Analysis of the essential oil from the roots of Eupatorium cannabinum subsp. corsicum (L.) by GC, GC-MS and 13C-NMR

Eupatorium cannabinum subsp. corsicum (L.) is an endemic subspecies from the island of Corsica. The essential oil from the roots of this aromatic plant has been studied by GC, GC-MS and by 13C-NMR. In contrast to the essential oil from the aerial parts, which is dominated by hydrocarbon compounds (76.9%) and particularly by sesquiterpene components (43.3%), the essential oil from the roots was characterized by a high content of oxygenated compounds (61.0%), particularly oxygenated monoterpenes (54.0%). In the root oil, 106 components were identified representing 96.1% of the total amount. This oil was dominated by the monoterpenes esters (33%), the major components of which were neryl isobutyrate (17.6%), thymyl methyl oxide (15.1%), delta-2-carene (14.5%) and beta-pinene (5.7%). Aromatic esters, nerol derivatives (esters and diesters) and a benzofuran were investigated by GC-MS using different ionization modes including electron impact ionization, and positive- and negative-chemical ionization. These components have not previously been reported in the essential oil of aerial parts of E. cannabinum from Corsica island.     

紫茎泽兰提取物对四种储粮害虫的杀虫活性

紫茎泽兰提取物对米象、玉米象、绿豆象和蚕豆象等 4种储粮害虫成虫具有强烈的熏杀活性 ,用 4 4.4 4mg L的浓度熏蒸处理 4 8小时后 ,每种成虫死亡率均达到 1 0 0 .0 0 %。熏蒸毒力测定结果表明 ,紫茎泽兰提取物对上述 4种成虫 2 4小时的LC50 分别为 1 4 .65,1 2 .80 ,2 5.0 7和 1 2 .2 0mg L ,4 8小时的LC50 分别为 1 1 .79,9.67,1 3 .2 9和 9.76mg L。     

紫茎泽兰对四川省凉山州共生植物种间联结性及稳定性的影响

紫茎泽兰是中国危害最严重的入侵植物之一。为有效预测和评估紫茎泽兰入侵程度,基于2×2联列表,采用χ~2和W检验,联结系数(AC)、共同出现百分率(PC)、Ochiai指数(OI)、Dice指数(DI)的种间联结性分析和Godron M群落稳定性测定方法,以四川省凉山州危害最严重的入侵植物紫茎泽兰群落为研究对象,分析了西昌市、会理县、会东县、德昌县和普格县紫茎泽兰与其共生植物间的联结性及群落稳定性。结果表明:四川省凉山州与紫茎泽兰共生的植物共有155种,其中草本植物86种,灌木34种,乔木22种,藤本植物10种,蕨类植物2种,苔藓植物1种。χ~2和W检验发现,紫茎泽兰群落主要植物间的总体关联性VR(方差比率)为0.9677,小于1,检验统计量χ~2_(0.95)(50)Wχ~2_(0.05)(50),表明紫茎泽兰群落主要物种间总体表现为不显著负相关。种群间χ~2统计量均小于3.841,说明主要种对间联结性较低,甚至趋于独立,紫茎泽兰群落优势种群对环境的适应性相似甚至相同,但对资源利用存在竞争。种间联结性分析表明,紫茎泽兰群落中20个种对间表现出正相关性,22个种对间则表现出负相关性,或处于完全独立的状态。紫茎泽兰-鬼针草、紫茎泽兰-野艾蒿、紫茎泽兰-马唐和紫茎泽兰-灯笼草种对的共同出现百分率PC值均处于[0.4,0.6)区间内,OI指数和DI指数均大于0.6,一方面说明紫茎泽兰在一定时期内,与鬼针草、野艾蒿、马唐和灯笼草具有相同或相似的生态位需求和对环境的适应性,另一方面说明鬼针草、野艾蒿、马唐和灯笼草等物种对紫茎泽兰抑制其他物种生长特性的抵抗能力较强;群落稳定性分析可知,模型方程与直线方程的交点为51/49,距离稳定交点坐标20/80较远,说明紫茎泽兰群落处于不稳定状态。结论:紫茎泽兰入侵使四川省凉山州原有植物群落处于相对不稳定状态,种间会出现一定程度的分离,以降低竞争强度,从而逐步趋于稳定。该结论可为及早预测和评估紫茎泽兰入侵程度提供一定参考。     

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。     

紫茎泽兰种子种群动态及萌发特性

在紫茎泽兰的入侵地四川省德昌县, 选择撂荒地、农田和马尾松林3个不同的生境, 从种子雨、种子库角度研究了紫茎泽兰种子种群动态规律,及其种子在不同光照和土壤基质条件下的萌发特性. 结果表明,3个生境下紫茎泽兰种子种群仅存在于当年3～6月,于4月底达到年高峰值. 其年降种子雨量在撂荒地中高达2.4×10⁵粒·m^-2,并均分布于2 cm土层以上, 且在撂荒地生境下紫茎泽兰种子的千粒重和活力均显著高于另外两个生境. 到7月上旬, 3个生境下土壤中均未发现有活力的种子. 在实验的光照条件下, 全光照对紫茎泽兰的种子萌发有抑制作用,而在28%光照条件下萌发率最高;砂壤土较适宜紫茎泽兰种子的萌发,生红土中其萌发速度及萌发率均最低.     

飞机草花蕾中Beclin1基因的克隆与表达

以入侵植物飞机草的不同时期花蕾为材料,利用RT-PCR法扩增得到了与PCD相关的类Beclin1基因的部分cDNA序列(大约700 bp),与烟草叶片中的基因序列(AY701316)同源性为95%;Northern blotting结果表明类Beclin1基因在花蕾发育中期的表达量高于初期和后期;通过DNA ladder检测表明在花蕾发育过程中伴随着PCD的发生,这些结果表明花蕾发育中期是PCD初期发生的活跃期,是绒毡层逐渐退化和花粉不断形成的过程.通过对生殖过程中的细胞程序性死亡的分子生物学研究,初步揭示了飞机草入侵过程与PCD的相互关系.     

飞机草花蕾中Beclin1基因的克隆与表达

本文以入侵植物飞机草的不同时期花蕾为材料,利用RT-PCR法扩增得到了与PCD相关的类Beclin1基因的部分cDNA序列(大约700bp),与烟草叶片中的基因序列（AY701316）同源性为95%;Northern blotting结果表明类Beclin1基因在花蕾发育中期的表达量高于初期和后期;通过DNA ladder检测表明在花蕾发育过程中伴随着PCD的发生,这些结果表明花蕾发育中期是PCD初期发生的活跃期,是绒毡层逐渐退化和花粉不断形成的过程。通过对生殖过程中的细胞程序性死亡的分子生物学研究,初步揭示了飞机草入侵过程与PCD的相互关系。     

Influence of Elevated CO2 Concentration and Nitrogen Source on Photosynthetic Traits in the Invasive Species Eupatorium adenophorum (Asteraceae)

Increases in the concentration of atmospheric CO2 and plant invasion are two important problems that face humans worldwide. In some plants, exposure to a short term elevated concentration of CO2 (SE［CO2］) promotes photosynthesis, but the promotion of elevated ［CO2］ (E ［CO2］) to photosynthesis might disappear after long term treatment (so called “CO2 acclimation”); this might result from the associated inhibition of nitrate assimilation. The present study investigated the physiological effects of short term (8 days) and long term (40 days) exposure to E［CO2］ when these were combined with different forms of inorganic N (full N; nitrate (NO3-) N) in the invasive species Eupatorium adenophorum. Exposure to E［CO2］ increased the biomass of Eadenophorum, regardless of the duration of exposure to E［CO2］ and the type of inorganic N that was supplied. E［CO2］ could promote the photosynthesis of Eadenophorum seedlings fertilised with non depleted Hoagland solutions (full N). For plants fertilised with NH4+ depleted Hoagland solution (NO3- N), LE［CO2］ treatment promoted the photosynthesis of Eadenop horum, but the promotion of photosynthesis by E［CO2］ disappeared under SE［CO2］ conditions. Photosynthetic pigments contents were determined to estimate potential changes in the photosynthetic capacity of Eadenophorum. For plants fertilised with non depleted Hoagland solution, there were no significant differences in chlorophyll among the three ［CO2］ treatments, but the treatment of SE［CO2］ increased the levels of chlorophyll in leaves. The apparent promotion of biomass accumulation and photosynthesis at LE［CO2］ without a decrease in chlorophyll indicates that Eadenophorum might not acclimate to long term exposure to E［CO2］. NH4+ depletion did not affect the capacity of LE［CO2］ to promote the photosynthesis of Eadenophorum. Thus, considering some plants fertilised with NO3- acclimating to LE［CO2］, Eadenophorum might be more competitive in areas where the soils are relatively poor in NH4+ as levels of atmospheric CO2 continue to rise.     

紫茎泽兰入侵对土壤细菌的群落组成和多样性的影响

外来生物入侵可能对生物群落结构和生态系统功能产生多种影响, 但入侵植物与土壤微生物群落组成和多样性的关系尚不清楚。为了揭示外来植物紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum)入侵对土壤化学性质和细菌群落组成及多样性的影响, 本研究利用第二代高通量测序技术, 比较了紫茎泽兰不同入侵程度的生境(本地植物群落、紫茎泽兰与本地植物混生群落、紫茎泽兰单优群落)土壤中细菌群落的差异。土壤化学性质分析表明, 土壤pH值、有机质、全N和全K随着紫茎泽兰的入侵而逐渐降低, 而土壤全P则在入侵程度最高的生境土壤中最高。通过测序共获得7,755个细菌OUT (operational taxonomic unit)。结果表明, 紫茎泽兰入侵对土壤的细菌多样性影响较小, ACE和Chao指数在3种不同生境间的差异不显著。细菌在紫茎泽兰与本地植物混生群落中的Shannon指数最低, 即细菌的多样性在中等入侵程度的生境最低。此外, 紫茎泽兰入侵改变了土壤细菌组成和结构, 酸杆菌门(Acidobacteria)和疣微菌门(Verrucomicrobia)的相对丰度, 从本地植物群落、混合群落到紫茎泽兰单优群落, 呈现出先增加后减少的趋势。可见, 紫茎泽兰入侵一定程度上改变了土壤微生物的多样性和群落结构, 并改变了土壤的化学性质。