集能力与水环境中As的浓度、形态、共存离子如磷酸盐、Zn离子等因素相关,其对As的耐受性及富集能力可以通过合适的化学、生物方法得到增强,从而提高沉水植物对含As污水的修复能力。但由于植物基因多样性及水环境因素复杂性,沉水植物对As的运输和解毒机制,以及沉水植物后期的处理和管理技术,仍是今后该领域需要重点关注的问题。     

几种高等水生植物的克藻效应

研究了水花生、水浮莲、满江红、紫萍、浮萍和西洋菜对雷氏衣藻的相生相克关系,并和水葫芦的作用进行了比较。试验指出前五种水生植物对雷氏衣藻表现了克制作用,但它们的克藻效能不如水葫芦强。西洋菜没有克制作用,甚至稍有促进效应。从水花生、水浮莲、水葫芦的种植水中得到的分泌物粗提物,都显示了对雷氏衣藻的抑制效应,进一步证实了有相生相克关系的存在。试验结果说明高等水生植物对藻类的克制作用似有一定的普遍性,在水生生态系统的形成和演替过程中可能起着重要的作用。     

修复白洋淀镉污染水体的沉水植物筛选试验

为了筛选出适宜修复白洋淀镉(Cd)污染水体的沉水植物,该研究通过室内模拟试验,分析了四种沉水植物黑藻、狐尾藻、金鱼藻和菹草对Cd的耐受性及对底泥Cd的富集和迁移能力。结果表明:(1)通过毒性测试研究,Cd对黑藻、狐尾藻、金鱼藻及菹草的4 d-EC₅₀(半数抑制浓度)分别为0.51、0.81、0.03、0.12 mg·L^-1,狐尾藻对Cd的耐性最强,黑藻次之,金鱼藻对Cd的耐性最低; 四种沉水植物对Cd的最大富集量分别为27.89、15.28、22.54、32.74 g·kg^-1,菹草对Cd的富集能力最强,黑藻次之,狐尾藻对Cd的富集能力最低。(2)通过Cd污染底泥修复研究,黑藻、狐尾藻和菹草体内Cd富集量整体表现为根>叶片和茎(P<0.05); 地上部、根对Cd的富集能力分别表现为黑藻>菹草>狐尾藻,菹草>黑藻>狐尾藻; 三种沉水植物对Cd的迁移能力则表现为黑藻>狐尾藻>菹草。总之,黑藻对底泥中Cd富集和迁移能力均较强,且耐性较高,是最适合修复白洋淀Cd污染水体的沉水植物。     

Comparison of the photosynthetic characteristics of three submersed aquatic plants

Light- and CO(2)-saturated photosynthetic rates of the submersed aquatic plants Hydrilla verticillata, Ceratophyllum demersum, and Myriophyllum spicatum were 50 to 60 mumol O(2)/mg Chl.hr at 30 C. At air levels of CO(2), the rates were less than 5% of those achieved by terrestrial C(3) plants. The low photosynthetic rates correlated with low activities of the carboxylation enzymes. In each species, ribulose 1,5-diphosphate carboxylase was the predominant carboxylation enzyme. The apparent K(m)(CO(2)) values for photosynthesis were 150 to 170 mum at pH 4, and 75 to 95 mum at pH 8. The K(m)(CO(2)) of Hydrilla ribulose 1,5-diphosphate carboxylase was 45 mum at pH 8. Optimum temperatures for the photosynthesis of Hydrilla, Myriophyllum, and Ceratophyllum were 36.5, 35.0, and 28.5 C, respectively. The apparent ability of each species to use HCO(3) (-) ions for photosynthesis was similar, but at saturating free CO(2) levels, there was no indication of HCO(3) (-) use. Increasing the pH from 3.1 to 9.2 affected the photosynthetic rate indirectly, by decreasing the free CO(2). With saturating free CO(2) (0.5 mm), the maximum photosynthetic rates were similar at pH 4 and 8. Carbonic anhydrase activity, although much lower than in terrestrial C(3) plants, was still in excess of that required to support HCO(3) (-) utilization.Hydrilla and Ceratophyllum had CO(2) compensation points of 44 and 41 mul/l, respectively, whereas the value for Myriophyllum was 19. Relatively high CO(2) compensation points under 1% O(2) indicated that some "dark" respiration occurred in the light. The inhibition of photosynthesis by O(2) was less than with terrestrial C(3) plants. Glycolate oxidase activity was 12.3 to 27.5 mumol O(2)/mg Chl.hr, as compared to 78.4 for spinach. Light saturation of photosynthesis occurred at 600 to 700 mueinsteins/m(2).sec in each species grown under full sunlight. Hydrilla had the lowest light compensation point, and required the least irradiance to achieve the half-maximal photosynthetic rate.Field measurements in a Hydrilla mat indicated that in the afternoon, free CO(2) dropped to zero, and O(2) rose to over 200% air saturation. Most photosynthetic activity occurred in the morning when the free CO(2) was highest and O(2) and solar radiation lowest. The low light requirement of Hydrilla probably provides a competitive advantage under these field conditions.     

Allelopathic influence of Hydrilla verticillata (L.F.) Royle on the distribution of Ceratophyllum species

Ceratophyllum demersum L. and C. muricatum Chamisso are not found to grow together with Hydrilla verticillata (L.f.) Royle in India. An experimental study shows that Hydrilla is allelopathic to the two species of Ceratophyllum and inhibits their growth. Thus, the distribution of Ceratophyllum species is limited by the presence of Hydrilla.