黄土丘陵区退耕还草植被恢复阶段优势种铁杆蒿的化感效应

为揭示黄土丘陵区退耕还草植被恢复阶段植被群落结构的形成与植物化感作用之间的关系,阐明退耕还草植被恢复阶段铁杆蒿群落形成的原因,采用种子萌发实验,对黄土丘陵区退耕还草中后期群落优势种铁杆蒿(恢复10 a、15 a、20 a、30 a)浸提液(水浸提液和甲醇浸提液)对其伴生种达乌里胡枝子(Lespedeza davurica,LD)、狗尾草(Setaria viridis,SV)、茵陈蒿(Artemisia capillaries,AC)以及铁杆蒿(Artemisia sacrorum,AS)自身化感作用进行研究。结果表明:铁杆蒿浸提液对3种伴生种以及自身种子萌发的化感作用差异显著(P0.05),总体表现出低促高抑"浓度效应",且根受到的抑制作用要强于芽。茎叶浸提液的浓度为0.1 g/mL时,对茵陈蒿种子萌发和幼苗生长的化感指数RI为-1.00,达到完全抑制。铁杆蒿不同器官的化感作用差异显著(P0.05),茎叶及根系浸提液不同程度的抑制LD、AC种子的萌发和幼苗生长,且在同一浓度下抑制作用随着恢复时间的增长逐渐增强。根际土浸提液促进了伴生植物及铁杆蒿自身种子的萌发,抑制了LD和AC幼苗的生长。铁杆蒿种群的化感作用可能是导致铁杆蒿在退耕还草中后期成为优势种的原因之一。     

基于生态位理论的典型草原铁杆蒿种群化感作用

运用改进的Levins生态位宽度指数和Pianka生态位重叠指数,研究了典型草原草地建群种与优势种之间的生态竞争关系;并利用建群种(铁杆蒿)茎叶浸提液对不同优势种的化感种子进行发芽试验,分析铁杆蒿的化感潜力及其在封育草地中的生态地位.结果表明:封育草地中,本氏针茅的生态位最宽(0.99),其次为百里香(0.94)、铁杆蒿(0.82)和大针茅(0.76),赖草最窄(0.73);铁杆蒿与本氏针茅、本氏针茅与百里香、百里香与大针茅、铁杆蒿与百里香之间的生态位重叠值分别为0.90、0.95、0.94和0.86.不同浓度的铁杆蒿浸提液对植物的化感作用强度不同,表现为“低促高抑”.铁杆蒿浸提液对本氏针茅幼苗根系生长的化感促进作用要强于百里香,而对百里香幼苗芽生长的抑制作用要强于本氏针茅.甲醇浸提液的化感作用要强于水浸提液.铁杆蒿、本氏针茅、百里香和大针茅之间高的生态位重叠,说明该草地群落将继续向本氏针茅群落演替,铁杆蒿群落仅是一个重要的过渡演替阶段.铁杆蒿的化感作用在其中担负着驱动力的角色.     

黄花蒿对4种受体植物的化感作用研究

采用室内生物测定法,以小麦、燕麦、黄瓜和萝卜为受体,研究了黄花蒿对受体植物的化感作用,结果显示:黄花蒿水浸提液对小麦、燕麦的化感综合效应(SE)为56.29、57.17;其地上部淋溶物对小麦和黄瓜表现为抑制作用,对燕麦和萝卜表现为促进作用;其茎叶挥发物对4种受体植物根长生长有较强的抑制作用;其残体分解物前10d对受体有很强的抑制作用,根系分泌物对小麦和燕麦抑制作用较强,对萝卜和黄瓜表现为促进作用。结果表明,黄花蒿5种不同途径来源的化感物质对4种受体植物都有不同程度的化感作用,且黄花蒿主要是通过地上部淋溶、挥发向环境中释放化感物质,其次是通过根系分泌物对授体植物产生化感作用。     

4种植物水浸提液对乌丹蒿的化感作用研究

分布于科尔沁沙地西部的固沙先锋植物乌丹蒿近些年呈现出衰退趋势。本研究选取了该地区3种主要飞播植物白沙蒿、柠条、羊柴以及乌丹蒿自身进行了化感作用的研究,结果表明：3种飞播植物及乌丹蒿自身的水浸提液对乌丹蒿的生长均有不同程度的化感作用,并且不同部位（根、叶、果皮或总苞片）中存在的化感物质的作用不同。主要表现为：乌丹蒿种子的萌发率在各供体的根浸提液中均下降,除羊柴外均达到显著,白沙蒿总苞片和羊柴果皮浸提液也有着同样的结果,而乌丹蒿叶浸提液则有一定的促进作用;4种植物不同部位的水浸提液对乌丹蒿种子发芽速度及幼根的生长均有显著的抑制作用。从综合效应来看,4种植物对乌丹蒿均有抑制作用,抑制作用由强到弱的顺序为：白沙蒿>柠条>乌丹蒿>羊柴。     

黄土丘陵区草本群落演替中先锋种群茵陈蒿浸提液的化感作用

为探索自然演替中植被群落结构与化感作用之间的关系,以黄土丘陵区自然演替中先锋种群茵陈蒿为研究对象,通过种子萌发试验,分析演替初期优势种群茵陈蒿浸提液(甲醇浸提液和水浸提液)对自身以及伴生种种子萌发以及幼苗生长的影响,从化学生态学角度解释演替初期群落结构形成的原因。结果表明,茵陈蒿浸提液对3种伴生种(铁杆蒿、白羊草和达乌里胡枝子)的种子萌发均有显著化感作用,低浓度(0.002g/m L)时表现为促进或轻微的抑制作用,高浓度(0.2g/m L)时为较强的抑制作用;不同部位茵陈蒿浸提液的化感作用不同,相比之下,地上部的抑制作用更为强烈,其浸提液均抑制铁杆蒿、白羊草和达乌里胡枝子的种子萌发,尤其在浓度为0.2 g/m L时,达到完全抑制;根系甲醇浸提液对铁杆蒿种子萌发的抑制作用要强于同浓度下的水浸提液,而地上部水浸提液对受体植物根芽的作用大于甲醇浸提液。茵陈蒿对于自身具有一定的抑制作用,表现为高浓度(0.2和0.02 g/m L)的水和甲醇浸提液抑制自身种子萌发和幼苗生长。研究结果说明化感作用可能是该地区在演替前期形成以茵陈蒿为优势种植被群落的重要原因之一。创新点:从化学生态学的角度解释了黄土丘陵区植被演替初期植物之间的关系以及群落结构形成的原因,为认识自然恢复的内在机理提供了新的视角。     

入侵植物野胡萝卜浸提液对4种草坪草的化感效应

【目的】明确入侵植物野胡萝卜水浸提液对4种草坪草的化感效应。【方法】采用培养皿滤纸法,观察记录不同浓度(0、10、20、30、40 g·L^-1)的野胡萝卜根、茎、叶水浸提液对4种草坪草种子萌发的影响,根据化感综合效应指数分析野胡萝卜水浸提液的化感作用。【结果】野胡萝卜不同部位浸提液对受体种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、根长和芽长均有一定的影响。化感综合效应指数表明,随着野胡萝卜浸提液浓度的增加,对白三叶、黑麦草、翦股颖的化感抑制作用均增强,对高羊茅的化感作用表现为“低促高抑”的双重效应。4种草坪草的耐受强弱顺序为:高羊茅＞黑麦草＞翦股颖＞白三叶;野胡萝卜叶浸提液对4种草坪草的化感作用强于根和茎。【结论】入侵植物野胡萝卜浸提液对4种草坪草的化感效应较为显著,在入侵严重地区,可选用耐受力强的草坪草建坪。     

油蒿挥发油的化感作用研究

对毛乌素沙地油蒿挥发油的化感作用（Ａｌｅｌｏｐａｔｈｙ）及其化学成分进行了研究。结果表明：油蒿挥发油对苋、诸葛菜、萝卜种子萌发和幼苗生长具有不同程度的抑制作用;对小麦种子萌发几乎无影响,但对其幼芽和幼根的生长具一定影响。抑制作用最强的是对苋种子,挥发油组最终萌发率１８％,比对照组减少７１％,对其幼芽和幼根的生长影响也很明显。用ＧＣ、ＧＣ－ＭＳ－ＤＳ联用方法,共鉴定４３个化合物,其中相对百分含量在１．５％以上的化合物有如下１４种：１）α－蒎烯（α－ｐｉｎｅｎｅ）,２）桧烯（Ｓａｂｉｎｅｎｅ）,３）β－蒎烯（β－ｐｉｎｅｎｅ）,４）月桂烯（Ｍｙｒｃｅｎｅ）,５）对伞花烃（ρ－ｃｙｍｅｎｅ）,６）柠檬烯（Ｌｉｍｏｎｅｎｅ）,７）β－水芹烯（β－ｐｈｅｌａｎ－ｄｒｅｎｅ）,８）β－顺式罗勒烯（β－ｃｉｓ－ｏｃｉｍｅｎｅ）,９）β－反式罗勒烯（β－ｔｒａｎｓ－ｏｃｉｍｅｎｅ）,１０）松油烯－４－醇（Ｔｅｒｐｉｎｅｎ－４－ｏｌ）,１１）α－姜黄烯（α－ｃｕｒｃｕｍｅｎｅ）,１２）茵陈炔（Ｃａｐｉｌｅｎｅ）,１３）橙花叔醇（Ｎｅｒｏｌｉｄｏｌ）,１４）匙叶桉油烯醇（Ｓｐａｔｈｕｌｅｎｏｌ）。     

铁杆蒿灌丛对黄土高原草地碳交换特征的影响

用静态箱法于2012年生长季(5~10月)对黄土高原围封草地常见半灌木铁杆蒿(Artemisia gmelinii)灌丛内外土壤呼吸速率和净生态系统CO2交换速率及其主要环境因子进行实地观测,并对草地土壤基本理化性质进行分析,以揭示铁杆蒿灌丛内外碳交换变化规律及其影响因素。结果显示:(1)铁杆蒿灌丛内的土壤呼吸和净生态系统CO2交换的日交换速率均显著高于灌丛外;灌丛内外土壤呼吸速率和净生态系统CO2交换速率的峰值出现时间一致,且灌丛内显著高于灌丛外;土壤呼吸速率的峰值出现在8月份,净生态系统CO2交换速率的峰值出现在9月份。(2)灌丛内外土壤呼吸速率日动态均呈"单峰型"变化趋势,生长季平均值都接近5月份观测值,分别为(5.49±0.18)和(2.93±0.04)g·m-2·d-1;灌丛内外净生态系统CO2交换速率日动态均以"S"型变化趋势为主,在水分亏缺时期表现为微弱的"双峰"型趋势。(3)灌丛内生长季净生态系统CO2交换速率平均值为(-3.86±0.09)g·m-2·d-1,是灌丛外草地(-1.19±0.07)g·m-2·d-1的3.2倍,灌丛内外均表现为碳汇。研究表明,铁杆蒿灌丛存在"肥岛"现象,有助于该区草地生态系统有机碳的积累,土壤水分和土壤温度是影响灌丛内外土壤呼吸速率的主要因素,而灌丛内外净生态系统CO2交换速率主要受土壤水分的影响。     

油蒿(Artemisia ordosica)的化感作用研究

通过对鄂尔多斯高原毛乌素沙地油蒿（Ａｒｔｅｍｉｓｉａ ｏｒｄｏｓｉｃａ）化感作用研究,发现油蒿茎叶的水浸提液对几种受体植物种子的萌发率,幼苗长和根长生长均有不同程度的抑制作用,随水浸提液浓度的增加抑制作用逐步增加;用油蒿茎叶水浸提液进行盆栽试验,受体植物的出苗率,苗高,根长和干物重也受到抑制,苗的形态也与对照有较明显的差异;     

葡萄根系浸提液的化感作用

以晚红(Red Globe)葡萄组培苗为材料,研究了葡萄根系浸提液对葡萄幼苗生长的影响,并采用LC-MS技术对其中的主要化感物质进行鉴定.结果表明:0.02g.ml-1(风干根质量/浸提液体积,下同)、0.1g.ml-1、0.2g.ml-1的葡萄根系浸提液显著抑制了葡萄幼苗的生长,且浓度越高,抑制作用越强.葡萄根系浸提液中含有对羟基苯甲酸、水杨酸、苯丙酸和香豆酸4种酚酸类物质.盆栽模拟试验表明,不同浓度的(0.1、1、10mmol.L-1)水杨酸和苯丙酸显著抑制了葡萄植株的生长,随着作用浓度的升高,葡萄的株高、茎粗、地上和地下鲜质量、叶片净光合速率和根系活力降低,叶片可溶性糖、MDA含量升高,淀粉含量降低,而叶片蛋白质含量无明显变化规律.     

沙蒿(Artemisia ordosica)水浸提液对4种伴生草本植物的化感作用

以生长在我国荒漠和半荒漠地区的特有植物沙蒿为供体植物,沙米、虫实、草木樨状黄芪、狗尾草为受体植物,研究了沙蒿根、茎、叶、种子水浸提液对受体植物种子发芽、幼苗生长以及根对NH~+_4和K~+吸收的化感效应的差异,为沙区植被恢复中伴生杂草种类的选择提供理论依据。结果表明:沙蒿水浸提液对4种受体植物种子发芽和幼苗生长均具有显著的化感效应,沙米、虫实、草木樨状黄芪表现为抑制作用,狗尾草表现为促进作用。不同部位沙蒿浸提液的化感作用不同,根浸提液对沙米、虫实、狗尾草的化感效应最强,茎浸提液对草木樨状黄芪的抑制最强。不同植物种及植物的不同发育时期对化感作用的敏感性也不同,在4种受体植物中,沙米受抑制最强,其次为虫实、草木樨状黄芪,且随浸提液浓度增加而显著增强,而狗尾草具有一定的耐受力,表现为促进作用。沙蒿浸提液对受体植物根长的影响最强,其次是种子发芽、苗高和幼苗干质量。浸提液显著降低沙米、虫实、草木樨状黄芪根对NH~+_4和K~+的吸收,增加狗尾草根对NH~+_4和K~+的吸收。研究结果表明雨水淋溶是沙蒿向环境中释放化感物质的途径之一,化感作用在增强沙蒿生存竞争力,扩大种群过程中起着不容忽视的作用,可能是沙蒿单优势种群落形成的原因之一。     

毛竹浸提液对苦槠幼苗生长的化感效应

为探讨毛竹(Phyllostachys edulis)扩张过程中潜在的化感作用,选择苦槠(Castanopsis sclerophylla(Lindl)Schott)为研究对象。采用水浸提的方法,用毛竹茎叶、枯落物和土壤3部分浸提液浇灌苦槠幼苗,以蒸馏水处理作为对照,对比分析质量浓度分别为0.1、0.05、0.02 g/mL的3个浓度梯度浸提液处理下苦槠幼苗生长指标及各项光合生理指标的差异。结果表明,毛竹浸提液对苦槠幼苗苗高、地径和叶绿素相对含量的影响大体上呈现高浓度抑制低浓度促进的双重浓度效应。不同来源毛竹浸提液的化感效应不尽相同,土壤浸提液对苦槠幼苗生长和光合生理均呈现抑制作用,而茎叶、枯落物浸提液低浓度时为促进作用。毛竹潜在的化感作用,在其扩张过程中可能会干扰森林主要树种更新,从而对森林群落产生威胁。     

Insecticidal activity and chemical composition of the essential oil of Artemisia vestita from China against Sitophilus zeamais

In our screening program for new agrochemicals from local wild plants, essential oil of Artemisia vestita Wall (Asteraceae) was found to possess strong insecticidal activity against maize weevil, Sitophilus zeamais Motsch. Essential oil of aerial parts of A. vestita was obtained from hydrodistillation and was investigated by GC and GC–MS. The main components of essential oil were grandisol (40.29%), 1,8-cineol (14.88%) and camphor (11.37%). The essential oil of A. vestita possessed strong fumigant toxicity against S. zeamais adults with a LC₅₀ value of 13.42 mg/L air. The essential oil of A. vestita also showed contact toxicity against S. zeamais adults with a LD₅₀ value of 50.62 mg/adult.     

Ludalbin,a new lactone from Artemisia ludoviciana

Artemisia ludoviciana Nutt. ssp. albula (Woot.) Keck, a member of the vulgaris complex, contains a sesquiterpene lactone, ludalbin, which is 8-α-acetoxydouglanine.     

植物病原菌拮抗性野生艾蒿内生菌的分离、筛选和鉴定

从野生艾蒿的根茎叶部位分离出内生细菌共68株,以棉花枯萎病、稻瘟病、烟草赤星为供试病原菌,采用对峙法对内生菌分别进行抑菌试验,对筛选出的菌株进行了16S rDNA序列测定和系统发育分析。结果表明:从野生艾蒿分离到的内生菌经初筛、复筛,获得抑制病原菌效果最明显的3株菌,结合生理生化特性、菌落特征、细胞形态特征和16S rDNA测序分析结果,菌株L8、S11和R6分别鉴定为Bacillus subtilis,Bacillus cereus,Paenibacillus polymyxa。拮抗实验表明,棉花枯萎病原菌菌丝发生弯曲、打结,烟草赤星的受作用菌丝生长端分枝明显增多,生长端边缘呈珊瑚状分枝,并且出现明显的畸形和萎缩现象。分析表明,可能是由于在培养过程中内生菌产生了化感物质,对病原菌的菌丝产生抑制作用的结果。     

乌兰布和沙漠沙蒿与油蒿群落的物种组成与数量特征

沙蒿与油蒿群落均是我国最典型的沙地植被类型,在沙漠地区发挥了重要的生态防护作用,掌握其分布、组成及其数量特征对沙漠化防治具有一定的指导作用。调查研究表明,沙蒿与油蒿群落是乌兰布和沙漠典型的沙地植被类型,其中沙蒿群落多分布于沙漠中东部、南部和东北部,而油蒿群落仅分布于沙漠东部、东北部和东南部;其群落类型可划分为沙蒿群落、油蒿群落、沙蒿+油蒿群落、沙蒿+沙竹群落、沙蒿+花棒+沙拐枣群落、油蒿+白刺群落、沙蒿伴生群落和油蒿伴生群落;群落的物种组成比较简单,其中沙蒿群落共有9科21属22种,油蒿群落共有10科35属37种。草本植物是沙蒿与油蒿群落的主体,所占总物种数的比例均超过70%;Simpson、Shannon多样性指数和Pielou均匀度指数高,反映了沙蒿与油蒿群落具有较高的物种多样性。与沙蒿群落相比,油蒿群落物种丰富度、单位面积个体数、盖度、Simpson和Shannon物种多样性指数均明显大于沙蒿群落,而群落相似性显著低于沙蒿,说明乌兰布和沙漠油蒿群落较沙蒿群落具有更丰富的物种组成、多样性和群落结构,更具保护和人工促进潜力。研究结果可为乌兰布和沙漠沙蒿、油蒿群落的保护及人工促进提供理论基础,对区域沙漠治理物种选择具有一定的指导意义。     

Validating the in vitro antimicrobial activity of Artemisia afra in polyherbal combinations to treat respiratory infections

Artemisia afra is one of the most widely used medicinal plants in African traditional medicine and is commonly administered in polyherbal combinations to treat respiratory infections. Focussing on plant volatiles, the aim of this study was to provide scientific evidence for the antimicrobial activity of A. afra (principle plant) in combination with essential oils from three medicinal aromatic plants; Agathosma betulina, Eucalyptus globulus and Osmitopsis asteriscoides. In vitro minimum inhibitory concentration (MIC) assays were undertaken on four pathogens (Enterococcus faecalis ATCC 29212, Moraxella catarrhalis ATCC 23246, Klebsiella pneumoniae NCTC 9633 and Cryptococcus neoformans ATCC 90112) to determine antimicrobial efficacy of the oils and their combinations. The fractional inhibitory concentration (FIC) and isobolograms were used to interpret pharmacodynamic interactions such as synergy, antagonism or additive profiles. The antimicrobial activity of the individual oils mostly displayed moderate activity. Predominantly, additive interactions were noted. The most prominent synergistic interaction (FIC value of 0.5) was observed when A. afra was combined with O. asteriscoides in the 8:2 ratio (eight parts A. afra with two parts O. asteriscoides) against C. neoformans. No antagonistic interactions were evident.