Opposing effects of plant growth regulators via clonal integration on apical and basal performance in alligator weed

植物生长调节剂通过克隆整合对空心莲子草顶端和基部生长的不同作用 入侵植物不仅对全球生物多样性造成了巨大的威胁,同时也严重影响了农业生产与粮食安全。克隆整合使得相连植株进行资源共享,能促进入侵植物的生长从而获得优势。然而,入侵杂草 在植物调节剂(plant growth regulators, PGRs)影响下的克隆整合作用则很少有报道。PGRs被广泛应用于 农作物生产上,并能通过土壤淋溶、侵蚀和径流作用,影响分布在作物附近的农田杂草的生长。本 研究采用两种PGRs赤霉素(gibberellins, GA)和多效唑(paclobutrazol,PAC)处理恶性入侵杂草空心莲子草 (Alternanthera philoxeroides)基端,并保持或者通过剪切达到控制基端与顶端的连通,从而探究克隆整合作用在空心莲子草响应两种农业常用PGRs中的作用。研究结果表明,GA和PAC对空心莲子草生长的作用相反。GA通过克隆整合作用显著促进顶端植株的地上生长。相反地,PAC显著抑制基端和顶端的地 上生长,但是能够通过克隆整合作用显著促进基端和顶端的地下生长。这些研究结果解释了克隆整合作用能促进PGRs对空心莲子草生长的促进作用,这很可能是外来杂草能够成功入侵人为干扰较多的农业生态系统的重要原因之一。     

Interactions between invasive plants and heavy metal stresses: a review

入侵植物与重金属胁迫的相互作用研究进展 全球变化改变了植物群落的分布格局,包括入侵植物,而人为污染可能降低本地植物对入侵植物的抗性。因此,本文总结了近几十年本地植物、入侵植物和植物-土壤生态系统中重金属生物地球化学行为的研究,以加深我们对入侵植物与环境胁迫因子相互作用的认识。我们的研究结合已有文献报道表明：(i)入侵物种对环境胁迫的影响具有异质性, (ii)影响的大小是多变的, (iii)即使在同一影响类型内,影响类型也具有多向性。然而,入侵植物暴露在重金属环境中表现出更强的自我保护机制,对重金属的生物可利用性和毒性有正向或负向的影响。另一方面,由于入侵植物普遍具有较高的耐受性,加之本地植物暴露于有毒重金属污染时具有“逃逸行为”,重金属胁迫环境更有利于植物的成功入侵。但是,对于入侵植物的重金属等元素组成是否与污染地区的本地植物不同,目前尚无共识。因此,在全球范围内对外来入侵植物与本土植物的植物体内、凋落物和土壤污染物含量进行定量比较是今后研究的一个重要方向。     

Drought may be beneficial to the competitive advantage of Amaranthus spinosus

干旱利于刺苋的竞争优势 干旱可以影响入侵植物的生长和土壤酶活性。因此,非常有必要评估干旱背景下入侵植物的竞争优势以及入侵植物和干旱对土壤酶活性的影响。本研究旨在分析干旱背景下起源于热带美洲的入侵植物刺苋(Amaranthus spinosus)与本地植物苋菜(Amaranthus tricolor)共存时的竞争优势和土壤酶活性。通过栽植实验进行刺苋与苋菜的竞争共栽培,并进行不同水平的干旱处理,即：(i)对照;(ii)轻度干旱;(iii)重度干旱。实验结束后测定两种苋属植物的功能性状、渗透调节、抗氧化酶活性以及土壤pH、电导率、土壤微生物生物量碳含量和土壤酶活性。干旱背景下,刺苋的相对竞争强度和相对优势度均高于苋菜。因此,干旱利于刺苋的竞争优势。干旱背景下,刺苋的土壤水溶性盐含量和蔗糖水解能力均大于苋菜。而较高的土壤水溶性盐含量和蔗糖水解能力利于刺苋对养分的获取和利用。     

Differences in functional traits among distinct populations of the plant invader Bunias orientalis

入侵植物疣果匙荠不同种群间的功能性状差异 特定环境下植物扩大领域入侵到其他区域时,其功能性状会发生改变。原产地环境已形成植物原有功能性状,当植物居住环境发生改变时,其功能性状亦会随之改变。本文旨在探讨居于常见条件与原产地气候条件的原状态、入侵状态、归化状态下不同疣果匙荠(Bunias orientalis)种群间的性状变异。自8个国家收集了12种疣果匙荠种子(每种状态各4种),将其种植于标准条件下的同质园中,并比较不同状态不同种类的物候、生长、繁殖等功能性状变化。 研究结果表明, 物候不因植物状态而异,但某些原产于常年低温地区的原状态植物并未开花。相比原状态植物,入侵状态植物的叶子更多,这表明了其在积累植被生物量上的活力。短角果的数量和质量,以及其他的生长性状在不同的状态间没有差异,但在不同种群间存在差异。一些功能性状的变异可能是由于原生地对当地条件的长期适应和遗传多样性所致,而其他环境因素在新环境下的差异可能导致了较高的性状变异。     

口蹄疫病毒入侵宿主细胞研究进展

口蹄疫病毒(FMDV)是小RNA病毒科,口蹄疫病毒属的典型成员,是一种基因组大约含有8 400个核苷酸的无囊膜单股正链RNA病毒。大量研究发现识别细胞表面受体并侵入细胞是FMDV感染宿主细胞非常重要的环节;对FMDV而言,利用哪种受体就决定了利用哪种內吞路径。近年来在口蹄疫病毒入侵宿主细胞方面进行了大量研究,在一定程度上解释了口蹄疫病毒感染机制方面的问题,为解决实际生产问题提供了重要依据。对前期工作进行阶段性总结,为后期深入研究口蹄疫病毒致病机制和探索更有效的防治措施提供参考。     

不同控草措施对高温季节华南地区蔬菜田杂草群落的影响

华南地区高温季节从6月持续到10月,田间杂草危害严重,当前高温季节田间杂草群落发生格局相关的研究资料积累不足。因此在广州高温季节于标准化菜田通过田间杂草调查、小区控草试验和室内土壤培养,研究了杂草群落发生规律和菜田不同清园和土壤处理控草措施对田间杂草群落短期防效和后续影响。结果表明,试验田休耕50 d后,田间杂草群落中禾草类杂草种类较少但发生量明显占优,阔叶类杂草种类较多而危害总体较轻,莎草类杂草种类较少,发生量与阔叶草相当;牛筋草(Eleusine indica)呈现明显的单优势,光头稗(Echinochloa colona)、千金子(Leptochloa chinensis)、碎米莎草(Cyperus iria)、草龙(Ludwigia hyssopifolia)等的盖度也较高。休耕后取田间土壤在不同温度条件下培养的结果亦表明,高温促进禾草类杂草的出苗和幼苗生长(尤其是40℃/35℃)而15℃恒温培养14 d几乎仅有阔叶类杂草出苗。不同控草措施处理的田间试验结果表明,百草枯处理(900 g a.i./hm~2)后阔叶类杂草总盖度上升的趋势被扭转为禾草类杂草持续占优势;喷施百草枯并铲草处理30 d后杂草盖度即恢复至60%以上,而配合喷施丁草胺(1350 ga.i./hm~2)、乙草胺(750 ga.i./hm~2)、精异丙甲草胺(750 ga.i./hm~2)或二甲戊灵(600 ga.i./hm~2)进行土壤处理30 d后可使杂草盖度与仅喷施百草枯处理分别下降72.9%、84.6%、83.9%和77.5%;土壤处理前配合浅翻耕可明显提升控草效果。典范对应分析(CCA)结果表明,控草处理70d后,百草枯、铲草和翻耕处理均对试验田间杂草群落结构具有显著影响(P0.01),田间各主要杂草在CCA排序图中明显分为两个类群:1)光头稗、牛筋草、千金子、马唐(Digitaria sanguinalis)、水虱草(Fimbristylis miliacea)和三头水蜈蚣(Kyllinga triceps);2)草龙、胜红蓟(Ageratum conyzoides)、鳢肠(Eclipta prostrata)、马齿苋(Portulaca oleracea)等阔叶类杂草和碎米莎草。     

不同混种密度下杀真菌剂对黄顶菊与反枝苋种间竞争的影响

为探究AM真菌共生对黄顶菊(Flaveria bidentis)与本地物种间竞争关系的影响,开展了不同种植比例条件下杀真菌剂对黄顶菊与反枝苋(Amaranthus retroflexus)的种间竞争试验。结果表明:黄顶菊是一种菌根真菌(AM)高度依赖性植物,杀真菌剂处理对其竞争效应产生了显著影响;在添加杀真菌剂条件下黄顶菊的相对产量在黄顶菊与反枝苋种植比例为1∶2、1∶1、2∶1条件下均1.0,而反枝苋的相对产量均1.0,且两者混种时的相对产量总和在黄顶菊与反枝苋种植比例为1∶2、1∶1、2∶1条件下均1.0,这说明反枝苋相对于黄顶菊而言是一种较强的竞争者,两者需要相同的资源;不添加杀真菌剂条件下,黄顶菊植株全氮、全磷含量分别增加1.1~1.6倍和1.1~1.2倍,而反枝苋的全氮、全磷含量无明显变化;AM真菌共生可能通过菌根介导的化感互作影响外来入侵植物与土著植物竞争格局,且受外界环境条件影响,这种共生关系可以减缓外界胁迫对共生植物不利的影响。     

土著昆虫素毒蛾对入侵植物互花米草地理种群的选择性

外来植物入侵后会改变其对入侵地植食性昆虫的防御能力以应对入侵地生物环境的变化,因此,对土著昆虫防御能力变化的研究将有助于解释外来植物成功入侵的机制。互花米草(Spartina alterniflora)是广泛入侵中国东部沿海地区的外来植物,研究其入侵后对本地植食性昆虫的响应,可从一个侧面部分地回答其成功入侵的生态机制。利用Y型嗅觉仪,结合室内取食实验,我们比较了中国的土著昆虫素毒蛾(Laelia coenosa)对互花米草3个原产地种群和5个入侵地种群的选择偏好,这些种群分别来自美国的德克萨斯(Texas Point)、卡纳维拉尔国家海岸(Canaveral National Seashore)、佛罗里达大西洋大学(Florida Atlantic University),以及中国的唐海、天津、盐城、崇明、珠海。结果表明,虽然素毒蛾幼虫对互花米草不同地理种群叶片气味没有显著的选择偏好,但对原产地种群的取食相对选择系数显著高于入侵地种群,说明互花米草入侵地种群对素毒蛾的抵抗能力相对较强。这从某种层面上可以推测互花米草入侵中国东部沿海地区以后,其对植食性昆虫取食的防御能力有所增强,而这种能力将在一定程度上减少素毒蛾等入侵地植食动物对它的攻击。     

Distribution patterns of alien invasive plants and their influences on native plants of Hainan Island

 以国家农业部指定的20种恶性入侵植物为目的种, 在海南岛开展其分布特征与入侵强度的调查研究, 重点研究了陆域环境中6种广布入侵植物——飞机草(Chromolaena odorata)、假臭草(Praxelis clematidea)、含羞草(Mimosa pudica)、苏门白酒草(Conyza sumatrensis)、三裂叶蟛蜞菊(Wedelia trilobata)、马缨丹(Lantana camara)在7种生态系统(天然次生林、农田、村落、种植园、林缘、弃耕地、草地)中的入侵频率及入侵植物对本地植物的影响。结果表明: 1)海南岛有恶性入侵植物11种, 占调查目的种总数的55.0%。2)海南岛的东北、西南部分布的入侵植物种数较多, 东南部次之, 中部地区最少。3) 6种入侵植物的整体入侵强度为: 假臭草>飞机草>含羞草>三裂叶蟛蜞菊>马缨丹>苏门白酒草; 苏门白酒草、马缨丹在不同生态系统中的入侵频率无显著差异; 而假臭草在种植园及弃耕地, 含羞草在农田, 三裂叶蟛蜞菊在种植园生态系统中的入侵频率均显著高于其他生境。4)种植园、弃耕地和农田生态系统是植物入侵的主要生境类型, 而林缘和天然次生林生态系统均对植物入侵表现出抵御作用。5)植物入侵对当地植物多样性的影响存在正、负及无关联效应, 并主要影响群落中的草本植物功能群; 样地中入侵植物盖度总值与本地植物平均种数在种植园、农田和村落生态系统中无相关性, 在林缘和弃耕地生态系统中, 两者呈显著负相关关系; 而在草地生态系统中, 在一定盖度范围内, 入侵植物盖度总值与本地植物平均种数呈显著正相关关系。     

鄱阳湖南矶山湿地自然保护区的外来入侵植物调查与分析

为了解鄱阳湖南矶山自然保护区外来入侵植物的状况, 从2010 年至2014 年对外来入侵植物的物种种类、分布、传播等进行了调查。结果表明, 南矶山湿地保护区共有外来入侵植物32 种, 隶属于l8 科28 属, 其中菊科最多, 有8 种6 属;其次是苋科, 有4 种3 属, 绝大多数是草本植物;以原产地为美洲的最多, 有15 种, 其中来自北美的有9 种。对保护区造成严重危害的外来入侵植物有5 种, 分别为野燕麦(Avena fatua)、小飞蓬(Conyza canadensis)、野胡萝卜(Daucus carota)、裸柱菊(Soliva anthemifolia)和空心莲子草(Alternanthera philoxeroides), 危害较强的主要有7 种, 危害较轻的有20 种。对外来植物的入侵途径、规律与成因以及对生态环境造成的影响进行了讨论, 并提出了防治对策与建议。