中国莲子草属药用种植物花粉形态的研究

作者搜集了在中国分布的莲子草属(Alternanthera)4种药用植物的花粉,运用光学显微镜和扫描电镜对其花粉形态进行了详细的观察和比较,为该属植物积累了孢粉学资料,并为莲子草类药材的鉴别提供了科学依据。     

莲草直胸跳甲的空间选择与性别分化

【背景】莲草直胸跳甲是空心莲子草的专一性天敌,成功地大量繁殖是其大规模应用于空心莲子草生物防治的必要条件,为了更好地开展莲草直胸跳甲的室内大量繁殖,明确其不同虫态对空心莲子草空间的选择性具有重要意义。【方法】本研究调查了莲草直胸跳甲成虫取食与产卵、幼虫取食、老熟幼虫化蛹的空间选择性,并分析了空心莲子草茎秆直径对幼虫化蛹空间选择、蛹羽化率和羽化成虫性别分化的影响。【结果】雌雄成虫均嗜好栖息于空心莲子草幼嫩的顶叶,位于顶叶的雌、雄成虫数量分别占整株的62.9%和63.3%;成虫偏好将卵产在第2节叶片上,比例高达41.2%;幼虫主要集中于上部3节的叶片上取食,占84.8%;老熟幼虫化蛹前在茎秆上蛀孔后钻入茎秆中化蛹,其不在第1节茎秆内化蛹,化蛹主要选择在3～5节,其中在第4节茎秆内化蛹量最高,达1.0头.节-1;老熟幼虫在1～5节茎秆内的化蛹量与空心莲子草茎秆直径具有显著相关性（y=-19.209x2＋16.66x＋2.6737,R2=0.841）;羽化成虫的雌雄性比则与茎秆直径呈显著正相关（y=5.5704x-1.1718,R2=0.914）。【结论与意义】莲草直胸跳甲成虫和幼虫均偏好在空心莲子草上部的叶片取食,老熟幼虫化蛹则偏好中部较粗壮的茎节,因此,培育茎秆较粗且老化程度较低的空心莲子草是实现莲草直胸跳甲大量饲养的重要途径。本研究可为优化人工大量饲养繁殖莲草直胸跳甲的条件提供数据支持。     

除草剂对莲草直胸跳甲存活与繁殖的影响

【背景】除草剂应用是目前防治空心莲子草的主要措施之一,但其可能对空心莲子草的重要天敌昆虫莲草直胸跳甲的存活、发育和繁殖产生不利影响;为了协调应用化学除草剂和莲草直胸跳甲联合控制空心莲子草的防治措施,本研究探明了除草剂对莲草直胸跳甲的安全性。【方法】采用空心莲子草叶片喷施除草剂后饲喂莲草直胸跳甲的方法,测定了使它隆、农达和稻杰3种除草剂对莲草直胸跳甲成虫和3龄幼虫的取食和存活、幼虫化蛹和成虫产卵的影响。【结果】使它隆对莲草直胸跳甲成虫产卵量的影响较小,喷施农达则显著降低莲草直胸跳甲的产卵量,稻杰的影响居中。连续取食除草剂处理的叶片5d,莲草直胸跳甲成虫取食量均显著降低,3种除草剂的影响为使它隆〉农达〉稻杰。农达对莲草直胸跳甲幼虫的取食量影响较大,取食高浓度农达处理的叶片3d后,其幼虫停止取食;稻杰影响较小。除草剂对莲草直胸跳甲雌虫影响较小,存活率较高。【结论与意义】3种供试除草剂中,稻杰对莲草直胸跳甲最安全,以0.9L.ha-1浓度最佳,在空心莲子草的综合治理中可与莲草直胸跳甲协同应用。     

莲子草假隔链格孢SF 193菌株的复壮对其产孢量和致病性的影响

【背景】莲子草假隔链格孢是空心莲子草的重要生防菌,但长时间保存或继代培养会导致该菌株产孢量和致病性显著下降。【方法】通过对初始菌株回接、分离、纯化和鉴定相继获得复壮一代和二代菌株,分别在3、6、9d后对初始菌株、复壮一代和二代菌株进行产孢培养,比较其产孢量;同时比较分析了这3代菌株的液体发酵原液和1:10稀释液对空心莲子草的防除效果。【结果】获得了10株复壮一代和10株复壮二代菌株,20株菌对空心莲子草均有致病作用,且产生的分生孢子形态特征与初始菌株一致。与初始菌株相比,复壮菌株的产孢量显著提高且达到最大产孢量的时间显著短于初始菌株。其中,复壮二代菌株的孢子量是初始菌株的4.8倍,其次为复壮一代菌株,产孢量是初始菌株的4.1倍;复壮菌株达到最大产孢量的时间为3d,初始菌株为6d。复壮菌株一代和二代的原液对空心莲子草的致病性分别比初始菌株提高了4.65%和9.82%,1:10稀释液的致病性分别提高了25.79%和16.55%。【结论与意义】对长期保存或继代培养的空心莲子草生防菌复壮可显著提高其产孢量和致病性,对维持生防菌遗传性状的稳定性和提高对空心莲子草的防效具有重要意义。     

红薯水提物对外来入侵植物喜旱莲子草生长的化感影响

从植物化感作用的角度,探索利用具有较高经济价值的本地植物或伴生的本地物种对入侵植物进行抑制和清除,是一种控制外来入侵植物行之有效的方法。本研究以本地作物红薯和入侵植物喜旱莲子草为试验对象,探究红薯不同部位(根、茎、叶)3个浓度(0.025、0.05、0.1 g·mL^-1)的水提物对喜旱莲子草的化感作用。以形态学指标(无性系小株个数、节数、叶片数、叶面积、株高、总干重和根数)、化感响应指数、性状比值(肉质化程度、根冠比、比叶面积、叶生物量比、茎生物量比、根生物量比)、新生叶片中过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)等作为衡量红薯对喜旱莲子草根状茎生长影响程度的参数。结果表明: 1)不同浓度不同部位红薯水提物对喜旱莲子草生长有不同影响。0.1 g·mL^-1根水提物显著抑制所有形态学指标,除总干重和根数外,其他形态学指标均随不同部位水提物浓度的升高而显著降低。2)所有处理的综合化感响应指数均为负值,说明红薯水提物对喜旱莲子草各指标具有负效应,抑制其正常生长。在所有处理中,0.1 g·mL^-1根水提物的化感抑制作用最强,化感响应指数为-0.73,其次为0.1 g·mL^-1茎水提物和0.05 g·mL^-1根水提物,化感响应指数均为-0.44。3)从性状比值可以看出,红薯水提物对肉质化程度、根冠比、比叶面积和叶生物量比有显著抑制作用,而对茎生物量比和根生物量比无显著性影响。4)红薯水提物显著增加新生叶片中丙二醛含量,显著降低超氧化物歧化酶含量,但对过氧化氢酶和过氧化物酶无显著影响。表明红薯水提物对喜旱莲子草根状茎生长有显著抑制作用。     

除草剂胁迫对空心莲子草叶甲种群的影响及应对策略

为探讨除草剂胁迫对空心莲子草叶甲种群的影响,寻求合理施用除草剂,有效保护叶甲,提高其控草效果的应对策略,利用叶片残留法测试了在草甘膦、农达、水花生净与35%苄·丁可湿粉等除草剂胁迫下空心莲子草叶甲卵孵化率,幼虫、成虫存活率以及蛹羽化率。结果表明被测试的4种除草剂均不同程度地降低空心莲子草叶甲卵孵化率,幼虫与成虫存活率及蛹羽化率,特别是水花生净28.0、35.0 g/L两种浓度处理,35%苄·丁可湿粉4.0 g/L浓度处理显著降低卵孵化率;农达13.4 g/L浓度处理显著降低1龄前期幼虫存活率,农达40.1 g/L与 53.4 g/L两种浓度处理显著降低2龄前期幼虫存活率;水花生净28.0 g/L浓度处理显著降低3龄前期幼虫存活率;草甘膦97.6 g/L与 122.0 g/L浓度处理、农达26.7 g/L与66.8 g/L浓度处理、35%苄·丁可湿粉2.0 g/L浓度处理显著降低后期蛹的羽化率;35%苄·丁可湿粉1.0 g/L浓度处理显著降低羽化后3 d雌虫的存活率。除草剂除直接杀死空心莲子草叶甲,降低其种群数量外,使叶甲失去食物与避护所,快速地引起叶甲种群崩溃。建议合理施药,并在施药时,随机留若干小斑块不施药,保护叶甲,可望提高其田间控草效果。     

Effects of node position on regeneration of stolon fragments in congeneric invasive and native Alternanthera species in China

Vegetative regeneration plays an important role in the adaptation of clonal plants in frequently disturbed habitats, but few studies have compared vegetative regeneration capacity of invasive clonal plants with that of their native congeners. Vegetative regeneration capacity from shoot nodes can also be affected by the position of the nodes, but this appears little studied. We conducted a greenhouse experiment with Alternanthera philoxeroides, a highly invasive species in China, and its native congener A. sessilis to test the difference in vegetative regeneration capacity of stolon nodes at five different positions (i.e. 3rd, 4th, 5th, 6th and 7th node starting from the apex of the stolon). At the end of the experiment, we counted and harvested all regenerated plants and determined their biomass and allocation. Both species could successfully regenerate from stolon fragments and node position significantly affected regeneration rate and subsequent growth. However, the vegetative regeneration capacity of A. philoxeroides was not higher than that of A. sessilis. These results suggest that vegetative regeneration from stolon fragments may not be a trait that can explain the invasiveness of A. philoxeroides.     

完全水淹环境中光照和溶氧对喜旱莲子草表型可塑性的影响

光照和溶氧是水环境和陆地环境间差异显著的两个环境因子,对水淹植物的生长和存活具有重要的意义。以三峡库区常见外来入侵植物喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)为研究对象,考察了水体中的光照(L)和溶氧(DO)对完全水淹环境中喜旱莲子草的形态特征和生物量分配等表型可塑性的影响。实验设置水淹和非水淹对照两组处理,对水淹组的光照和溶氧两个环境因子再分别设置有(+)、无(-)以及高(+)、低(-)两种水平,共计4个处理。实验结果表明:(1)水淹可促进喜旱莲子草主茎和叶片发生可塑性反应,引发伸长生长。水淹后,其细长的主茎以及长而薄的直立叶更有利于植株早日出露水面。(2)完全水淹条件下,喜旱莲子草主茎和叶片的表型可塑性受光照和溶氧的复合影响,其中主茎的伸长生长主要受溶氧的影响,而叶片的形态变化则主要受光照影响。高溶氧处理下喜旱莲子草的主茎伸长生长显著(P0.05)。在相同光照条件下,高溶氧处理下喜旱莲子草的主茎长、节间数、节间长以及主茎长/主茎直径均明显高于低溶氧处理。不论有光还是无光,高溶氧处理下喜旱莲子草主茎长以及节间数的平均增长率均处于最高水平,分别为61.8%、34.2%。喜旱莲子草叶片的形态变化在有光处理下表现得尤为显著,其平均叶片长宽比、比叶面积以及叶倾角分别较水淹前增加了39.65%、28.3%、45.9°。(3)光照和溶氧对于喜旱莲子草不定根和分枝的发生及发展存在影响差异。有光条件下可促进植株抽枝,而高溶氧处理时更有利于植株生根。这些形态变化有助于喜旱莲子草扩大株型占据有利生境,进一步提高植株的水下存活能力。     

入侵植物水花生解剖学和组织化学染色研究

水花生(Alternanthera philoxeroides)因其表型可塑性、高生长速率和快速无性繁殖能适应水、陆生境。该文利用光学显微镜和荧光显微镜对水、陆生境的水花生不定根、茎解剖结构、组织化学特征及质外体通透性进行了研究。结果表明:(1)水生境下,其不定根皮层中具较大裂生型通气组织,无次生生长,内皮层具凯氏带且栓质化,皮层和皮下层明显木质化。(2)在陆生环境下,其不定根有次生生长,胞间具通气组织,内皮层具凯氏带且栓质化,皮层和皮下层略木质化;此外,不定根还具额外形成层,产生次生维管束、薄壁组织和不定芽;多年生不定根中具直接分裂的薄壁组织,周皮具凯氏带,且栓质化和木质化。(3)水、陆生境下,其匍匐茎具髓和中空髓腔,发生次生生长,具裂-溶生型通气组织、单层内皮层、厚角组织和木质化且栓质化的角质层,陆生匍匐茎周皮栓质化且木质化。(4)水花生质外体屏障结构组成复杂,黄连素无法穿透质外体屏障结构。水花生的上述解剖学特征,是水花生适应水、陆生境的有力证据。     

镉在水花生叶片中的亚细胞分布及其毒理学

以水花生为试验材料,研究了不同浓度镉(Cd)(0、0.05、0.1、0.2、0.4 mmol·L-1)胁迫下水花生叶中Cd及矿质元素的亚细胞分布、抗氧化能力、叶绿素、可溶性蛋白和植物络合素(PCs)含量的变化.结果表明:随着培养液中Cd浓度的增加,叶片内各亚细胞组分中Cd含量显著增加,但分布不均,主要积累在细胞壁,其次为可溶成分,线粒体和叶绿体中分布最少.Cd处理浓度大于0.2 mmol·L-1时,呈现Cd向水花生叶的可溶成分中分配增加、细胞壁中分配减少的趋势.矿质元素的吸收明显失衡,表现为各亚细胞组分中Ca含量显著增加且主要分布在细胞壁中,细胞壁和可溶成分中P和K含量不断降低,叶绿体中Mg和Fe的含量逐渐减少.叶绿素和可溶性蛋白含量持续下降.谷胱甘肽和抗坏血酸含量先升后降,总抗氧化能力(T-AOC)不断提高,PCs大量累积.水花生对水体中的Cd有一定耐性,且Cd在亚细胞结构中的富集量与其毒性间具有明显的剂量-效应关系;亚细胞中矿质元素的紊乱以及叶绿素和可溶性蛋白含量的显著降低,Cd在亚细胞中的积累对植物体造成了明显的毒害作用;Ca在细胞壁中的累积以及PCs和T-AOC水平的提高说明水花生具有较强的抗性;PCs的合成量与Cd对水花生的毒性变化有一定的相关性,可以作为Cd胁迫的生物标记物.