刈割对栽培长春花(Catharanthus roseus)生活史型转变的影响

为了提高栽培长春花（Catharanthus roseus）的生物碱产量,应用植物生活史型的理论和方法,研究了刈割对栽培长春花生活史型转变及其生物碱代谢的影响。运用主成分分析法（Principal Component Analysis,PCA）对刈割后的长春花后生活史型变化进行定量和定性划分,发现在对照栽培环境下生长的长春花处于DE生境,定性划分结果为SV生活史型,定量划分结果为V0.3638,S0.6174C0.0187,属于SV型。刈割使长春花的生活史型转变为V0．2847S0.6544C0.0469,属于SC型。同时,对两种生活史型的长春花中长春碱及其前体文朵灵和长春质碱的含量进行了检测分析,发现刈割后的SC型长春花不同叶位叶片中的生物碱含量均显著提高（P〈O．05）,可以为提高栽培长春花生物碱含量提供科学指导,也进一步验证了生活史型理论。     

八种菊科外来植物种子形态与生理生化特征的差异

种子繁殖是菊科植物延续后代的主要途径。目前在菊科植物中出现了大量的有害入侵植物,有鉴于此,选择典型的6种入侵植物和2种非入侵植物对其种子表面形态特征、种子千粒重、种子萌发特性、种子激素和单宁等代谢产物进行测定,试图对这些菊科入侵植物的入侵原因进行探讨。所选择的植物包括：取种于温带的入侵植物假苍耳（Ira xanthifolia Nutt）、豚草（Ambrosia artemisiifolia L．）、三裂叶豚草（Ambrosia triirla L．）和非入侵植物波斯菊（Cosmos bipinnata Cav、）;亚热带的入侵植物薇甘菊（MikaniamicranthaH．B．K、）、紫茎泽兰（Eupatorium adenophorum Spreng）、飞机草（Chromolaena odoratum（L．）R．M、Kingand H．Robinson、）和非入侵植物金光菊（Rudbeckiaserotina（syn、R．hirta））。结果表明,在传播方式上,入侵植物比非入侵植物传播方式较为高等且多样化,薇甘菊、飞机草、紫茎泽兰均具有冠毛且种子轻小,适于风力传播;豚草和三裂叶豚草具有钩刺,易被人或动物携带;假苍耳种子较小且容易和北方的谷类等作物种子混杂,增加了人类活动传播的机会;而非入侵种金光菊和波斯菊种子较大,主要靠重力传播。在种子萌发率上,出现了南高北低的现象,这可能与种子的休眠有关,种子萌发速率在入侵种和非入侵种中平均为3d,两者并没有明显的区别。在种子生理生化特性上,种子GA和LAA含量在入侵种和非入侵种中区别不大,平均值分别在0.9～5wg／g和0．079～0．3μg／g之间;单宁含量出现南高北低现象,但在入侵种和非入侵种之间没有规律。所以在简单的风干种子的激素和单宁含量、种子萌发速率上并不能揭示出入侵种的快速占领新生境的能力。     

喜树替代紫茎泽兰过程中根际微生物群落特征

为研究我国重要经济树种喜树根际分泌物对根际微生物群落的影响, 以及喜树在控制林业有害植物紫茎泽兰生物入侵的可行性, 采用传统培养技术和分子生物学技术PCR-单链构象多态性(SSCP)、末端限制性片段长度多态性(tRFLP)和16S rDNA文库相结合对喜树(Ca)、紫茎泽兰(Ea)和二者混栽体系(CE)根际土壤中的真核微生物和真细菌微生物群落结构进行了比较. 计数结果表明, 喜树、二者混栽以及紫茎泽兰根际中的真细菌数量依次减少, 而真核微生物数量依次增多. PCR-SSCP分析显示, 紫茎泽兰根际土壤中真核微生物条带数量(多样性)远高于喜树和混栽根际, 对部分条带克隆测序表明喜树根际中Meristolohmannia spp.为主要优势种群; tRFLP对真细菌结构分析表明, 3种根际中真细菌群落多样性丰富, 但没有差别, 对喜树根际真细菌16S rDNA文库测序比较分析, 共包含了10个已分类的门, 其中Proteobacteria 门为优势菌群, 占24.71%(其中δ-Proteobacteria占17.65%), Acidobacteria门占16.47%, Bacteroidetes门占10.59%. 另外, 色谱分析发现喜树和混栽根际土壤中分别含有较低浓度喜树碱和羟基喜树碱, 而紫茎泽兰根际二者均检测不到. 由此可见, 紫茎泽兰的扩散和蔓延依赖于特有的真核微生物群落结构模式, 并不改变真细菌群落的结构, 喜树能够通过根系分泌物改变紫茎泽兰根际真核微生物群落结构模式, 进而制约其外延. 本研究为喜树在紫茎泽兰生物替代中提供了理论基础.     

紫茎泽兰的CO2交换特性

紫茎泽兰是一种外来入侵有害植物,从CO2交换特性角度研究其入侵特性的报道较少。对其生殖器官(花和果)和营养器官(茎杆和根系和不同生长条件下的叶片)气体交换特性进行了测定,并与8种本地种和已报到的世界主要草本和木本植物的光合速率、呼吸速率进行了对比。在结果中观察到,不同叶片的净光合能力和呼吸速率差异较大,同一茎杆不同叶片、不同年龄株丛和同一株丛不同年龄分株上叶片、不同生境内嫩叶、成叶和老叶、不同长度节间上生长叶片以及基生叶和顶生叶光合能力都受到气孔限制和非气孔限制(羧化能力)的影响,但不同叶片所受的限制程度不同。综合来看,最大叶片净光合速率为17.6μmol·m-2s-1,分布最集中的区域为11~15μmol·m-2s-1,占所有观测值的50%,而叶片暗呼吸速率70%以上的观测结果在1~3μmol·m-2s-1之间,分布最集中的区域在1.5~2.0μmol·m-2s-1,占所有测定值的40%。生殖器官具有较高的代谢机能,其中幼嫩花蕾的呼吸速率高达37μmol·kg-1DWs-1,其呼吸速率平均比茎杆和根系高出4倍。而且,花蕾、成花和幼果都具有较高的光合能力(毛光合速率分别约为40,16μmol·kg-1DWs-1和11μmol·kg-1DWs-1,是对应呼吸速率的110%,68%和74%),对照同一时期(早春:旱季生殖生长季)的叶片光合能力仅为营养生长季节(夏季)的1/3,生殖器官这种光合作用是对叶片光合能力不足的一种补充。茎杆和根系呼吸速率与直径的关系相似,即直径越小,呼吸速率越高。直径小于0.5mm的根系和茎杆的呼吸速率都在11μmol·kg-1DWs-1以上。与其他植物比较,在温度和根系大小相当的情况下,紫茎泽兰与其它根系呼吸比较并没有明显区别。与已报道的草本植物和木本植物光合呼吸范围来看,紫茎泽兰叶片光合速率介于草本植物系统的中等偏下,位于木本植物系统的中等偏上,而其呼吸速率和草本植物相当但明显高于木本植物。与本地其他伴生植物比较,紫茎泽兰光合能力与本地常绿阔叶树种、落叶阔叶树种相当,而明显高于常绿针叶树种,但与同一时期的草本植物光合能力相当甚至偏低。其呼吸速率与本地草本和木本植物相差不明显。因此,不同生境下和不同生长状态的紫茎泽兰的光合和呼吸速率都具有较强的可塑性,这种可塑性可能有利于其定居不同的生境,即在适宜生境保持最高的光合能力和呼吸代谢水平,利于快速入侵,而在胁迫生境下以避免消亡为主,待机爆发。但是,仅通过比较紫茎泽兰与其它植物的叶片光合速率和呼吸速率不容易判断这一植物的强入侵能力。