地上-地下植食性天敌对入侵植物空心莲子草与本地种莲子草种间关系的影响

生物入侵是全球生物多样性的主要威胁,外来种与本地种的种间竞争能力会影响其能否成功入侵。本研究选用入侵植物空心莲子草和其本地同属种莲子草为对象,探究其专食性天敌莲草直胸跳甲与南方根结线虫对空心莲子草与莲子草的生长及种间关系的影响。结果表明: 与无天敌胁迫相比,线虫处理显著降低了莲子草的株高(28.1%),但显著增加了空心莲子草的株高(52.8%)和莲子草的地上生物量(63.7%);跳甲处理显著降低了莲子草的株高(40.7%),对空心莲子草无显著影响;而跳甲与线虫的共同胁迫显著降低了莲子草的株高(35.3%)和空心莲子草的地下生物量(62.2%),显著增加了莲子草的地上生物量(69.1%);天敌胁迫对两种植物的茎粗、分枝数和根长均无显著影响。无天敌作用下,两种植物的相对邻体效应指数(RNE)均为正值,且空心莲子草的RNE比莲子草高21.3%;天敌胁迫下,空心莲子草的RNE均为负值,而莲子草的RNE在线虫或跳甲单独胁迫下为正值,在线虫和跳甲共同胁迫下为负值。表明地上-地下天敌互作可以使两种植物的种间关系发生改变,并可能促进空心莲子草的入侵。     

根结线虫对两种不同食性昆虫生长及营养利用的影响比较

植物地上与地下植食性天敌常因同一寄主植物而发生复杂的相互作用,互作类型因天敌的食性而异。本研究以乌桕地下病害南方根结线虫、地上害虫(专食性癞皮夜蛾Gadirtha inexacta、广食性斜纹夜蛾Prodenia litura)为研究对象,比较被南方根结线虫侵染的乌桕叶片对2种不同食性昆虫生长指标(末龄幼虫体重、相对生长速率)和营养利用(取食量、消化率、转化率)的影响差异。结果表明,线虫处理组癞皮夜蛾幼虫的末龄幼虫体重、相对生长速率和转化率均显著低于对照组,而取食量和消化率无显著差异;线虫处理组斜纹夜蛾幼虫的末龄幼虫体重、相对生长速率、取食量及转化率均显著高于对照组,但消化率差异不显著。由此说明,根结线虫对两种地上昆虫生长发育和营养利用的影响受到天敌食性的影响:线虫侵染对癞皮夜蛾幼虫产生抑制效应,而对斜纹夜蛾幼虫产生促进效应。     

桉树杂交种对桉树枝瘿姬小蜂的抗性变异分析

植物种间杂交是一种普遍自然现象,杂交往往造成植物表型及生理变异,从而改变杂种抗虫性。与亲本种相比,杂种抗虫性可能增强或减弱,也有可能处于与亲本相似水平。初生、次生代谢物的质变与量变是引起杂种抗虫性变异的重要原因。近年来,桉树杂交育种已在世界范围内广泛应用并取得了显著成效,桉树杂交种间抗虫性表现参差不齐,因此,桉树是研究杂交种抗虫性变异机制的理想材料。以2个桉树杂交种巨细桉DH201-2、巨尾桉G9及桉树重要害虫桉树枝瘿姬小蜂为研究对象,比较了2个杂交种与其纯亲本种[(巨桉×细叶桉),(巨桉×尾叶桉)]间的抗虫性差异;同时,综合比较了品系间叶片性状(叶片厚度、含水率、比叶面积)、初生化合物(C、N、可溶性糖、可溶性蛋白)及次生化合物(总酚、单宁)差异,以研究桉树杂交种抗虫性变异的理化机制。结果表明:DH201-2感染桉树枝瘿姬小蜂的虫瘿数目显著高于其双亲本种,而G9上虫瘿数目显著低于其双亲本种。DH201-2与G9的叶片厚度与巨桉相近,而显著薄于另一亲本种。DH201-2叶片含水率显著高于细叶桉、与巨桉相近;G9叶片含水率则显著低于其双亲本种。相似的是,DH201-2和G9的比叶面积均显著高于其双亲本种。初生化合物方面,DH201-2叶片可溶性糖和可溶性蛋白含量均显著高于其亲本种,N含量则仅高于细叶桉;而G9叶片可溶性蛋白含量虽高于其双亲本种,可溶性糖含量则无显著差异,N含量显著低于其双亲本种。次生化合物方面,DH201-2叶片总酚和单宁含量显著低于其双亲本种,而G9则显著高于其双亲本种。因此,与其亲本种相比,DH201-2感虫性增加,而G9抗虫性增加;与桉树枝瘿姬小蜂发育相关的营养指标(如含水率、可溶性糖、N含量)及次生防御物质(如总酚、缩合单宁)在桉树杂交种组织内的含量差异影响了桉树杂交种对桉树枝瘿姬小蜂的抗性。在全球推行桉树杂交育种且桉树害虫数量逐年增加的大背景下,应加强对桉树杂交种抗虫性机制研究,为选育高抗品系及桉树产业可持续发展提供理论指导。     

莲草直胸跳甲取食对空心莲子草和莲子草克隆整合的影响

很多外来入侵植物都具有克隆生长习性,探究克隆整合特性与外来克隆植物入侵性间的关系对阐明其生态适应性及入侵机制具有重要的意义。本研究以入侵植物空心莲子草及其本地同属种莲子草为研究对象,比较在生防昆虫莲草直胸跳甲的取食下,克隆整合对两种植物先端分株、基端分株及整个克隆片段生长和生物量分配的影响。结果表明: 在莲草直胸跳甲取食下,有克隆整合的空心莲子草先端分株的叶片数、茎长、分株数及整个克隆片段的地径均显著高于无克隆整合植株,其基端分株及整个克隆片段的地下生物量和总生物量相较于无克隆整合植株分别降低了78.2%、60.9%和48.7%、37.2%;有克隆整合的莲子草先端分株的地径及整个克隆片段的叶片数与无克隆整合植株相比显著增加,其基端分株数显著降低了21.7%,而其先端分株、基端分株及整个克隆片段的生物量均无显著差异。耗益分析表明,在莲草直胸跳甲取食下,空心莲子草先端分株的分株数与生物量及莲子草先端分株的分株数均能通过克隆整合显著受益,而两种植物基端的分株数、生物量的耗益则不受克隆整合处理的影响。这些结果表明,克隆整合虽能在一定程度缓解莲草直胸跳甲对于两种植物先端分株的取食压力,且空心莲子草的克隆整合作用要强于莲子草,但在整个克隆片段水平上,两种植物并不能通过克隆整合显著获益。