薇甘菊叶绿体基因组密码子偏好性分析

为探究薇甘菊(Mikania micrantha)叶绿体基因组密码子使用模式和影响其偏好性的主要因素,从NCBI数据库下载并筛选出53条长度大于300 bp的叶绿体蛋白编码基因,采用CodonW 1.4.2、DNASTAR和SPSS 26.0等软件,对其密码子偏好性和成因进行多方面分析。结果表明,薇甘菊叶绿体基因组密码子3个位点的GC平均含量表现为GC1(47.06%)>GC2(39.85%)>GC3(28.16%);GC3含量为17.65%~36.93%。有效密码子数目(ENC)均值远大于35.00,表明密码子偏性较弱。RSCU值大于1.00的密码子有27个,其中第3位碱基使用A或U的密码子占比88.88%,表明薇甘菊密码子第3位碱基偏好使用A或U。中性绘图、ENC-plot和PR2-plot等分析结果表明,在影响薇甘菊密码子偏好性的众多因素中,自然选择发挥主要作用。CAU、ACA和CGU为最优密码子。研究结果可为薇甘菊叶绿体基因组学研究提供参考。

4种植物水浸提液对薇甘菊种子萌发及幼苗生长的化感作用

为利用植物化感作用抑制外来入侵植物薇甘菊的不断扩张,避免其对生态环境构成严重威胁,该研究以广东常见植物三裂叶蟛蜞菊、三叶鬼针草、红薯和野牡丹为对象,探究4种植物根、茎和叶的水浸提液对薇甘菊种子萌发和幼苗生长的化感效应。结果显示,4种供试植物的组织水浸提液对薇甘菊种子发芽率、发芽指数、活力指数和幼苗根长大部分具有较明显的抑制效果,并且随着浸提液浓度的升高抑制作用越强。其中,0.20 g·mL^(-1)三叶鬼针草叶浸提液处理的种子发芽率、种子发芽指数及0.20 g·mL^(-1)野牡丹叶浸提液处理的种子活力指数分别较对照降低了69.8%、81.1%和74.6%。显微观察结果显示,植物浸提液处理会导致薇甘菊幼苗根尖褐化或根毛减少,茎和叶浸提液较根浸提液对薇甘菊幼苗根尖结构毒害作用更明显。4种植物组织浸提液对薇甘菊的化感效应总体表现为三裂叶蟛蜞菊>三叶鬼针草>红薯>野牡丹。

入侵植物薇甘菊在贵州的潜在适生区及其变化趋势

【目的】薇甘菊是一种危害性极大的外来入侵植物,2016—2022年间,多次在贵州省发现其入侵种群。预测薇甘菊在贵州的潜在适生区及其变化规律,可对贵州薇甘菊防控体系建设提供依据。【方法】在全球筛选薇甘菊分布点1001个,结合22个环境因子数据,采用最大熵模型(MaxEnt)预测当前及未来气候条件下薇甘菊在贵州的潜在分布情况,并进行主导因子分析。【结果】当前气候条件下,薇甘菊在贵州的高适生区面积为1.51万km 2,占全省面积的8.60%,主要位于黔西南州和黔南州;在未来气候条件下,薇甘菊在贵州的适生区呈扩增状态,适生区分布中心坐标(26.43°N,107.00°E)由黔南州向贵阳市转移;影响薇甘菊适生范围的主导因子是年平均温度、昼夜温差平均值、温度季节性变化、最冷月份最低温、年降水量和最热季平均降水量。【结论】薇甘菊在贵州的适生区范围广,温度和降水是主要影响因素。在未来气候条件下,薇甘菊在贵州的适生区呈扩增状态,整体向北迁移扩散的趋势明显。

双链RNA对薇甘菊根基因 MmEXPA4 的靶向抑制

【目的】结合薇甘菊较强的节节生根能力的生物学特性,研发利用RNAi技术抑制薇甘菊根系生长基因表达的生物防治技术,为进一步开发薇甘菊靶向防控技术奠定基础。【方法】利用同源比对方法,鉴定出调控薇甘菊根系发育的关键基因(MmEXPA4),体外合成该基因的双链RNA(dsMmEXPA4),利用dsMmEXPA4注射薇甘菊根部,研究其对薇甘菊根系生长的作用。【结果】与对照组相比,dsMmEXPA4处理30 d后,所有不定根的数量、鲜重和最长不定根的长度均显著降低。qRT-PCR检测结果表明,在dsMmEXPA4处理后第4和第5天,MmEXPA4基因的表达量显著下调,沉默效率分别为43.96%和52.11%。此外,通过Fluorescent Stereo Microscope Leica M165 FC发现,被荧光标记的dsMmEXPA4能在根系中测检到较强的绿色荧光信号。【结论】MmEXPA4基因可作为抑制薇甘菊根系发育及快速生长的潜在靶点,为利用RNA干扰技术生物防治薇甘菊提供理论基础。

四类重大林业有害生物的防控有效性分析

利用普通最小二乘法的稳健标准误模型及似不相关回归模型,定量分析松材线虫Bursaphelenchus xylophilus、美国白蛾Hyphantria cunea、薇甘菊Mikania micrantha及林业害鼠(兔)4类重大林业有害生物的防控有效性。结果显示:预防措施可以显著使松材线虫、美国白蛾及薇甘菊的发生面积呈递减趋势,防治资金的使用效率为抑制薇甘菊扩散起到显著作用。对于松材线虫病的防控,应加强生物化学农药在媒介昆虫防治中的应用,提升防控资金的使用效果;轻度发生的美国白蛾可采用综合防治措施,中度及重度发生首选生物化学农药防治;薇甘菊主要采用化学及营林防治措施,轻度发生时可结合采用人工物理防治;轻度发生的林业害鼠(兔)可采用综合防治措施,中度及重度发生采用生物、化学及人工物理防治,当重度发生时,营林措施控制灾害扩散的效果最好。

薇甘菊在海南岛分布特征及其生长环境调查

为探究薇甘菊在海南岛的分布状况以及明确其在海南岛的生长环境条件,通过实地踏查,查阅相关文献,分析海南岛内薇甘菊的生活环境。结果显示:(1)海南岛有110个薇甘菊生长点,分别分布在海南省的18个市县,并呈现出北多南少的分布特征;(2)薇甘菊在低海拔的路边、林边和水边最为常见;(3)薇甘菊常伴随禾本科、菊科、豆科和天南星科植物出现。海南省的热带季风海洋性气候为薇甘菊的生长、繁殖提供了良好的环境,通过踏查研究可以明确海南岛薇甘菊分布现状,为薇甘菊在海南省的防控提供基础依据。

桉树相思树混交林对薇甘菊入侵的控制效果评价

[目的]探索桉树混交林对薇甘菊的入侵控制效果。[方法]以桉树纯林作对比,设置1行桉树+1行相思树(混交模式A)、2列桉树+2列相思树(混交模式B)2种混交模式,对3种造林模式的林木生长状况、薇甘菊生物量、叶生物量、林分透光度、薇甘菊盖度等相关指标进行分析,揭示控制薇甘菊的关键因素。[结果]混交林中,相思树的平均树高、平均胸径、平均冠幅、单株叶生物量等均比桉树纯林的大;林分透光度、林分薇甘菊生物量表现为桉树纯林>混交模式B~混交模式A(P<0.05),林分乔木层的总叶生物量、薇甘菊生物量表现为混交模式A~混交模式B>桉树纯林;3种造林模式内,薇甘菊盖度达70%以上只在桉树纯林内存在,盖度只有5%~10%或者没有薇甘菊的只在混交林内存在。[结论]综合以上因素,3种造林模式对薇甘菊入侵控制效果为混交模式A~混交模式B>桉树纯林,说明林分密度、枝叶繁茂程度、林分透光度等因素是控制薇甘菊入侵的关键。

UPLC-MS/MS测定薇甘菊地土壤和水中氨氯吡啶酸残留

本文通过超高效液相色谱-串联质谱法(UPLC-MS/MS)研究了喷施24%氨氯吡啶酸水剂后薇甘菊田间土壤和水体中氨氯吡啶酸残留浓度的变化规律。结果表明:氨氯吡啶酸的标准曲线为y=68128x+2813.7(R^(2)=0.9985),线性范围为0.05×10^(-2)~1.67×10^(-2)mg/L;随着时间的延长,土壤和水体中氨氯吡啶酸的残留浓度均呈现逐渐下降趋势。其中:在土样中,与药后1 d相比,1号样地、2号样地药后15 d氨氯吡啶酸残留浓度分别降低84.6%、89.7%,差异显著(P<0.05);在水样中,与药后1 d相比,1号样地、2号样地药后10 d氨氯吡啶酸残留浓度分别下降95.4%、96.1%,差异显著(P<0.05)。本研究建立了测定野外薇甘菊土壤和水体中的氨氯吡啶酸残留量的超高效液相色谱-串联质谱法(UPLC-MS/MS),该方法具有精确性高、灵敏度好、快速等优势,符合农药残留的分析要求,可用于检测大批量样品的残留分析。24%氨氯吡啶酸水剂属于易降解的除草剂,可用于防治大面积泛滥的薇甘菊。

薇甘菊提取物抗烟草花叶病毒活性研究

为探究薇甘菊抗烟草花叶病毒(TMV)活性,采用半叶枯斑法及叶圆片法对薇甘菊地上部分提取物抗TMV的活性进行测定。结果表明:在浓度为1 mg/mL时,5种提取物对TMV侵染均有不同程度的抑制作用,其中,薇甘菊甲醇提取物对TMV的侵染有较强的保护、治疗和钝化作用,抑制率分别为60.03%、54.24%、70.27%,均显著高于宁南霉素。正丁醇萃取物馏分Fr_(2)对TMV侵染有较好的保护作用,高于宁南霉素,其他萃取物馏分的保护活性均低于宁南霉素。乙酸乙酯萃取物馏分Fr_(4)和馏分Fr_(5)对TMV的治疗活性显著高于宁南霉素;石油醚萃取物馏分Fr3和乙酸乙酯萃取物馏分Fr3的治疗活性相当于宁南霉素。石油醚萃取物馏分Fr_(4)和乙酸乙酯萃取物馏分Fr_(2)~Fr_(4)的钝化活性均显著高于宁南霉素。5种提取物及萃取物馏分对TMV离体增殖均有抑制活性,其中甲醇提取物抑制活性较显著,与宁南霉素相当。综上,薇甘菊提取物具有一定的抗TMV活性,为进一步追踪抗病毒活性物质奠定了基础。

薇甘菊化学成分对六种核桃病原真菌的抑菌活性

为探究入侵植物薇甘菊(Mikania micrantha H.B.K)化学成分的抑菌作用,采用硅胶柱层析、Sephadex LH-20凝胶柱层析色谱法,从薇甘菊地上部分乙酸乙酯萃取物中分离得到5个化合物,根据1H NMR、13C NMR、MS波谱数据,分别鉴定为豆甾醇(1)、薇甘菊内酯(2)、去氧薇甘菊内酯(3)、异泽兰素(4)和泽兰黄酮(5)。采用平皿法测定了薇甘菊甲醇提取物、不同溶剂萃取物及分离得到的化合物对6种核桃病原真菌菌丝生长的抑制活性。结果表明,薇甘菊乙酸乙酯萃取物对炭疽菌、正丁醇萃取物对叶点霉的菌丝生长有较强的抑制作用,EC50分别为1.25000 mg/mL和1.66000 mg/mL;化合物2和化合物3对拟茎点霉和壳梭孢菌丝生长抑制率均显著高于其他化合物,化合物2和化合物3对拟茎点霉的EC50分别为60.62μg/mL和89.13μg/mL,对壳梭孢的EC50分别为43.65μg/mL和61.66μg/mL。

薇甘菊花芽分化前后内源激素及相关基因表达的研究

以云南省瑞丽市勐秀林场扦插种植的薇甘菊为试材,采用液相色谱串联质谱(LC-MS/MS)技术对花芽未分化期和花序原基分化期花芽中的生长素(IAA)、赤霉素(GA)、脱落酸(ABA)、反式玉米素(tZ)、异戊烯腺嘌呤(IP)、1-氨基环丙烷羧酸(ACC)、茉莉酸(JA)和水杨酸(SA)含量进行定量分析,同时基于转录组基因功能注释数据对内源激素合成、代谢及信号转导途径相关基因进行表达分析,以探讨不同内源激素对薇甘菊花芽形成的调控作用,以及内源激素合成和信号转导途径相关基因调控薇甘菊花芽分化的机制,为后期通过外源激素调控薇甘菊内源激素水平的方式来控制薇甘菊的有性繁殖提供理论和技术支持。结果表明:(1)薇甘菊未分化期花芽中GA_(15)、GA_(19)、GA_(20)、GA_(24)、IAA、ABA和ETH含量低于花序原基分化期,而未分化期花芽中两种细胞分裂素tZ和IP含量显著高于花序原基分化期。(2)基于RNA-seq测序结果,在薇甘菊两个花芽分化时期共获得7 116个差异表达基因(DEGs),其中上调3 907个,下调3 209个。(3)在内源激素合成方面,参与GA_(15)、GA_(19)、GA_(20)、GA_(24)、IAA、ABA和ACC合成的大量DEGs在花序原基分化期上调表达,这与它们在薇甘菊花序原基分化期的高含量趋势相一致;参与IAA合成的YUCCA基因家族和ACC合成的ACS基因在花序原基分化期的高表达也可能参与促进薇甘菊花芽分化。(4)在植物激素转导途径中,在花序原基分化期,生长素信号转导途径通过AUX/IAA(gene-E3N88_07743)的下调表达和ARF(gene-E3N88_41119)的上调表达,乙烯信号转导途径通过ERF(gene-E3N88_41547)的上调表达,赤霉素信号转导途径通过GID1(gene-E3N88_19448)基因的上调表达,细胞分裂素信号转导途径通过B-ARR(gene-E3N88_28086)和A-RRR(gene-E3N88_40764)基因的下调表达,脱落酸途径通过AREB(gene-E3N88_18558)基因的上调表达,茉莉酸信号转导途径通过JAZ(gene-E3N88_05628)的上调表达和MYC2(gene-E3N88_32405)的下调表达来调控薇甘菊花芽分化。研究发现,高水平的GA_(15)、GA_(19)、GA_(20)、GA_(24)、IAA、ABA和ACC有利于薇甘菊的花芽分化;薇甘菊在花芽分化过程中通过改变不同种类内源激素合成、代谢基因的表达来调控激素浓度,而激素又通过信号转导途径引起下游基因的表达,进而调控薇甘菊的花芽分化。

薇甘菊提取物对冷轧钢在氨基磺酸溶液中的缓蚀效果

将40%乙醇水溶液作为浸提溶剂,从薇甘菊粉末中提取制备薇甘菊提取物(MME),采用红外光谱(FTIR)对MME的官能团进行分析。采用失重法、电化学分析法、扫描电子显微镜(SEM)以及原子力显微镜(AFM)等研究了MME对冷轧钢在氨基磺酸(NH2SO3H)溶液中的缓蚀效果。结果表明:MME对冷轧钢在NH2SO3H溶液中产生了显著的缓蚀效果;在30℃时,由失重法测得100 mg/L MME对冷轧钢在0.1 mol/L NH2SO3H溶液中的缓蚀率达到92.2%;MME在冷轧钢表面的吸附规律服从表观Langmuir吸附等温式,其在钢表面的标准吸附吉布斯自由能约为-30 kJ/mol,即同时存在物理吸附和化学吸附;MME为混合抑制型缓蚀剂,添加MME以后,试样表面平整均匀,腐蚀程度显著降低,有效减缓了酸性介质对钢表面的腐蚀。

深圳大鹏半岛薇甘菊的空间发生规律

【目的】研究薇甘菊的入侵与地形、人为干扰间的关系,量化不同干扰因素对薇甘菊发生的影响,进一步揭示薇甘菊的发生规律,为薇甘菊的系统防治与管控提供技术支持。【方法】使用无人机遥感系统所获取的高分辨率航片作为数据源,通过目视解译方法确定薇甘菊的发生区域后结合3S技术手段,对深圳大鹏半岛210000 m^(2)研究区内的薇甘菊发生状况与地形因子及人为干扰度间的关系进行系统分析。【结果】研究区内薇甘菊在低海拔区和阳坡分布居多,86.80%的薇甘菊入侵发生在人类轻中度干扰区,20°~40°坡度位置是薇甘菊的重点发生区。研究网格单元内薇甘菊的发生面积与坡度、高程显著负相关(P<0.01),与坡向相关性较差。【结论】在人为干扰较小的自然条件下,制约薇甘菊扩散发生的主要因子是入侵地的群落结构,而在人为干扰较为严重的地区,薇甘菊入侵的发生与人类活动消失后产生的空白生态位密切相关。

浙江入侵新记录种薇甘菊发生现状及危害预测

2021年,在浙江省温州市瓯海区发现假泽兰属Mikania Willd.薇甘菊Mikania micrantha Kunth野外种群,此发现为浙江省菊科Asteraceae归化新记录属、种。在给出该植物的形态特征、实地拍摄图片和凭证标本(温州大学标本馆-WZU)的基础上,对薇甘菊在温州地区野外入侵现状和其生境植物多样性进行调查。结果表明,薇甘菊在湿地水岸边和山地路边均有较强的适应性,已形成了初步扩散的趋势。提出了加强生物检疫,外来入侵植物的巡查,做到早发现早清除的防控建议。本次发现为我国外来入侵植物的防控、生物多样性和生态环境的保护提供了重要信息,并且薇甘菊在浙江的发现更新了其在我国入侵分布的记录,浙江成为该种入侵分布的中国最北界。

ShRNA-LDH纳米颗粒的制备及薇甘菊生物防治

核糖核酸干扰(ribonucleic acid interference,RNAi)技术在植物保护中具有高效、安全和环保的特点.外源喷施短发夹RNA(short hairpin RNA,shRNA)可以有效沉默薇甘菊(Mikania micrantha)叶绿素a/叶绿素b结合蛋白相关基因.为提高喷施shRNA对薇甘菊的防治效果,制备直径为10~100 nm的层状双氢氧化物(layered double hydroxide,LDH)黏土纳米片为shRNA的载体,该载体具有良好的生物相容性,具环境友好.研究发现,LDH结合shRNA的最佳质量比为1∶10.shRNA喷施实验表明,有轻微创伤的薇甘菊叶片对shRNA更敏感,并且LDH直接喷施对薇甘菊的生长几乎没有任何影响.为比较LDH-shRNA和单独的shRNA对薇甘菊的控制效果,利用分别搭载了6个shRNA的LDH纳米颗粒或单独的shRNA喷施薇甘菊叶片,在喷施6 d后观察到叶片喷施LDH-shRNA有更加明显的坏死表型.研发的基于LDH的shRNA携带系统可显著提高RNAi在防控薇甘菊中的有效性.

不同地类薇甘菊的危害分析

薇甘菊Mikania micrantha是中国华南地区危害经济作物和森林植被的主要入侵物种之一,造成了大量的经济损失和生态破坏。为研究薇甘菊生长与地类间关系,该研究以台山市为例,通过调查薇甘菊在不同地类上的3个月生长状况,采集盖度、种群厚度、藤蔓长度、攀缘率、受害植物种、危害程度等指标,利用主成分评价方法,对不同地类薇甘菊入侵严重程度进行评价。结果表明:(1)薇甘菊在6种不同地类的入侵严重程度依次是:低岗地>农田荒芜耕地>水域及水利设施用地>沿海滩涂灌木林地>商品林地>生态公益林林地;(2)薇甘菊生长与地势有密切联系,在6种不同地类中,薇甘菊在地势开阔的地类增长率明显高于地势低矮的地类;(3)薇甘菊的生长与光照强度和土壤湿度呈正相关,不同地类的光湿条件越充足,薇甘菊的生长盖度和厚度越大,反之亦然。基于不同地类的薇甘菊生长特点,给予了相应的防治建议,但仍需长期的观察实践考验。

薇甘菊危害规律调查

为了解广州市花都区外来入侵植物薇甘菊(Mikania micrantha)在林地发生及危害的规律,采用实地踏查的方式对不同林地发生危害状况及薇甘菊年度生长动态规律进行调查。结果表明:随着林分郁闭度由低到高的变化,薇甘菊的发生程度是由高到低变化;在不同的林地类型上薇甘菊发生程度变化为:废弃果园>荒地>路边绿化带>水边>林缘>林下(郁闭度0.5以下)>正常管理果园>林下(郁闭度0.51~0.79)>林下(郁闭度0.8以上);同时通过分析薇甘菊月度生长动态规律,为薇甘菊的防治提供理论基础和实践指导。

不同生境和森林内薇甘菊的生存与危害状况

对薇甘菊（Ｍｉｋａｎｉａ ｍｉｃｒａｎｔｈａ Ｈ． Ｂ． Ｋ．）在不同生境下生长状况及其对其它植物的危害程度的研究表明，这种热带杂草是喜光、好湿的．薇甘菊伴生物种以藤本植物居多，其中葛藤和五爪金龙出现的频度最大。薇甘菊及其伴生种通过攀爬树冠，形成盖幕作用而对其它植物造成危害．在森林内薇甘菊危害的对象主要是低矮的乔木，对高大乔木影响不大。

薇甘菊挥发油的化学成分及其对昆虫的生物活性

用GC/MS分析了薇甘菊挥发油的化学成分 ,共鉴定了 2 2个化合物 ,单萜和倍半萜及其醇和酮的衍生物是其主要成分 ,并研究了薇甘菊挥发油对昆虫的生物活性 .结果表明 ,在 5～ 10 μl·株 -1的用量时 ,它们对小菜蛾、黄曲条跳甲和猿叶虫有显著的产卵驱避作用 .同时也具有一定的触杀毒力 ,在 5 0 0、75 0、10 0 0mg·L-1浓度时 ,对萝卜蚜的校正虫口减退率分别为 5 0 .0 %、5 9.86 %和 6 2 .5 1% .然而 ,在 5 0 0mg·L-1浓度时 ,对萝卜蚜、小菜蛾和黄曲条跳甲等不同受试虫态却无熏蒸毒杀作用 .

薇甘菊Mikania micrantha在中国的传播

薇甘菊MikaniamicranthaH B K 是危害性极强的世界性恶草。它原产于热带美洲 ,现广布于亚洲热带 ,是新大陆众多假泽兰属Mikania植物中传播至旧大陆的惟一物种 ,并与旧大陆的假泽兰M .cordata(Burm .f.)Robinson共存。薇甘菊在旧大陆的最早记录是 1884年采自香港动植物公园 ,而非 190 7年采于斐济。它在中国的传播始于 19世纪末 ,由原产地引种栽培于香港动植物公园 ,并于 1919在该园附近发现逸生的薇甘菊。 2 0世纪5 0 - 6 0年代 ,薇甘菊在香港地区蔓延开来。 1984年在广东深圳银湖地区发现逸生的薇甘菊 ,80年代末到 90年代已蔓延至广东沿海地区 ,目前蔓延趋势不减。薇甘菊在中国的传播始于香港 ,源于原产地中、南美洲 ,而广东地区的薇甘菊传播无疑地是源于香港。而目前薇甘菊在中国香港和广东境内南亚热带地区的迅速蔓延或许与全球气候变化相关。