盐胁迫对空心莲子草生长和光合作用的影响

用NaCl浓度为0(对照)、50、100、150、200、250、300、350mmol/L处理空心莲子草[Alternantheraphiloxeroides(Mart.)Griseb]。结果表明:盐胁迫下,植株鲜重、干重和根冠比都下降,含水量和肉质化程度先略高于对照,而后逐渐下降;根、茎和叶中Na 含量呈上升趋势,而K 含量呈下降趋势,且在同一浓度的盐处理下,叶的Na 和K 含量最高,茎的次之,根的最低;游离氨基酸(free amino acid,FAA)逐渐减少,脯氨酸(proline,Pro)含量先略低于对照,而后则急剧上升,可溶性糖含量(soluble sugar,SS)的变化正相反;净光合速率(net photosynthetic rate,Pn)、气孔导度(stomatal conductance,Gs)和蒸腾速率(transpirationrate,Tr)呈下降趋势,胞间CO2浓度(intercellular CO2concentration,Ci)呈上升趋势;膜稳定性呈下降趋势。因此,空心莲子草是一种盐生植物,且最适盐浓度较低;Na 主要积累在地上部的茎和叶中。推测它有可能向盐渍土壤蔓延。     

重金属胁迫条件下空心莲子草的生长和营养特征分析

空心莲子草是一种常见的水生植物,并能在重金属污染的水体或附近土壤中生长.本研究发现,空心莲子草能富集6种常见的重金属元素,其富集能力为:Zn2+>Mn2+>Pb2+>Cu2+>Cd2+>Cr3+.高浓度(1 mmol/L) Cu2+、Mn2+、Zn2+和Cr3+ 等重金属胁迫处理条件下,空心莲子草的根冠比增加,生物干重、总根长和总根表面积都相应降低.此外,高浓度(1 mmol/L) Pb2+、Cd2+、Cu2+或Zn2+分别胁迫处理条件下,空心莲子草的K+、Ca+和Mg+等元素的含量变化差异显著(P＜0.05).以上研究表明,空心莲子草通过改变体内钾钙镁等重要生长元素营养情况来适应重金属污染的胁迫,有很强的富集重金属元素的能力,进而降低污染、净化水体.空心莲子草对重金属污染的生长响应及体内重要矿物元素营养特性之间的相互关系,可能为重金属污染的水土生物修复提供理论依据.     

空心莲子草叶甲对空心莲子草控制效果的定量评价

为了解空心莲子草叶甲Agasicles hygrophila被引入中国20多年后其取食行为与取食能力是否发生改变, 我们通过采集叶甲自然种群的成虫, 在室内用空心莲子草Alternanthera philoxeroides饲养获得检测用叶甲各虫态与虫量进行室内定量检测, 研究了空心莲子草叶甲自然种群各龄幼虫与成虫在不同密度下对空心莲子草的控害效果。结果显示： 1龄幼虫喜食顶芽嫩叶, 在每株接0.2和1头1龄幼虫密度下, 空心莲子草仍有新叶和侧芽生成, 生物量、 株高与茎节数仍在增加; 在5头/株的密度下, 空心莲子草的生物量、 叶片数和侧芽数均出现负增长; 在10头/株的密度下, 草的生物量、 株高、 叶片数、 侧芽数和茎节数均表现为负增长。2龄幼虫优先取食顶芽嫩叶, 也取食老叶与茎杆, 在每株10头2龄幼虫的密度下, 接虫7 d后, 40%的植株死亡。3龄幼虫取食叶片与茎秆, 后期钻入茎秆中化蛹,在10头/株密度下,7 d后, 已引起52%的植株死亡, 存活株的茎节数显著减少。成虫可24 h连续取食植株的任何组织, 0.2头/株的密度下,空心莲子草叶片与侧芽数量已呈现负增长; 5头/株的密度下,空心莲子草的生物量、 株高、 叶片数、 侧芽数与茎节数均呈现较大的负增长; 10头/株的控草效果更加显著。     

空心莲子草叶甲室内大量繁殖研究

为了大量繁殖供环境释放的空心莲子草叶甲Agasicles hygrophila以实现空心莲子草区域减灾, 我们探索出室内大量饲养与繁殖空心莲子草叶甲的方法与流程, 包括用叶片法或苗水培法孵化卵粒、用盒养法饲养各龄幼虫与成虫并供成虫产卵、用栽培活苗笼养法化蛹羽化。在室内成虫终日均能取食、交配、产卵, 产卵前期约4～5 d, 产卵高峰期在羽化后第7～24 天, 每雌平均产卵21.08块, 约570粒。盒养法叶片平均可着卵4.28块, 叶背与叶面着卵量相近; 笼养法叶片平均着卵为1.46块, 卵主要产于叶背。盒养法与笼养法得到的卵孵化率分别为94.02%与92.50%。空心莲子草叶甲除化蛹需在栽培活苗上完成外, 各龄幼虫与成虫均可用离体新鲜苗盒养法密集饲养。初孵1龄幼虫转株（叶）期、3龄老熟幼虫转化蛹苗期是室内大量饲养与繁殖空心莲子草叶甲的关键时期, 高密度成功饲养与繁殖空心莲子草叶甲的最适化蛹接虫量是每株8头, 产卵期雌虫的最适密度是每株5头。     

空心莲子草叶斑病菌及代谢产物除草活性研究

从空心莲子草叶斑病叶或茎分离的镰刀菌及代谢产物对空心莲子草具有杀灭作用。代谢产物主要作用于空心莲子草叶片,使叶片组织变黄,最后枯萎死亡,发病死亡较快。用病菌分生孢子接种时致使植株叶片组织失水、发黄、脱落或从节间处折断枯死。开始时局部发病,有病斑形成,最后全株发病枯死。     

空心莲子草的化学成分研究

用硅胶柱层析和凝胶柱层析对药用植物空心莲子草Alternanthera philoxeroides (Mart.)Griseb全草的石油醚提取物进行分离纯化,从中分离得到7个化合物,通过波谱学数据和已知化合物数据作比较,分别鉴定为2-羟基-3-甲基-蒽醌(2-hydroxy-3-methyl-anthraquinone,1),2-羟基-1-甲氧基-蒽醌(2-hydroxy-1-methoxyl-anthraquinone,2),二十四烷酸α-单甘油酯(tetracosanoic acid 2,3-dihydroxypropyl ester,3),二十六烷酸α-单甘油酯(hexacosanoic acid 2,3-dihydroxypropyl ester,4),十八烷酸α-单甘油酯(monostearin,5),△5,22-豆甾烯醇-3-O-β-D-葡萄糖苷-6′-棕榈酸酯(△5, 22-stigmast-3-O-β-D-glucopyranosyl-6′-hexadecanoate,6),豆甾醇-3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(stigmasterol-3-O-β-D-glucopyranoside,7).化合物1和2为首次从该植物中分离得到,3～6均首次从该属植物中分离得到.     

NaCl处理对空心莲子草营养器官解剖结构的影响

利用光学显微技术,对不同浓度NaCl处理后的空心莲子草的营养器官进行形态解剖学研究。结果表明:不同浓度的NaCl处理下生长的空心莲子草解剖结构与对照相比发生了显著变化,这些变化表现为:随着盐浓度的逐渐增加,叶片面积变小而厚度增加;茎的横向生长受抑制;角质膜进一步增厚;营养器官的通气组织进一步发达,根、茎、叶中的胞间隙或孔隙紧密相连,使植物体上下贯通进行气体交换;根中的木栓细胞层数增加。     

两种生态型空心莲子草对莲草直胸跳甲发育和繁殖的影响

【目的】评价空心莲子草Alternanthera philoxeroides 2种生态型食物对莲草直胸跳甲Agasicles hygrophila生长发育和繁殖的影响。【方法】建立莲草直胸跳甲在水生型和旱生型空心莲子草上的实验种群两性生命表。【结果】2种生态型空心莲子草对莲草直胸跳甲2龄和3龄幼虫的历期、产卵前期、产卵期、雌虫寿命、雄成虫寿命和繁殖力的影响无显著差异,但取食水生型空心莲子草的莲草直胸跳甲具有较短的蛹历期（6.28 d）、较高的幼虫期存活率（99.00%）和较高的成虫前期存活率（95.00%）;取食旱生型空心莲子草的莲草直胸跳甲在内禀增长率和周限增长率都显著低于水生型食物,但莲草直胸跳甲的净增殖率（R_0）和平均世代周期（T）在旱生型和水生型食物间并无显著差异。【结论】与旱生型空习莲子草相比,水生型空心莲子草是莲草直胸跳甲的较适宜食物,但旱生型空心莲子草并不显著影响莲草直胸跳甲的发育和繁殖。     

空心莲子草中氨基酸的分析

从空心莲子草中提取分离到一组氨基酸,经氨基酸自动分析仪分析鉴定为丝氨酸、谷氨酸、甘氨酸等10种氨基酸。其中以谷氨酸含量最高,丝氨酸含量最低,并且有5种人体必需氨基酸。     

空心莲子草响应南方菟丝子寄生的生长-防御权衡

为探讨全寄生植物南方菟丝子(Cuscuta australis)防治入侵植物空心莲子草(Alternanthera philoxeroides)的可行性,以二者野外天然生长的种群为研究对象,分析南方菟丝子寄生对空心莲子草生长及防御的影响,阐明空心莲子草在受到寄生胁迫时如何权衡自身生长与防御的关系,进而发展出一套应对南方菟丝子寄生的生长-防御策略。结果显示:(1)南方菟丝子寄生显著改变空心莲子草茎的形态,茎直径和平均节间长均增加,茎直径变化极显著(P0.01);(2)南方菟丝子寄生显著减少空心莲子草叶片数,但同时显著增加后者茎的分枝数,而茎上的节是潜在的无性繁殖体,故有利于空心莲子草的克隆繁殖;此外,南方菟丝子寄生显著降低了空心莲子草的根、茎、叶生物量和总生物量,抑制空心莲子草的生长;(3)南方菟丝子寄生显著增加空心莲子草茎的单宁、总酚、三萜皂苷含量,增强其防御能力;(4)南方菟丝子寄生的空心莲子草的生物量与茎部木质素、三萜皂苷、单宁和总酚含量均呈现显著负相关性(P0.01),对照组则不存在相关性;且寄生组较对照组相比,生物量的相对百分比显著低于对照组(P0.01),而用于防御的次生代谢产物总含量的相对百分比显著高于对照组(P0.01)。以上结果表明,受到南方菟丝子寄生胁迫后,空心莲子草改变自身的生长-防御策略,减少营养生长投入而将更多的资源投向克隆繁殖,同时增强对"防御"物质的投入,增强其防御能力,以利于后代生存和繁衍。     

空心莲子草雄蕊和雌化雄蕊发育的比较研究

采用形态解剖和石蜡切片法,对空心莲子草雄蕊和雌化雄蕊的形态和结构的发育过程进行了观察.结果显示:(1)在形态上,空心莲子草两性花雄蕊由聚药雄蕊和无药雄蕊构成,二者相间而生成一轮;而空心莲子草雌化雄蕊花的雌化雄蕊由雌化雄蕊和无药雄蕊构成,雌化雄蕊的外形如雌蕊状,其外轮为无药雄蕊,二者前后对应而生,成二轮;(2)在结构上,...     

空心莲子草地下茎克隆繁殖特征

空心莲子草是一种原产于南美洲的苋科多年生草本植物,目前在许多地方已经成为一种危害十分严重的外来入侵植物。通过地下茎等营养器官进行无性繁殖是其主要繁殖方式。本文以空心莲子草的地下茎为实验材料,对其克隆繁殖特征进行了研究。研究结果表明:(1)地下茎的节是克隆繁殖的必要条件,节的有无决定克隆繁殖是否发生;(2)地下茎可以通过控制单位节上的出芽率来调节其克隆生长过程,从而使克隆繁殖结果更有利于整个种群的生长;(3)地下茎的粗细程度对其克隆繁殖也有显著影响。空心莲子草地下茎的单位节数与其单位节出芽率、无性系小株的高度和地上部分的节数之间存在密切联系。     

酸雨和采食模拟胁迫下克隆整合对空心莲子草生长的影响

研究表明克隆整合可以显著提升异质环境中克隆植物的生长,然而当克隆植物遭受均质环境压力时,整合对植物生长影响的研究相对较少。本文以典型入侵克隆植物空心莲子草（Alternanthera philoxeroides）为例,研究均质环境压力酸雨和采食模拟胁迫对空心莲子草生长的影响,以及克隆整合在空心莲子草适应不利环境过程中所起的作用。酸雨设3种浓度梯度：pH值3.5 、pH值4.5和 pH值6.5（对照）;采食设3种水平：不去叶、去叶50%和去叶90%;整合水平：匍匐茎切断和连接。结果表明：无论保持或切断匍匐茎的连接,酸雨处理都不影响空心莲子草生物量。当保持匍匐茎连接时,pH值4.5酸雨处理增加了空心莲子草匍匐茎长度和分株数目,因此,低度酸雨可能对空心莲子草生长有一定的促进作用。同样,无论匍匐茎是否被切断,采食处理都显著降低了空心莲子草克隆片段生物量,而显著增加了叶片数目。当切断匍匐茎连接时,采食处理使空心莲子草分株数目显著增加。本文得出的结论是：空心莲子草能较好地适应酸雨和采食的环境压力,当空心莲子草全部克隆分株遭受均质环境胁迫时,克隆整合并不能显著改善它的生长。     

干旱胁迫对空心莲子草抗氧化酶活性和组织学的影响

目的:空心莲子草是一种水旱两栖植物,对其抗旱性的研究越来越受到重视。初步探讨空心莲子草的抗旱机理,为进一步的分子生物学实验奠定基础。方法:采用干旱胁迫的方法,测定空心莲子草的根和叶中抗氧化酶类(SOD、POD、CAT等)的活性变化,并对其组织学的变化进行分析比较。结果:在干旱胁迫下,空心莲子草总抗氧化能力一直增大,抗氧化酶活性是先增大后减小。干旱胁迫下根中抗氧化酶的活性比叶中的活性要高,总抗氧化能力也较强。经组织学比较发现,干旱胁迫后根和叶的组织细胞变小,并有少量细胞坏死。结论:空心莲子草具有较强的抗旱性,表现在干旱胁迫时根和叶能合成大量的抗氧化酶以抵抗干旱胁迫给机体带来的伤害作用,并且总抗氧化能力一直处于较高的水平。     

莲子草假隔链格孢SF 193固体发酵培养基的筛选及其对空心莲子草的控制效果

【背景】空心莲子草是一种源于南美洲且正在我国不断传播的外来入侵植物。莲子草假隔链格孢是空心莲子草的强致病菌,能引起空心莲子草茎叶发病,抑制空心莲子草生长。【方法】选择以麦麸、大米、玉米芯粉、玉米粉、稻秸秆粉为基料,棉籽壳、稻秕壳和大豆粉为辅料,按照一定质量比配制固体培养基,筛选适合莲子草假隔链格孢SF-193大量生产的有效组分;同时研究培养基含水量和6种金属离子对SF-193菌落生长的影响。【结果】在以大米和大豆粉质量比为3:1和5:1的培养基上SF-193菌落面积最大,其次为大米和棉籽壳质量比为5:1的培养基。在含水量为20%和30%的培养基上SF-193菌落面积显著大于其他培养基。Mg2+和Mn2+对SF-193菌落生长影响较小,Zn2+对SF-193菌落生长具有显著的抑制作用,而SF-193菌落在含Cu2+和Fe3+的培养基上不能生长。田间控草试验表明,固体发酵生产的菌粉对空心莲子草的致病性显著高于液体菌,用量为50g.m-2时,10d后空心莲子草的病情指数达86.1。【结论与意义】利用固体培养基发酵生产的莲子草假隔链格孢对空心莲子草的防除效果显著优于液体发酵。因此,莲子草假隔链格孢SF-193固体发酵菌粉可能在生物防治空心莲子草方面具有重要作用。     

空心莲子草K~+吸收的动力学研究

溶液培养120～180天的空心莲子草的最大吸K_+速率为1.8～2.1μmol·g~(-1) FW·h~(-1);K_m值8.0～14.0μM,比一般农作物的都小;开始在体内累积K~+的外液K~+浓度小于0.2μM。空心莲子草在自然土壤和水体环境中能较快地富集钾素。 NH_4~+浓度100μM以上对K~+吸收有显著抑制作用,和对照相比抑制达50％以上,而Na~+则需大于500μM时才对K~+吸收有显著影响。     

草海自然保护区空心莲子草群落植物组成及多样性分析

湿地生态系统极易受外来入侵植物侵害, 为调查草海湿地生态系统空心莲子草不同入侵程度的群落物种组成及多样性的变化, 在夏季对草海自然保护区水陆生境的空心莲子草群落进行调查, 按空心莲子草盖度分为水Ⅰ(0-20%)、水Ⅱ(20%-50%)、水Ⅲ(50%-100%)、陆Ⅰ(0-20%)、陆Ⅲ(50%-100%)五种群落类型。结果表明: 在调查的25 个样方中, 水生生境共有10 科22 种植物, 陆生生境共有13 科29 种植物, 随空心莲子草入侵程度的增加, 禾本科植物在两种生境中比例均上升; 地面芽植物种类减少; 根茎型植物种类增加; 水中丛生型植物种类增加, 陆地分枝型植物种类减少; 水中物种丰富度增加, 陆地物种丰富度降低; 两生境多样性和均匀度均呈一致的下降。     

不同生境下空心莲子草响应模拟昆虫采食的生长和化学防御策略

外来植物往往可以入侵多种生境并受到多种昆虫的采食,而不同生境条件将可能会影响这些入侵植物对昆虫采食的防御策略。以入侵我国的克隆植物——空心莲子草为研究对象,分别选择生长在水生生境、水陆两栖生境和陆生生境中的无性个体(分株),通过50%去叶处理模拟昆虫采食,分析不同生境下空心莲子草对模拟昆虫采食处理的生长及化学防御响应的差异。模拟昆虫采食处理显著抑制了陆生生境、水陆两栖生境以及水生生境下空心莲子草的根、茎、叶和总生物量,但对3种生境下空心莲子草的生物量分配(根冠比、根生物量分配、茎生物量分配和叶生物量分配)均无显著影响。陆生生境下空心莲子草根、茎和总生物量显著高于水陆两栖生境和水生生境,根冠比显著低于水陆两栖生境和水生生境。模拟昆虫采食处理显著降低了空心莲子草的木质素含量,而对单宁和总酚含量影响不显著。生境对木质素含量无显著影响,但陆生生境下空心莲子草单宁含量显著高于水陆两栖生境和水生生境,且总酚含量显著高于水陆两栖生境,表明陆生生境中空心莲子草具有更强的防御能力。空心莲子草木质素含量与总生物量无显著相关性,但在模拟采食情况下,其总酚含量与总生物量呈显著负相关,而无论模拟昆虫采食处理存在与否,空心莲子草单宁含量与总生物量均呈显著正相关。因此,空心莲子草存在昆虫介导的生长和化学防御之间的权衡,在昆虫采食的情况下可通过减少生长来增加对化学防御物质的投入,但生境对空心莲子草这种生长-防御权衡的影响十分有限。     

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。     

雌雄福寿螺取食和对异性选择行为的差异

福寿螺(Pomacea canaliculata)是华南地区一种危害十分严重的外来入侵生物.通过室内培养,测定了雌雄福寿螺的摄食率和肝糖原含量的差异,并利用自制的“T形槽”和“三室连通器”分别观察了雌雄福寿螺对食物的灵敏程度和对异性的选择.结果表明:无论在饥饿状态和饱食状态下,雌螺摄食率都显著高于雄螺(P＜0.01);在饥饿状态下,雌螺相对于雄螺在选择食物时的反应时间更短,它们对食物的选择频率没有显著差异;雌螺在饥饿状态下对食物的选择频率和选择食物时的反应时间较其饱食状态下分别得到了提高和缩短,而雄螺则无此现象;在繁殖季节(8月)雌螺的肝糖原含量显著高于雄螺(P＜0.01),而在非繁殖季节(11月)无显著差异;在三室连通器中,雄螺更多的是选择有雌螺的一室,雌螺在分别有雌、雄螺吸引源的两室聚集的螺数不存在显著差异,表明雄螺可以被雌螺吸引,而雌螺被雄螺吸引效果不明显.