不同地理种群紫茎泽兰耐热性差异的比较分析

以采集于紫茎泽兰（Eupatorium adenophorum Spreng．）危害较为严重的云南、广西、贵州、四川以及澳大利亚共17个种群的紫苇泽兰为实验材料,采用人工模拟气候法、模糊数学中隶属函数法（测定了净光合速率、MDA、叶绿素荧光）比较了不同种群紫茎泽兰耐热性。结果表明,高温处理后云南元江与其它种群相比热害指数最低、隶属函数值较高。最为耐热,其次为元谋种群;而云南大理种群热害指数较高,隶属函数均值也较低,其次为广西隆林。说明元江、元谋种群较为耐热,而隆林、大理种群则较为敏感。结合其生境来看,恶性杂草紫茎泽兰种群之间的这种差异性反映了其对入侵地环境的适应性。     

丛枝菌根真菌对紫茎泽兰生长与繁殖的影响

【目的】紫茎泽兰是一种世界性的恶性入侵杂草,侵入我国后迅速扩散至多个省市,严重阻碍了当地农、林、牧业的发展。研究丛枝菌根真菌对紫茎泽兰生长和繁殖的影响,解析土壤中丛枝菌根真菌在紫茎泽兰入侵、传播和扩散过程中的作用,能为开展紫茎泽兰防控工作提供参考。【方法】通过盆栽实验,测定接种丛枝菌根真菌的紫茎泽兰株高、叶片数、总叶面积、节间距、地径,并统计单株花序数、单花序种子量、种子量、种子千粒重、含水率、发芽率、发芽势、发芽指数等。【结果】丛枝菌根真菌对紫茎泽兰的株高、地径有极显著影响(P0.01),接种丛枝菌根真菌后,紫茎泽兰的单株花序数、单花序种子数、总种子量分别增加了5.03、1.51、7.64倍;种子的长度、宽度、含水率、发芽率、发芽势、发芽指数分别增加了15.24%、23.08%、19.46%、29.22%、391.01%、183.56%(P0.05)。【结论】丛枝菌根真菌可显著促进紫茎泽兰生长,控制丛枝菌根真菌的数量可有效抑制紫茎泽兰生长,并抑制紫茎泽兰花序数、种子量及种子的生命力,降低其扩散蔓延速度。     

表型可塑性和局域适应在紫茎泽兰入侵不同海拔生境中的作用

紫茎泽兰是我国危害最严重的外来入侵物种之一,为探讨表型可塑性和局域适应在其入侵中的作用,在高、低海拔的两个样地内,测定了来自云南南部640～2450 m海拔范围的6个种源的紫茎泽兰种群的株高、冠宽、分枝数和高温半致死温度(HSLT).结果表明,在高海拔样地,各种群紫茎泽兰株高、冠宽、分枝数和HSLT(2130 m的哀牢山种群除外)均显著低于在低海拔样地,紫茎泽兰各种群的株高、冠宽和分枝数的可塑性指数(0.881～0.975)均较大,而HSLT的可塑性(0.052～0.200)较小.无论在高还是低海拔样地,紫茎泽兰的株高、冠宽和分枝数在种群间的差异均不显著,而HSLT在种群间的差异达极显著水平,表现出明显的遗传分化,但其在种群间的差异仍小于其在样地间的差异.在高海拔样地,紫茎泽兰各种群的分枝数与种源海拔呈显著正相关;在低海拔样地,紫茎泽兰的HSLT与种源海拔呈显著负相关,表现出明显的局域适应特征.表型可塑性和局域适应均与紫茎泽兰的入侵有关,但前者的作用可能更大.     

用ISSR标记分析不同地区紫茎泽兰种群的遗传变异

利用ISSR标记技术分析了我国32个紫茎泽兰地理种群的遗传多样性,结果表明入侵我国的紫茎泽兰具有较大的遗传多样性,物种水平上的Nei's基因多样性为0．235,shannon's指数为0．372。种群间的遗传分化研究表明,大部分变异存在于种群内,总体遗传多样性中仅34．5%来源于种群之间。紫茎泽兰种群间的遗传距离矩阵和空间距离矩阵之间呈轻度正相关(r=0．542,P＜0．001),说明地理隔离可能是阻碍紫茎泽兰种群间基因交流的原因之一。不同海拔高度紫茎泽兰种群的遗传多样性水平呈现随海拔升高而降低的趋势(r=0．368,P＜0．001),各海拔区域种群的平均ISSR标记Nei's基因多样性和Shannon's指数均随海拔升高而有所降低。     

紫茎泽兰种子种群动态及萌发特性

在紫茎泽兰的入侵地四川省德昌县, 选择撂荒地、农田和马尾松林3个不同的生境, 从种子雨、种子库角度研究了紫茎泽兰种子种群动态规律,及其种子在不同光照和土壤基质条件下的萌发特性. 结果表明,3个生境下紫茎泽兰种子种群仅存在于当年3～6月,于4月底达到年高峰值. 其年降种子雨量在撂荒地中高达2.4×10⁵粒·m^-2,并均分布于2 cm土层以上, 且在撂荒地生境下紫茎泽兰种子的千粒重和活力均显著高于另外两个生境. 到7月上旬, 3个生境下土壤中均未发现有活力的种子. 在实验的光照条件下, 全光照对紫茎泽兰的种子萌发有抑制作用,而在28%光照条件下萌发率最高;砂壤土较适宜紫茎泽兰种子的萌发,生红土中其萌发速度及萌发率均最低.     

外来植物紫茎泽兰18个种群的茎叶形态结构比较研究

利用石蜡切片法结合光学显微镜观察了紫茎泽兰18个种群的茎叶形态结构。结果表明：各种群间茎和叶的形态结构均表现出一定的变化,其中茎的维管束束数、叶表皮的部分特征变化较明显。应用SPSS统计软件对叶表皮的特征分析后,发现种群间的气孔器密度、气孔器指数、气孔器长度、气孔器宽度、上下表皮细胞数目均随地理条件的变化而表现出明显差异。相关分析表明气孔器密度、气孔器指数与海拔高度呈正相关。但紫茎泽兰各种群间的叶表皮细胞形状无明显变化,均为无规则型,垂周壁式样均为浅波状深波状;气孔器类型均为无规则型。     

紫茎泽兰的化学成分研究

为了解紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum Spreng.)的化学成分,从其乙醇提取物中分离得到7 个化合物。通过波谱分析,分别鉴定为万寿菊苷(1)、7-O-(6-methoxykaempferol)-β-D-glucopranoside (2)、4'-甲基醚万寿菊苷(3)、3-O-(6-methoxykaempferol)-β-D-glucopranoside (4)、邻苯二甲酸二丁酯 (5)、邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯 (6)、1,4-bis(2-benzoxazolyl)naphthalene (7)。其中化合物1~4 为首次从紫茎泽兰中分离得到。     

紫茎泽兰种群年龄结构动态及对控制的指示意义

外来入侵植物紫茎泽兰 (Eupatoriumadenophorum) 给我国西南地区的经济、社会和环境造成了严重的危害。为了阐明紫茎泽兰种群的年龄结构和未来发展趋势, 为今后的防治工作提供科学依据, 在攀枝花地区设置了 2 0个样地 (10m× 10m), 对 4种不同生境种群的年龄结构、静态生命表和时间序列预测进行了分析。这 4个种群是该地区有代表性类型中紫茎泽兰的种群 :路旁荒地、云南松 (Pinusyunnanensis) 林、阔叶林和阔叶林的林缘。种群年龄结构分析表明, 目前 (几个类型总和 ) 个体数量比重分别为 :幼年期占 92.32 %, 青年期占 6.4 0 %, 成熟期占 2.2 0 %, 衰老期占 0.18%, 个体数量主要集中于幼年期。紫茎泽兰不同种群生命表和存活曲线的分析显示, 紫茎泽兰对 4个种群的入侵过程是路旁荒地→阔叶林林缘→阔叶林→云南松林, 尽管所处的生境差异较大, 但基本属于DeeveyⅢ型, 一年生幼苗死亡率高达 97.30 %, 种群偏离典型曲线的程度与群落受干扰程度强弱有关, 一般由幼年期到青年期和由成熟期到衰老期死亡率较高 (分别为 93.0 7%和 92.0 0 % ) 。时间序列分析表明, 在未来的 3~ 5年中, 紫茎泽兰种群仍然是以青年期和成熟期个体占绝对优势。     

紫茎泽兰粗提物对草地贪夜蛾生长发育及繁殖的影响

为明确紫茎泽兰粗提物对草地贪夜蛾生长发育及繁殖的影响,在实验室条件下分别利用4个不同稀释浓度（20、15、10、5倍）的紫茎泽兰粗提物处理玉米叶片后喂养草地贪夜蛾初孵幼虫,记录各虫态的发育历期、存活率、重量、成虫寿命以及后代性比、F2代卵孵化率、F2代卵的发育历期。结果表明,随着紫茎泽兰粗提物浓度的升高,草地贪夜蛾各虫态的发育历期延长,5倍稀释液处理下蛹的发育历期最长,达20.27 d,10倍稀释液处理下幼虫的发育历期最长,为21.46 d;随着处理浓度的增加,各虫态的重量逐渐降低,且存活率呈下降趋势,其中粗提物对蛹存活率的影响最大,对1~3龄幼虫存活率的影响较小;随着处理浓度的升高成虫的寿命均缩短,且雌成虫寿命长于雄成虫;随着处理浓度的升高,草地贪夜蛾的产卵前期和F2代卵发育历期延长,产卵期缩短;单雌产卵量、后代性比和卵的孵化率降低。总的来说,紫茎泽兰粗提物对草地贪夜蛾的生长发育及繁殖均造成消极影响。5倍稀释液对草地贪夜蛾的生长发育及繁殖的影响最显著,可作为草地贪夜蛾防治研究中的重要植物源杀虫剂材料。     

不同地理种源紫茎泽兰的生态适应性比较

采用交互移植法,对移栽在6种不同生境中的5个不同种源紫茎泽兰幼苗的存活率、株高、分枝数、生物量、单株花序数、产种量和种子萌发率进行了为期1年的对比研究.结果表明：各种源紫茎泽兰的幼苗生长和繁殖特性对样地环境条件变化均表现出很强的可塑性.试验样地因素对幼苗株高、分枝数、生物量、单株花序数和产种量的影响均达到极显著水平(P＜0.001).随着样地纬度和海拔的升高,各种源的幼苗株高、分枝数量、单株生物量、每株花序数量和单株产种量均呈下降趋势,且各样地间的差异均达到显著水平(P＜0.05).但种源因素对幼苗株高、分枝数、生物量、单株花序数和产种量的影响均不显著（P＞0.05）.除单株产种量外,种源与试验样地的交互作用对上述各指标的影响均不显著.在各样地内,当地种源幼苗的存活率、生长能力和繁殖能力均未表现出显著的优势.说明紫茎泽兰在我国西南地区入侵成功主要依靠其较高的表型可塑性,而局域适应的作用相对较小.     

紫茎泽兰叶片化感作用对10种草本植物种子萌发和幼苗生长的影响

化感作用在生物入侵过程中具有重要的意义,紫茎泽兰具有化感物质,它能抑制豌豆等一些对化感物质敏感的植物种子萌发,但它对入侵早期直接与之竞争的植物的影响以及化感作用与其入侵性的关系还知之甚少。以紫茎泽兰入侵早期直接与之竞争的草本植物和为替代控制紫茎泽兰引进的牧草为材料,利用培养皿滤纸法研究紫茎泽兰叶片提取液对种子萌发和幼苗生长的影响,探讨化感作用与其入侵性的关系,并为其替代控制提供依据。紫茎泽兰叶片提取液对10种受体植物种子萌发和幼苗生长均有化感作用,不同浓度的提取液对植物的化感作用强度不同,低浓度时较弱,高浓度时较强。高浓度的提取液能降低种子发芽率、发芽速率、胚轴和胚根长度,增加幼苗丙二醛含量,其中发芽速率更敏感,可能是衡量化感作用的最敏感指标。不同植物对紫茎泽兰化感作用的敏感程度不同,无芒虎尾草、白三叶、细叶苦荬和莎草砖子苗对紫茎泽兰化感作用较敏感,紫花苜蓿最不敏感。     

不同生境条件下紫茎泽兰幼苗生长动态

紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum)种子属投机式萌发, 一年内只要有适合的温湿条件都可以萌发。种子萌发的高峰期主要集中在雨季, 而干旱的冬、春季节萌发率很低。未开花结实的紫茎泽兰个体可终年持续生长, 生长速率受光照、湿度和温度影响显著。秋季萌发的紫茎泽兰幼苗在冬季及干旱季节中, 各项生长指标(包括主茎长度、总叶面积、基径等)增长缓慢。在不同生境中, 紫茎泽兰平均月增长量由高到低依次为: 偏阳生境＞全荫湿润生境＞灌丛遮荫生境, 生长旺季为6–10月份的雨季。实生苗越年后通常在第一个旱季即可开花结实; 但萌发较晚以及生长发育不良的个体一般并不开花而是保持营养生长。未开花结实的越年生实生苗的生长节律与当年生实生苗相似, 但需要再经过一个生长季节甚至更长的生长发育期才能进行开花结实, 完成其生活史周期。本研究结果进一步揭示了紫茎泽兰是通过有性生殖与无性生殖相互补充的繁殖策略进行种群更新与种群扩张的。     

发育时期对紫茎泽兰化感作用的影响

为探讨紫茎泽兰化感作用与其入侵性的关系,利用生物检测法研究了不同发育时期紫茎泽兰叶片水提液对4种本地草本植物种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明,高浓度时紫茎泽兰叶片水提液能显著抑制4种本地植物种子发芽率、发芽速度,但低浓度时有时抑制作用不显著,甚至有促进作用;除狗肝菜胚轴生长外,不同浓度下紫茎泽兰叶水提液均能抑制4种本地植物胚轴和胚根生长,但有时对胚轴生长的抑制作用不显著,甚至有促进作用。不同植物和同种植物的不同参数对紫茎泽兰化感作用的敏感程度不同,拔毒散和狗肝菜的种子萌发参数较敏感,莎草砖子苗的生长参数较敏感,种子发芽速度和胚根生长较敏感。总的看,随发育时间的增加,紫茎泽兰抑制本地植物种子萌发和幼苗生长的最低叶片提取液浓度减小,相同浓度下叶片水提液对本地植物的抑制作用增强,表明紫茎泽兰化感作用增强。化感作用在紫茎泽兰入侵的不同阶段所起的作用可能不同。     

链格孢菌毒素对紫茎泽兰的致病机理

以叶圆片法分析链格孢菌[Alternaria alternata(Fr.)Keissler]毒素对紫茎泽兰（Eupatorium adenophorum Spreng.)叶组织细胞膜透性、过氧化物酶（POD）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）和过氧化氢酶（CAT）活性以及丙二醛（MDA）含量的影响,结果表明,链格孢菌毒素使紫茎泽兰叶组织细胞膜透性上升,Na^ 和K^ 渗漏量增加,膜脂过氧化加强,MDA含量上升;链格孢菌毒素处理的紫茎泽兰叶片中POD、APX和CAT的活性均较对照降低。