黄帚橐吾挥发物的化感作用及其主要成分分析

研究了青藏高原东部高寒草场上广布的菊科毒杂草--黄帚橐吾(Ligularia virgaurea)挥发物的化感作用,并运用气相色谱-质谱方法对其挥发物主要化学成分进行了分析.结果表明,黄帚橐吾挥发物对所有5种受试牧草种子的萌发速度指数和最终萌发率均产生抑制作用,其中对垂穗披碱草和大雀麦的种子萌发抑制较为显著,而对早熟禾和羊茅影响较小.黄帚橐吾挥发物中主要含有2-甲基-庚烷(9.84%)、3-甲基-庚烷(8.25%)、庚烷(7.93%)、4-甲基-1-异丙基-双环[3,1,0]己-2-烯(7.79%)、3-甲基-己烷(6.38%)、2-甲基-己烷(5.54%)、D-苧烯(.70%)等18种化合物,占总挥发物的68.24%,其中单萜类化合物含量占总挥发物的16.58%,因此萜类化合物是其主要的化感活性物质,并通过挥发途径释放后影响到受体植物种子的萌发.黄帚橐吾挥发物的化感作用对增强其生存竞争力和种群增长起着重要作用.     

箭叶橐吾挥发油化学成分的研究

运用气相色谱-质谱-计算机联用技术,结合标准谱库,对青海产箭叶橐吾的挥发油成分进行了研究,分离鉴定了39个化合物,主要成分为2-甲基丁烯酸(5．001％)、顺-β松油醇(2．082％)、反-β-松油醇(4．069％)、4-甲基-1-异丙基-R-3-环己烯-1-醇(15．467％)、十二烷(2．181％)、十四烷(2．276％)、Tau．-Muurolol(3．108％)、α-杜松醇(5．682％)、十六醛(2．266％)、6,10,14-三甲基-2-十五烷酮(3．421％)、三十烷(2．370％)、二十五烷(3．766％)等。     

青藏高原东部橐吾属三种植物的繁育系统

研究青藏高原东缘分布的箭叶橐吾、黄帚橐吾和掌叶橐吾的繁育系统,箭叶橐吾和黄帚橐吾各自居群中有性生殖和克隆繁殖的权衡关系,分析三种植物的的克隆繁殖与生态适应,探讨橐吾属植物对高寒环境胁迫条件下的适应与进化。结果显示三种橐吾的花果期在6月中旬到10月初,花序为头状花序组成的总状排列。三种橐吾的杂交指数(OCI)均为4,繁育系统以远交为主、部分自交亲和、虫媒、需要传粉者;影响有性生殖成功的因素除昆虫侵食以外,黄帚橐吾和箭叶橐吾低的结实率主要原因是传粉媒介限制。限制结实的主要因素是高寒多风的环境限制了昆虫的活动,访花昆虫数量减少,从而使花粉转移效率降低,导致了低的结实率。植物采取的适应对策:大量开花,延长雌雄配子体的功能期和传粉媒介的泛化等,可见三种橐吾有性生殖的潜力依然很大。箭叶橐吾和黄帚橐吾在自然条件下主要进行有性生殖,在保护草场时,应针对其有性生殖器官采取措施。     

蹄叶橐吾的组织培养及植株再生

1植物名称蹄叶橐吾[Ligularia fischeri（Ledeb．）Turcz．]。 2材料类别叶片。     

化感水稻不同组织水浸提液对稗草的化感作用

本研究利用HG1和HG2两个化感水稻品种和稗草为材料,研究了化感水稻品种的叶、叶鞘、根组织的水浸提液对稗草幼苗的化感作用。结果表明：HG1不论是对稗草幼苗的株高还是对稗草幼苗的根都有极强的化感作用,而HG2只对稗草的根有极强的化感作用。在不同组织之间,叶和叶鞘的水浸提液对稗草的抑制作用显著大于根的水浸提液和对照。两个化感水稻对稗草幼苗根的抑制更强于对苗高的抑制。随着稗草密度的增加,稗草受抑程度减少,这可能与单株吸收化感物质的量减少有关。     

青藏高原东缘同域分布的2种橐吾属杂草的合子前生殖隔离

生殖隔离是阻止种间杂交、保持物种完整性和独立性的关键,对生物多样性的产生和维持有重要意义.不同物种间的生殖隔离形成阶段、方式和强度不完全相同,因而对物种间隔离机制的研究有助于揭示物种形成和维持机制.对青藏高原东缘同域分布的2种橐吾属杂草黄帚橐吾和箭叶橐吾的花期物候观察、访花昆虫观察及花粉-柱头亲和性进行研究,分析了2种橐吾多种合子前生殖隔离机制的特点及其在生殖隔离中的作用.结果表明: 黄帚橐吾种群花期比箭叶橐吾早20 d左右,虽然盛花期存在差异,但是2种群花期存在10 d左右的重叠期,并且在重叠期内2种橐吾花粉和柱头均具有活性.2种橐吾共享传粉昆虫,为泛化传粉模式,并且传粉者对2种植物的访花行为相似,存在2种植物间交叉访问.尽管2种橐吾花期不存在完全的时间隔离,也不存在完全的传粉者隔离,但2种橐吾柱头对异源花粉的亲和性差,表现为柱头对异源花粉有明显的排斥反应,异源花粉管在柱头上的生长过程明显受阻.这种花粉-柱头排异形式很有可能是2种橐吾属植物重要的合子前隔离机制,从而避免了种间的自然杂交,更好地维持了自然种群的多样性和遗传结构的稳定性.     

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。     

入侵杂草加拿大一枝黄花的化感作用

测定了加拿大一枝黄花水浸提液对辣椒、番茄、萝卜、长梗白菜和小麦等五种经济作物种子萌发和生长的影响。结果表明:(1)高浓度的加拿大一枝黄花水浸提液对几种作物种子萌发和生长有明显的抑制作用,而低浓度下则对萝卜、长梗白菜和番茄的种子生长有一定的促进作用;(2)加拿大一枝黄花茎叶部分水浸提液的抑制作用要强于地下部分。     

河南蹄叶橐吾根的化学成分研究

从蹄叶橐吾根乙醇提取物中分离得到11种化合物,经理化和波谱分析分别鉴定为原儿茶醛(1)、7-羟基-色原酮(2)、咖啡酸(3)、阿魏酸(4)、1,5-二咖啡酰奎宁酸(5)、当归酸(6)、β-谷甾醇(7)、胡萝卜苷(8)、蜂斗菜素(9)、异蜂斗菜素(10)及正三十五烷(11)。其中酚类化合物1～5、倍半萜类化合物9～10及脂烃11为首次从该植物中分离得到。     

掌叶橐吾地理分布的订正及对我国植物志书中一些明显问题的述评

指出《中国植物志》77(2)中掌叶橐吾(Ligularia przewalskii)在江苏有分布的记载极可能是将文献中的"Kansu"(甘肃)误为"Kiangsu"(江苏)的结果。该种目前仅知分布于甘肃、青海、内蒙古、宁夏、陕西、山西、四川,在江苏决无分布。这一不经意的疏忽而引起的错误后来不断出现在我国出版的有关植物志书中。对我国植物志书尤其是省级植物志书存在的突出问题及其他一些相关问题进行了述评。     

橐吾属植物的研究进度

对近年来橐吾属植物的研究文献进行综述,主要内容有该属植物的化学成分、药理作用及其它方面的研究情况。     

黑荆（Acacia mearnsii）对几种林下植物种子萌发的化感作用

研究了入侵植物黑荆（Acacia mearnsii De Willd.）不同地上器官、不同浓度水浸提液对杜虹花（Callicarpa formosana Rolfe.）、紫薇（Lagerstroemia indica Linn.）、白花败酱（Patrinia villosa Juss.）、田麻（Corchoropsis tomentosa(Thunb.) Makino）4种植物种子的化感作用。结果表明黑荆茎、叶和豆荚水浸提液对4种植物的种子萌发均有不同程度的抑制作用。（1）黑荆不同地上器官对杜虹花、白花败酱、田麻的化感作用强度为叶>茎>豆荚,对紫薇的化感效应与浸提液的浓度有关,低浓度时茎>叶>豆荚,高浓度时豆荚>茎>叶。（2）同一器官的水浸提液对各植物化感效应不同,豆荚水浸提液对杜虹花、白花败酱、紫薇的种子萌发表现为较强的抑制作用,而对田麻则影响不显著。（3）高浓度茎水浸提液对种子萌发抑制作用的强度表现为田麻>杜虹花>紫薇>白花败酱。（4）随着浓度的增加,黑荆不同地上器官的水浸提液对杜虹花、白花败酱和田麻种子萌发的影响都呈现抑制作用增强的趋势。（5）黑荆的入侵可能通过化感作用抑制林下植物种子的萌发而对森林物种多样产生负面影响。     

高寒草场优势杂草黄帚橐吾水浸液对牧草的化感作用

研究了高寒草场中主要毒杂草——黄帚橐吾水浸液对同域分布的5种牧草的化感作用.将反应指数(RI)相加平均后分为一、二、三级敏感指数,分别评价不同测定指标、不同发育期和物种水平对化感作用的敏感性;从供体角度对相应RI值做同样处理,以综合评价不同水浸液及其不同浓度的化感效应.结果表明,5种牧草对黄帚橐吾化感作用的敏感性从强到弱依次为早熟禾>大雀麦>中华羊茅>羊茅>垂穗披碱草;牧草种子萌发期的敏感性强于幼苗生长期,尤以萌发指数受化感作用的影响明显.黄帚橐吾根、叶水浸液对牧草生物测定结果大多达到显著差异水平,物种水平的化感效应均表现为抑制作用,说明雨水淋溶是黄帚橐吾向环境中释放化感物质的途径之一.黄帚橐吾根部化感效应强于叶片,可能与其地下种间激烈的资源竞争有关.化感作用在增强黄帚橐吾生存竞争力、扩大种群和入侵草场中起着不容忽视的作用,可能是黄帚橐吾单优势种群落形成和草场退化的原因之一.     

凤眼莲无菌苗培养及其克藻效应

次第选用固体培养基、有机培养溶液和无机培养溶液,通过改善培养条件,从凤眼莲的腋芽培养出生长正常的无菌苗。用生物检测法测试无菌苗对衣藻的克制效应。试验结果表明,在无根际微生物着生的条件下,凤眼莲种植水仍然显示了克藻作用,说明克藻物质是由凤眼莲本身分泌的,不是由根际微生物所产生的。     

黄帚橐吾种子生产的花序位置效应及其对幼苗建植的影响

关于开花植物花序内变异原因的研究有很多,而关于花序内资源分配的位置效应产生影响的研究并不常见。通过对青藏高原高寒草甸退化草地一种花序轴基向发育的优势毒杂草黄帚橐吾(Ligularia virgaurea)的野外调查和方差分析发现,其种子生产存在显著的位置效应。结实率和种子平均重表现出顶部头状花序基部头状花序的变化趋势,胚珠平均数则基部顶部,而中部种子平均数最多。通过室内萌发实验和野外盆栽实验研究了位置效应对幼苗建植能力的影响,发现基部种子的萌发开始时间比顶部种子早,萌发率和出苗率在部位间的差异不显著,而部位间幼苗存活率表现一致;幼苗的根冠比和光合速率表现出顶部基部的变化趋势,而幼苗总生物量的差异不显著,这些幼苗特性在两种肥力条件下表现一致,这说明不同花序部位种子的差异是该种植物所固有的特征,且部位间种子的萌发和幼苗生长对策不同。但相对于基部种子,顶部种子扩散距离更远,拓展到新生境的能力更强,相对较高的幼苗根冠比和净光合速率增强了其幼苗建植能力,对自然种群的更新补充有着更重要的生态学意义,对扩大种群和植被更新有更大的贡献。     

绿原酸对莴苣生长的化感作用及其机理研究

酚酸类化合物是一类重要的化感物质,广泛存在于农作物等植物体内以及耕作土壤中,与植物的化感效应以及连作障碍密切相关。该研究以蔬菜类植物莴苣为受体,采用植物细胞和生理学方法,分析酚酸类化感物质绿原酸抑制莴苣生长的活性效应及其作用机理,以揭示绿原酸介导的化感作用及连作障碍机制。结果显示:(1)绿原酸对莴苣的根长、茎长以及鲜重等生长指标均表现出低浓度(0.1和1.0μmol/L)促进、高浓度(10、100和1 000μmol/L)抑制的活性作用模式,其在10μmol/L及以上浓度时对根长和鲜重具有显著抑制作用,但在各浓度下对莴苣茎长无显著影响。(2)绿原酸处理后,莴苣根尖细胞分裂指数明显下降,随处理浓度的升高,各分裂时期的细胞比例也显著降低,导致细胞分裂过程受阻。(3)较低浓度(0.1、1.0和10μmol/L)绿原酸对莴苣根尖细胞活力无明显影响,较高浓度绿原酸(100和1 000μmol/L)使莴苣根尖死细胞显著增多,根尖端绝大部分细胞失去活力。(4)DHE荧光染色显示,与对照相比,低浓度(0.1和1.0μmol/L)绿原酸对莴苣根部的活性氧积累无明显影响,当绿原酸处理浓度大于10μmol/L时,随处理浓度升高莴苣根部的活性氧积累明显大量增多。研究表明,绿原酸能够诱导莴苣体内活性氧产生并积累,从而导致莴苣细胞分裂受阻、细胞活力降低,最终影响莴苣幼苗的生长发育。     

Phenolic Compounds and Allelopathic Potential of Fermented and Unfermented Wheat and Corn Straw Extracts

Total phenolic (TPC) and flavonoid (TFC) content, individual phenolic compounds and antioxidant activities of methanol extracts of wheat and corn straw were determined. Germination bioassay was conducted with Abutilon theophrasti Medik. , Asclepias syriaca L., and Chenopodium album L. seed. Samples were fermented by Lactobacillus plantarum and changes in TPC, TFC, antioxidant, and biological activity were investigated. TPC and TFC were significant in both samples and after fermentation their recovery was improved. All samples contain mainly quercetin, cinnamic acid, p‐coumaric acid, and ferulic acid. Fermentation changed the content of phenolic and flavonoid compounds, differently in each case. All tested extracts showed high DPPH activity with IC₅₀ being significantly lower for fermented samples. FRAP activity was also high. Crude straw extracts were overall more effective than fermented ones concerning inhibition of germination and seedlings growth, mainly without statistically significant differences between wheat and corn. Compared with mesotrione, extracts were more effective in germination and seedling growth inhibition of C. album and in seedling growth inhibition of A. theophrasti.     

Allelopathic effects of Ulva pertusa , Corallina pilulifera and Sargassum thunbergii on the growth of the dinoflagellates Heterosigma akashiwo and Alexandrium tamarense

The allelopathic effects of fresh tissue, dry powder and aqueous extracts of three macroalgae, Ulva pertusa, Corallina pilulifera and Sargassum thunbergii, on the growth of the dinoflagellates Heterosigma akashiwo and Alexandrium tamarense were evaluated using coexistence culture systems in which concentrations of the three macroalga were varied. The results of the coexistence assay showed that the growth of the two microalgae was strongly inhibited by using fresh tissue, dry powder and aqueous extracts of the three macroalga; the allelochemicals were lethal to H. akashiwo at relatively higher concentrations of the three macroalga. The macroalgae showing the most allelopathic effect on H. akashiwo and A. tamarense using fresh tissue were U. pertusa and S. thunbergii, using dry powder were S. thunbergii and U. pertusa, and using aqueous extracts were U. pertusa and C. pilulifera. We also examined the potential allelopathic effect on the two microalgae of culture filtrate of the three macroalga; culture medium filtrate initially exhibited no inhibitory effects when first added but inhibitory effects became apparent under semi-continuous addition, which suggested that continuous release of small quantities of rapidly degradable allelochemicals from the fresh macroalgal tissue were essential to effectively inhibit the growth of the two microalgae.     

肉桂酸和咖啡酸对莴苣生长的化感作用及其机理研究

该研究以莴苣为受体植物,分析了酚酸类化感物质肉桂酸和咖啡酸对莴苣幼苗生长的活性效应及其作用机理,以揭示酚酸类化合物的化感作用机制。结果显示:(1)不同浓度的肉桂酸均对莴苣幼苗根长、茎长及鲜重产生明显的抑制作用,当肉桂酸的浓度为1 000μmol/L时其对莴苣幼苗根长、茎长及鲜重的抑制率分别达到了89%、74%和49%;咖啡酸对莴苣幼苗根长和茎长均表现出低浓度(0.1、1.0和10μmol/L)促进、高浓度(100和1 000μmol/L)抑制的活性作用模式,且高浓度下肉桂酸对幼苗生长的抑制作用明显强于咖啡酸。(2)较低浓度(0.1、1.0和10μmol/L)的肉桂酸和咖啡酸对莴苣根尖细胞活力均无明显影响;高浓度(100和1 000μmol/L)的肉桂酸和咖啡酸使莴苣根尖细胞的死亡数明显增加。(3)低浓度(0.1和1.0μmol/L)的肉桂酸和较低浓度(0.1、1.0和10μmol/L)的咖啡酸对莴苣根部的活性氧积累均无明显影响;当肉桂酸处理浓度大于10μmol/L及咖啡酸处理浓度大于100μmol/L时,随着浓度的升高莴苣根部活性氧的积累大量增加。研究表明,一定浓度的肉桂酸和咖啡酸均能够诱导莴苣体内活性氧的产生和积累,并降低幼苗根尖细胞的活力,进而影响莴苣幼苗的生长发育,且肉桂酸的生长抑制作用明显强于咖啡酸。     

Effects of light on the growth and clonal reproduction of Ligularia virgaurea

Ligularia virgaurea is a perennial herb that is widely distributed in the alpine meadow on the eastern Qinghai-Tibet plateau.We investigated the patterns of growth and reproduction of L.virgaurea under two contrasting levels of light conditions for two continuous growing seasons.Our results showed that the light affects on the maximum relative growth rate,the shoot weight ratio and the root weight ratio differed between the two growing seasons.L.virgaurea reproduced initially through rhizome in the second growing season,rather than sexual reproduction.The proportion of genets with clonal reproduction decreased under shaded conditions.A minimum genet size should be attained for clonal reproduction to begin under the shaded conditions.There was a positive linear relationship between clonal reproduction and genet size.Light level affected the allocation of total biomass to clonal structures,with less allocation under the full natural irradiance than under the shaded conditions.There seemed to be a trade-off between vegetative growth and clonal reproduction under the full natural irradiance,in terms of smaller relative growth rates of genets with clonal reproduction than those without clonal reproduction.L.virgaurea emphasized clonal reproduction under the full natural irradiance,while the plant emphasized vegetative growth under the shaded conditions.