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。     

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。     

乡土植物白刺花对紫茎泽兰化感作用的响应

为了解乡土植物白刺花对紫茎泽兰化感作用的耐受程度及抵御机理,以2—3年生紫茎泽兰叶片为供体材料,用不同浓度的紫茎泽兰叶片浸提液处理白刺花种子及幼苗。结果表明:紫茎泽兰叶片浸提液对白刺花的影响为低浓度促进,高浓度抑制。当浓度为0.5%时促进效应最强,当浓度大于2.0%时抑制效应明显增加。白刺花种子萌发速率比萌发率对紫茎泽兰化感作用反应敏感,胚轴比胚根敏感,随着幼苗的生长,其抵御紫茎泽兰化感作用的能力逐渐增强,丙二醛的含量与植株生长响应规律相对应,并且经紫茎泽兰浸提液处理能极大的增加白刺花幼苗菌根率,缩短菌根形成的时间。     

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。     

紫茎泽兰水提液的化感潜势及其渗透压的干扰效应

采用3种方法（整株、剪碎和风干）和处理时间（6、24和48 h）,制备了紫茎泽兰地上部分植株不同类型的水提液,分别评价了它们对旱稻种子萌发和幼苗生长的化感潜势,比较分析了不同类型水提液的渗透压值,并检测了该范围内的渗透压对旱稻种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明：紫茎泽兰不同类型水提液对旱稻产生了明显的化感抑制潜势,3种处理方法的水提液化感潜势大小依次为风干、剪碎和整株,且这种作用随着水提液处理时间的延长而增强。不同处理方法的水提液渗透压大小也依次为风干、剪碎和整株,并随着处理时间和浓度的增加,水提液渗透压也在增强。对应于不同处理水提液而逐渐增加的渗透压对旱稻种子萌发和幼苗生长产生了逐步增强的抑制作用。表明渗透压是紫茎泽兰水提液化感潜势评估重要的干扰因子,尤其在剪碎或风干植株的处理中,建议采用整株水提法。     

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。     

紫茎泽兰土壤种子库特征及其对幼苗的影响

研究紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum)土壤种子库特征及其对紫茎泽兰种子的萌发、幼苗命运的影响, 在综合治理紫茎泽兰入侵危害及防止紫茎泽兰的继续扩散等方面有着重要的意义。该文在攀枝花紫茎泽兰入侵严重的地区, 通过采集果园、放牧灌丛以及禁牧灌丛3种不同生境紫茎泽兰土壤种子库的样本, 以说明不同干扰程度下紫茎泽兰种子在土壤中的分布状况。通过野外调查并结合盆栽实验, 初步研究了紫茎泽兰土壤种子库基本特征以及光照和种子在土壤中的埋藏深度等对紫茎泽兰幼苗的影响。结果表明: 1)果园、放牧灌丛和禁牧灌丛等3种干扰程度不同生境的深层种子量占总种子量的比例分别为56.44%、46.96%和24.86% (p=0.006), 这说明土壤深层种子量大小与干扰成正比, 干扰越大, 深层次紫茎泽兰种子量占总种子量的比重越大。2)播种在0、1和5 cm深度的种子萌发率分别为64.67%、22.67%和13.33%, 即种子埋藏越深, 萌发率越低, 不同层次种子萌发率差异极显著(p=0.00); 幼苗死亡率分别为27.95%、0和0, 表层种子萌发的幼苗有较高的死亡率, 而由埋藏在深层的种子萌发的幼苗没有死亡, 土壤表层发芽的幼苗与不同埋藏深度种子萌发的幼苗之间死亡率差异极显著(p=0.00)。3)在无遮蔽、半遮蔽和全遮蔽3种不同情况下, 紫茎泽兰幼苗的死亡率分别为72.15%、30.38%和4.87%, 定居率分别为6.66%、33.99%和46.67%, 即遮蔽程度越高, 死亡率越低, 定居率越高, 不同处理之间死亡率和定居率差异均极显著(p=0.00)。研究结果暗示, 强光可能是导致紫茎泽兰幼苗死亡的重要原因, 人类活动的干扰可能导致更多的紫茎泽兰种子进入土壤深层, 从而改变了紫茎泽兰土壤种子库的结构。由于土壤深层种子比表层种子具有更强的抵抗强光照射等不良环境因子影响的能力, 所萌发的幼苗成活率高, 表明其具有更高的繁殖效率, 因此人类活动干扰是紫茎泽兰入侵后难以根除的原因之一。     

光和不同打破种子休眠方法对紫茎泽兰种子萌发及幼苗状态的影响

紫茎泽兰是著名的外来入侵植物,作为入侵的第一步,发芽及其幼苗生长应该与其强入侵能力有关.基于此,通过不同光照强度处理和不同打破休眠方法的双因素实验,旨在探讨紫茎泽兰种子是否具有需光萌发特性以及低温、水杨酸、聚乙二醇,硝酸钾等常规打破休眠方法和光照如何共同影响其萌发、幼苗生长等问题.结果表明:在全光照条件下,不同处理的紫茎泽兰种子的萌发率均大于63％,铝箔纸覆盖的遮光条件(0.23％光照)萌发率均大于60％,而在完全黑暗条件下,其萌发率较低(均小于30％),这表明紫茎泽兰种子具有需光萌发的特性.有别于以往对其它植物种子的报道,低温处理、水杨酸处理、聚乙二醇处理和硝酸钾处理不能代替光照打破种子休眠,显示紫茎泽兰种子可能处于一种强迫休眠状态(种子静态).全光照与水杨酸处理、PEG处理对幼苗生长具有交互影响:黑暗下水杨酸处理浓度与幼苗生物量成正相关(P＜0.05),但全光照和加铝箔下不相关(P＞0.05);全光照下PEG处理浓度与根长显著正相关(P＜0.05),而加铝箔和黑暗下不相关(P＞0.05).紫茎泽兰种子需光萌发特征及其幼苗生长特点是人为破坏表土壤、深层土壤种子库地表化导致快速入侵的基础.结果也为通过引入适宜树种造林来控制光照因子对紫茎泽兰进行生态控制提供了理论依据.     

Soil biota reduce allelopathic effects of the invasive Eupatorium adenophorum

Allelopathy has been hypothesized to play a role in exotic plant invasions, and study of this process can improve our understanding of how direct and indirect plant interactions influence plant community organization and ecosystem functioning. However, allelopathic effects can be highly conditional. For example allelopathic effects demonstrated in vivo can be difficult to demonstrate in field soils. Here we tested phytotoxicity of Eupatorium adenophorum (croftonweed), one of the most destructive exotic species in China, to a native plant species Brassica rapa both in sand and in native soil. Our results suggested that natural soils from different invaded habitats alleviated or eliminated the efficacy of potential allelochemicals relative to sand cultures. When that soil is sterilized, the allelopathic effects returned; suggesting that soil biota were responsible for the reduced phytotoxicity in natural soils. Neither of the two allelopathic compounds (9-Oxo-10,11-dehydroageraphorone and 9b-Hydroxyageraphorone) of E. adenophorum could be found in natural soils infested by the invader, and when those compounds were added to the soils as leachates, they showed substantial degradation after 24 hours in natural soils but not in sand. Our findings emphasize that soil biota can reduce the allelopathic effects of invaders on other plants, and therefore can reduce community invasibility. These results also suggest that soil biota may have stronger or weaker effects on allelopathic interactions depending on how allelochemicals are delivered.     

CO2浓度升高和不同氮源对紫茎泽兰生长及光合特性的影响

大气CO2浓度升高和植物入侵是全世界面临的两大重要问题。CO2浓度升高促进植物的光合作用,但在某些植物中,这种促进作用出现在短期高浓度CO2下,而在长期高浓度CO2处理下消失（称为CO2驯化）,被认为源于高浓度CO2对光呼吸和NO-3同化的抑制。通过比较研究不同形式氮源（全氮、硝态氮）和短期（8 days）、长期（40 days）CO2浓度升高处理对入侵植物紫茎泽兰生理特征的影响,结果表明在全氮供应下,短期和长期CO2浓度升高均促进了紫茎泽兰的光合;氨态氮缺失情况下,长期CO2浓度升高促进紫茎泽兰的光合,而短期CO2浓度升高对紫茎泽兰的光合没有促进作用;缺NH＋4下,短期高浓度CO2提高了叶片叶绿素含量,长期CO2升高又使其回复到正常CO2下的较低水平。这些结果表明紫茎泽兰并不会对长期的CO2升高产生驯化,即长期CO2升高会促进紫茎泽兰的光合作用,而且这一促进作用不受土壤中缺NH＋4的影响。鉴于培养介质中缺NH＋4会导致一些植物产生“CO2驯化”,未来CO2浓度升高情况下,在缺NH＋4的土壤中,紫茎泽兰的竞争力可能会更强。     

辣椒根系分泌的潜力化感物质对生菜幼苗抗氧化代谢的影响

以盆栽辣椒为试验材料,采用树脂吸附萃取和气质联用仪测定辣椒根系分泌物,分析、确定其中的疑似化感物质。分别使用6种（0、2、4、8、12、16μg·mL-1）不同浓度的外源潜力化感物质处理生菜种子,通过种子发芽、幼苗生长分析其潜力化感作用,并研究其对生菜幼苗抗氧化代谢的影响。结果表明,2,6-二叔丁基苯酚（2,6-DTBP）、邻苯二甲酸二异丁酯（DIBP）和邻苯二甲酸二丁酯（DBP）为辣椒根系分泌的潜力化感物质,随三种潜力化感物质浓度的增加,生菜幼苗的谷胱甘肽（GSH）含量降低,超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）、多酚氧化酶（PPO）和抗坏血酸氧化酶（APx）活性先增加后降低。2,6．DTBP、DIBP和DBP4化感抑制作用的低限浓度分别为4、8、8pg·mL-1,三者通过降低GSH含量而损伤生菜幼苗的抗氧化代谢系统。     

紫茎泽兰的化学互感潜力（英文）

广布于阑沧江流域的紫茎泽兰是一入浸性极强的外来杂草。研究表明它对其它植物有化学互感作用,其地上部分的石油醚、乙醇和水提取物对豌豆的种子萌发和幼苗生长均有抑制作用。在２％相对浓度下,紫茎泽兰的石油醚、乙醇和水提取物豆的萌发分别产生１００％、４０％和５０％的抑制。它的化学互感物质主要集中于石油醚提取物及醚提取物吸附于活性炭后的甲解剖 物中。从石油醚提取物分离出的第二,第三和第四组分继主要的活性成分,在     

菊科植物化感作用研究进展

对菊科植物化感作用的研究进展进行了综述。菊科植物中至少有 39个属存在化感作用 ,特别是一枝黄花属、向日葵属、胜红蓟属、银胶菊属、蒿属植物等有较多的研究报道。鉴定出的化感物质多为萜类、聚乙炔类、酚类、有机酸类等 ,这些化感物质对多种受体植物表现出程度不同的抑制或促进的效应。其化感作用机理表现在破坏受体膜系统的稳定性及水分平衡关系、抑制氧化磷酸化、促进或阻滞叶绿素的合成、影响矿质元素的吸收利用等。并对菊科植物化感物质在植物生长调节剂、天然除草剂和生物杀虫剂 ,或人工合成除草剂和杀虫剂上应用的前景进行了探讨。本文显示菊科植物的化感作用将在控制外来恶性杂草及维护生态平衡上扮演重要的角色。在当前菊科植物化感作用研究的基础上 ,提出了进一步研究的 6个方向 :(1)化感物质的生物合成途径与关键酶的特性研究 ;(2 )具化感潜势物种资源的调查评价及利用研究 ;(3)化感作用在自然生态系统中的演变规律 ;(4 )菊科重要作物自毒的生化机制及克服途径 ;(5 )具应用前景的菊科植物化感关键酶的基因克隆和转基因 ,并对受体植物基因的表达与调控进行研究 ;(6 )化感作用在可持续发展农业应用上的研究与开发 ,特别是作为天然除草剂及杀虫剂     

Potential allelopathic effect of <Emphasis Type="Italic">Eucalyptus</Emphasis><Emphasis Type="Italic">grandis</Emphasis> across a range of plantation ages

Allelopathy of the eucalypt has been considered as an important mechanism for the biodiversity reduction in the eucalypt plantation. To understand the allelopathic potential of the eucalypt (Eucalyptus grandis) roots and rhizosphere soil along a chronosequence (2, 4, 6, 8, 10 years), the germination and growth characteristics of three plant species (Raphanus sativus, Phaseolus aureus, and Lolium perenne) growing nearby or beneath the eucalypt plantations were measured. The results showed that aqueous extract of E. grandis root suppressed the germination and early seedling growth of the target plants. The younger E. grandis exhibited a comparatively stronger allelopathic potential. The highest dose root extracts from 4 years old E. grandis showed the strongest inhibitory effects on the germination rates of the target species, the inhibitory rates were about 48, 51.2, and 56.56% for R. sativus, P. aureus, and L. perenne, respectively. However, present biotests of rhizosphere soils from 6, 8, and 10-year-old plantations exhibited a remarkable stimulative effect on L. perenne, which indicated that the soil might neutralize or dilute allelopathic agents with the increase of plantation age. In addition, according to GC–MS analysis, more allelopathic potential compounds were found in the rhizosphere soil and roots of younger E. grandis plantation. Moreover, more allelochemicals were obtained from soil than from roots. The allelopathic compounds in roots and rhizosphere soil may play important roles in allelopathy of E. grandis plantation. More attention should be paid to the younger E. grandis plantations for the relative higher allelopathic effects.     

Allelopathic interactions between plants. Multi site action of allelochemicals

Allelopathy is defined as mechanism of plant-plant, plant-microorganisms, plant-virus, plant-insect, and plant-soil-plant interactions mediated by plant- or microorganism-produced chemicals released to the environment. The majority of allelochemicals are secondary metabolites and among others belong to terpenoids, phenolic compounds, organic cyanides and longchain fatty acids. The action of allelochemicals in target plant is diverse and affects a large number of biochemical reactions resulting in modifications of different physiological functions. Thus the results of allelochemical action can be detected at different levels of plant organization: molecular, structural, biochemical, physiological and ecological. Enzyme activities, cell division and ultrastructure, membrane permeability, ion uptake and as a consequence plant growth and development are modified by allelochemicals. Significant effects on photosynthesis and respiration are the best-characterized results of allelopathic interactions. Moreover allelopathic compounds seem to induce a secondary oxidative stress expressed as enhanced free radical production and induction of cellular antioxidant system. Plant survival under allelopathy stress conditions depends on plant defense leading to allelochemical detoxication, the process which may go on in parallel to cell defense reaction to oxidative stress. The article presents some aspects of the current knowledge regarding mechanisms of the allelopathy phenomenon. The allelopathy is a complex problem, thus comprehensive understanding of allelochemical mode of action requires further investigation and still remains an open question.     

腐解6个月后杉木枯枝落叶及腐殖土中的化感成分对杉木种子的化感效应

对腐解6个月后杉木[Cunninghamia lanceolata（Lamb．）Hook．]枯枝落叶及腐殖土中的化感成分进行了提取分离及生物检测。结果表明,枯枝落叶及腐殖土中的极性和弱极性化感成分对杉木种子的绝对发芽率、绝对发芽势、胚根长和胚轴长均有一定的抑制作用。随浓度的提高,枯枝落叶中的弱极性化感成分对绝对发芽率、胚轴长及幼苗干质量的抑制作用及极性化感成分对绝对发芽势、胚轴长的抑制作用均逐渐增强;腐殖土中的弱极性化感成分对绝对发芽率、绝对发芽势、胚根长及胚轴长的抑制作用及极性化感成分对胚轴长的抑制作用也逐渐增强。枯枝落叶中的化感成分对绝对发芽率、绝对发芽势及幼苗干质量的抑制效应高于腐殖土中的化感成分。