PEG胁迫对紫茎泽兰种子萌发和幼苗生长的影响

目的：开展干旱胁迫对紫茎泽兰种子萌发的影响研究,为其入侵机制的揭示和田间防治提供借鉴。方法：采用聚乙二醇（PEG-6000）梯度溶液模拟干旱胁迫环境,研究紫茎泽兰（Ageratina adenophora）种子萌发和幼苗生长对干旱胁迫的响应。结果：随着PEG-6000浓度的增加,紫茎泽兰种子的发芽率、发芽势、发芽指数和幼苗根长、根冠比均呈先升后降的趋势,而种子活力指数、幼苗胚根长度、胚轴长度、株高相对增长速率和叶片光合色素含量均呈持续下降趋势。结论：轻度干旱胁迫有利于紫茎泽兰种子萌发,而中度和重度干旱胁迫均不利于紫茎泽兰幼苗生长。紫茎泽兰在种子萌发阶段对干旱具有一定的抗逆性。     

干扰强度对群落中紫茎泽兰种子萌发、幼苗定居和生长的影响

干扰与外来植物入侵密切相关,种子萌发和幼苗定居是植物生活史中最脆弱、也是外来植物入侵最关键的阶段.为研究干扰在恶性外来入侵植物紫茎泽兰成功入侵过程中的作用,采用人工牧草群落代替自然群落,人为干扰(去除不同面积的牧草)模拟自然干扰的方式,研究了紫茎泽兰入侵初期种子萌发、幼苗定居和生长对不同干扰强度的响应与适应.结果表明:...     

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。     

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.     

紫茎泽兰对三种岩溶地区木本植物种子萌发的化感作用

采用生物测定法研究了紫茎泽兰叶和根水浸提液对任豆、香椿和龙须藤等三种岩溶木本植物种子萌发的化感作用。结果表明,除最低浓度(0.0125 g/mL)外,其它浓度的叶浸提液均能显著抑制香椿种子的萌发及幼苗生长,浓度越高抑制作用越大;对任豆和龙须藤种子萌发也有一定的化感作用,但抑制作用相对较弱,有时为促进作用。紫茎泽兰叶浸提液对受试植物的化感作用强于根水浸提液。     

紫茎泽兰化感作用对9种草本植物种子萌发的影响

【背景】紫茎泽兰是一种入侵我国的世界性恶性杂草,给当地的农、林、畜牧业生产造成严重的经济损失,使生态环境面临"绿色灾难"。紫茎泽兰的化感作用是其成功入侵的重要原因,其化感物质对当地植物的生长具有明显的抑制作用。【方法】利用培养皿滤纸法研究了紫茎泽兰叶片水提液对9种草本植物种子萌发的影响,这些植物包括紫茎泽兰入侵早期直接与之竞争的云南草本植物:鲁梅克斯、高丹红、鸭茅(安巴)、苕子、胡枝子,以及为替代控制紫茎泽兰而引进的外来优良牧草:紫花苜蓿(敖汉)、白三叶(海发)、红三叶、黑麦草(速达)。【结果】紫茎泽兰叶片提取液对9种受体植物种子萌发均具有化感作用。低浓度提取液对受体植物的化感作用较弱(对部分植物种子萌发有促进作用);高浓度提取液对受体植物的化感作用较强,且能降低种子发芽率及发芽速率,其中,发芽速率对化感作用更敏感。不同植物对紫茎泽兰化感作用的敏感程度不同,鲁梅克斯、鸭茅和苕子对紫茎泽兰的化感作用较敏感;黑麦草、胡枝子和高丹红最不敏感;紫花苜蓿、红三叶和白三叶对低浓度紫茎泽兰叶片水提液不敏感,对高浓度提取液较敏感。【结论与意义】不同植物种子对紫茎泽兰化感作用的敏感性存在差异,研究结果有利于了解紫茎泽兰成功入侵的机制,并可为筛选具有替代控制潜力的优良牧草奠定基础。     

紫茎泽兰不同入侵程度的土壤及其提取物对旱稻生长的影响

在室内人工气候箱条件下,研究了紫茎泽兰不同入侵程度下的土壤及其提取物对旱稻种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明：紫茎泽兰入侵地土壤及土壤提取物对旱稻种子萌发和幼苗生长存在不同程度的抑制作用,且随着紫茎泽兰入侵程度越重,土壤的抑制作用越明显;抑制作用强度大小依次为重度入侵地土>中度入侵地土>轻度入侵地土>当地植物土,紫茎泽兰入侵地的土壤提取物也呈现类似的规律。推测紫茎泽兰产生的化感物质随着入侵程度加深,而在土壤中逐步积累,对本地植物生长产生了不利作用。     

光质、光强对入侵植物紫茎泽兰种子萌发及幼苗状态的影响

为了探讨紫茎泽兰种子需光萌发特性,对光质（不同颜色、红光/远红光）和光强对种子萌发率及幼苗状态进行了研究。研究发现：不同颜色光对发芽率影响显著,其中黄光、橙光和红光等波长在（591~750 nm）之间的光更有利于提高种子的萌发率（74.3%~83.3%）,而较短波长的光（<570 nm,紫光、蓝光和绿光）促进效果显著降低（62.3%~66.7%）（p<0.05）。光强对紫茎泽兰种子发芽和幼苗影响较光的颜色更具有规律性。黑暗条件下发芽率22%,随着光照提高,发芽率指数增加(r²=0.96),芽长指数下降(r²=0.99)、根长指数增加(r²=0.98),而鲜重呈现线性增加(r²=0.70)。适量红光（630 nm）和远红光（730 nm）照射能够打破和引起休眠,红光照射量与发芽率提高量成线性正相关（r²=0.98）,而远红光照射率与发芽率降低量呈线性正相关（r²=0.92）,说明紫茎泽兰需光萌发是一个光敏色素引起的过程。紫茎泽兰通常在裸地和人为干扰土壤上泛滥,这可能与其种子需光萌发有关。而对其生态学控制可以考虑从光强、特别是光质角度（如人工造林）控制种子萌发来实现。     

不同处理对银沙槐种子休眠破除和幼苗生长的影响

对银沙槐种子破除休眠的适宜方法及其幼苗生长进行研究。结果表明:破口和沙磨处理休眠破除效果最好,但容易引起种子腐烂死亡;分别用65、80和95℃热水处理种子,以95℃1 min破除种子休眠效果最好,且幼苗长势好,65℃效果最差,80℃可破除部分种子休眠,除80℃外延长热水处理时间可导致死种子数增加,95℃则引致大部分种子死亡;液氮浸种处理效果均显著,其中以液氮处理10 min效果最好,但幼苗多为不正常苗而致死;硫酸处理以浸种120 min效果最好,但处理时间过长可导致死种子数增多,且造成少数幼苗根部腐蚀死亡。综上所述,打破银沙槐种子休眠的较优处理方法是硫酸120 min浸种处理和95℃1 min热水处理。     

Inhibitory effects of leachate from Eupatorium adenophorum on germination and growth of Amaranthus retroflexus and Chenopodium glaucum

Amaranthus retroflexus L. and Chenopodium glaucum L. are two widely distributed destructive weeds. Their strong adaptability and massive seed production make them the hardest weeds to deal with. This present study intended to investigate the effect of leachate from Eupatorium adenophorum on the growth of these weeds and explore the potential to develop an environmental friendly strategy to use the leachate to control the weeds. Seeds of A. retroflexus L. and C. glaucum L. were soaked in solutions containing 0%, 0.6%, 1.25%, 2.5%, and 5% leachate from E. adenophorum leaves. A. retroflexus and C. glaucum seedlings grown in pots were sprayed with leachate solutions in the same concentration range. The effects of these leachate solutions on membrane permeability and germination of seeds, and growth and physiological characteristics of the seedlings were investigated. The highest concentration of leachate (5%) caused significant damage to the cell membrane of seeds of both weed species, whereas lower concentrations (0.6%) promoted repair of the membrane system, as reflected by higher and lower than control in relative conductivity (RC), respectively. Different concentrations of leachate showed distinct allelopathic inhibitory effects on the two weed species; lower concentrations showed weak inhibitory or even positive effects, whereas higher concentrations showed stronger inhibitory effects. Higher concentrations of leachate (2.5% and 5%) delayed germination and significantly decreased the emergence rate of the seeds, survival rate, and dry matter accumulation of the seedlings. When treated by 5% leachate, the emergence date of A. retroflexus was delayed by 3.6 d, emergence rate of the seeds and survival rate was 69.1% and 70.6% of the control, respectively, seedling dry matter was 48.6% less than the control; In the case of C. glaucum, the emergence date was delayed by 2.7 d, emergence rate of the seeds and survival rate was 45.1% and 58.6% of the control, respectively, seedling dry matter was 44.7% less than the control. There were significant interactions among the different concentrations of leachate and the length of treatment period with respect to activities of antioxidant enzymes, malondialdehyde (MDA) contents, and chlorophyll contents. Seedlings treated with 0.6%, 1.25%, or 2.5% leachate solution for 24–72 h showed increased superoxide dismutase (SOD), peroxidase (POD), and catalase (CAT) activities. When seedlings were treated with leachate solutions for 96 h, antioxidant enzyme activities and chlorophyll content decreased in A. retroflexus, but only CAT activity decreased in C. glaucum. When seedlings of the two weed species were treated with 5% leachate solution, CAT activity and chlorophyll content decreased and MDA content gradually increased with longer treatment times (from 24 to 96 h). The two weed species showed different allelopathic responses to E. adenophorum; A. retroflexus was more sensitive than C. glaucum. Based on the investigation, it could be speculated that the delayed germination and low germination rate of the weeds after treatment by leachate could be due to the fact that leachate damaged the membrane system of the seeds. By delaying germination, lowering the germination rate of the weeds and inhibiting seedling growth, leachate from E. adenophorum could provide an effective way of controlling the weeds.     

Seed vigor and plant competitiveness resulting from seeds of Eupatorium adenophorum in a persistent soil seed bank

Seeds in a persistent soil seed bank (PSSB) provide an effective way to maintain plant population and community stability. Seeds that persist in soil incur physiological costs of maintaining viability and vigor, thus, the growth capability of resulting plants may be reduced. However, a lot of functional roles of the PSSB have been deduced from seed germination capability, and little consideration has been given to interspecific and intraspecific competitive ability of the resulting plants. Eupatorium adenophorum was used as the study species to compare germination of different artificially aged PSSB seeds and competition at different densities between resulting plants of aged and freshly produced seeds. Seed burial caused decreases in survival rates but not germination speed. During the 175-day growth period, the individual biomass, average height, basal stem diameter and leaf number of plants from aged PSSB seeds were little lower than that of plants germinated from freshly produced seeds. However, the differences were not significant at any densities. Thus, (1) although seeds stored in soil exhibited a very high death rate, they maintained a high vigor for germination, and (2) resulting plants from PSSB seeds exhibited good competiveness to plants from new seeds of the same population. The results further confirm the significance of PSSB in maintaining stability of plant populations and communities.     

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。     

沙埋和种子大小对柠条锦鸡儿种子萌发、出苗和幼苗生长的影响

研究了沙埋深度和种子大小对内蒙古毛乌素沙地植被群落中占优势的柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii Kom.)种子萌发、出苗、幼苗存活和生长的影响.结果表明,沙埋深度显著影响柠条锦鸡儿的种子萌发率、休眠率、出苗率、幼苗存活率及生物量.在0.5-2cm的浅层沙埋下,种子萌发率、出苗率、幼苗存活率及生物量最高,休眠率最低;沙埋深度≥4 cm时,柠条锦鸡儿的种子萌发率、出苗率、幼苗存活率及生物量随着沙埋深度增加显著降低,而休眠率却显著升高;沙埋深度≥12 cm时,柠条锦鸡儿种子不能够出苗,幼苗也不能够存活.种子大小对柠条锦鸡儿种子萌发率没有显著影响,但对出苗率、幼苗存活率及生物量影响显著.在各个沙埋深度下,不同大小的柠条锦鸡儿种子间的萌发率没有显著差异.当沙埋深度≤6 cm时,不同大小的柠条锦鸡儿种子在同一沙埋深度下的出苗率间没有显著差异;但当沙埋深度≥8 cm时,在同一沙埋深度下,大种子的出苗率显著高于中种子和小种子的出苗率,而中种子和小种子出苗率间没有显著差异.0.5-10 cm的沙埋深度中,除6 cm和8 cm深度下中种子和小种子萌发幼苗的生物量间没有显著差异外,其余深度下,大种子萌发的幼苗的存活率及生物量显著高于同一沙埋深度下中种子萌发的幼苗的存活率及生物量,后者又显著高于小种子萌发的幼苗的存活率及生物量.可能正是种子萌发对沙埋环境的忍耐或响应能力以及种子的多态性提高了柠条锦鸡儿在毛乌素沙地的适合度,为其在流动或半流动沙丘环境中成功定居并形成优势群落奠定了基础.     

紫茎泽兰中的酚类化学成分

从紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum Spreng.)乙醇提取物中分离得到11个酚类化合物。通过波谱分析,分别鉴定为咖啡酸(1)、阿魏酸(2)、芥子醛(3)、苯乙基阿魏酯(4)、3,4-二羟基苯甲酸(5)、4-羟基-3-甲氧基苯甲酸(6)、3,4-二甲氧基苯甲酸(7)、没食子酸(8)、3-(3,4-二羟基苯基)-1-丙醇(9)、2-香豆酸-β-D-吡喃葡萄糖苷(10)和4-O-β-D-葡萄糖苷-3,5-二甲氧基苯基-乙基酮(11)。化合物3~9和11为首次从紫茎泽兰中分离得到。     

铁皮石斛种子的室内共生萌发

由于人为的采挖和原生境的破坏,使得铁皮石斛野生资源已濒临灭绝。因此,保护铁皮石斛野生资源及其生境,加快其野生资源的繁殖显得非常重要。以铁皮石斛种子(TTC染色显示种子生活力为77.65%)为材料,与分离自2种野生兰科植物根部的4株共生真菌 (C20来自铁皮石斛,L12,L24b 和 L28来自美花石斛)在燕麦培养基上进行共生萌发。经过18周的共生培养,4株真菌均不同程度地促进了铁皮石斛种子的萌发,其中菌株L24b (Epulorhiza)和L28 (Epulorhiza)显著提高了种子的萌发率,分别比对照高出26.51%和12.20%,但未形成幼苗,只是处于原生分生组织阶段(阶段3);菌株C20(Epulorhiza)和L12 (Alternaria) 虽没有显著提高种子的萌发率,但对原球茎的发育和幼苗的生长有明显的促进作用;而对照的种子仍然处于膨大转绿期,即萌发阶段(阶段2)。同时发现,TTC染色显示的铁皮石斛种子生活力要高于种子共生萌发的萌发率(除了菌株L24b)。研究结果表明:种子生活力染色检测的活力值只代表种子所具有的潜在的萌发能力,而不能代表实际的萌发率。在异地条件下,铁皮石斛与共生真菌间没有严格的专一性,可以与瘤菌根菌属、链格孢属真菌形成共生关系。菌株C20和L12能促进萌发后的种子进一步分化成幼苗。这两个菌株为铁皮石斛的人工优质栽培和野外种群的建立提供了可能。     

紫茎泽兰中的酚酸衍生物和甾类化学成分

为了解紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum Spreng.)的化学成分,从其地上部分茎和叶中分离得到4个酚酸衍生物和5个甾体化合物。经光谱分析,分别鉴定为2-羟基苯丙醇(1)、香豆素(2)、去甲氧基英西卡林(3)、英西卡林(4)、3β-acetoxy-25-hydroxydammara-20,23-diene(5)、3β-acetoxy-24-hydroxydammara-20,25-diene(6)、豆甾-4,22-二烯-3-酮(7)、豆甾醇(8)和β-胡萝卜苷(9)。化合物1、2、5~7为首次从该植物中分离得到。     

环境因子对木棉种子萌发的影响

木棉(Bombax malabaricum DC.)是一种可以生长在干热河谷的落叶大乔木.河谷内,木棉成年树木生长良好,有大量结实,而其周围却很少有种苗出现.通过室内条件研究木棉种子的物理特性和萌发的生物学特性,可以了解该物种种子萌发对环境因子的需求,为探讨木棉在干热河谷内自然种群更新难和萌发阶段对这一特殊生境的适应性提供理论依据.经测定,木棉种子千粒重为39.08 g,比同科的其它物种要轻.四唑(TTC,1.O％)染色测定种子生活力的结果表明有生活力种子占64.0％.种皮对吸胀无障碍,种子在25℃吸胀2d时就开始萌发.检测了环境因子对种子萌发和幼苗生长的影响,结果表明,种子萌发对光照不敏感而且对温度有较广的适应性,15-35℃都可以萌发,25-35℃萌发率无显著差异,但随温度升高,萌发速率加快,幼苗长势增加;萌发过程对渗透胁迫敏感,聚乙二醇(PEG)浓度为0.10 g/mL时萌发率较对照显著下降,0.15 g/mL时种子就不能萌发;室温吸胀24h的种子对热激敏感,42℃热激2h后萌发率就已经显著下降;室湿下水杨酸(SA,1,10,100 mg/L)浸种24h,没有提高种子在萌发期间对干旱和热激的抗性.可见,高温和干旱是限制木棉种子成功萌发的关键因子,然而发现,温度较高时水分过大也会造成萌发后幼苗的死亡.     

光照和温度对飞机草种子萌发的影响

通过在人工培养箱内模拟环境条件,探讨了不同光照和变温对飞机草种子萌发的影响。结果表明:在有光照状况下,飞机草种子在15℃/10℃～40℃/35℃条件下均能萌发,飞机草种子萌发的最适变温为30℃/25℃,萌发率达47.5%;而黑暗条件下,飞机草种子在15℃/10℃时不能萌发;在20℃/15℃～35℃/30℃范围内,温度越高,飞机草种子萌发高峰的出现时间越早;在15℃/10℃～30℃/25℃范围内,飞机草种子的萌发率随温度的升高而升高,超过30℃/25℃后,萌发率下降,而适当的光照有利于飞机草种子的萌发。飞机草成为入侵种并迅速扩散与其种子萌发对光照和温度的适应性密切相关。