PEG模拟干旱胁迫对入侵植物牛膝菊(Galinsoga parviflora)抗氧化物酶系统的影响

利用不同质量分数PEG-6000溶液，对牛膝菊（Galinsoga parviiflora）植株（株高30-40cm）进行干旱胁迫处理，研究了其叶片MDA（丙二醛）和可溶性蛋白含量、SOD（超氧化歧化酶）及POD（过氧化物酶）活性．结果表明，随着干旱胁迫强度增加，MDA含量、sOD活性和POD活性均呈现先上升后下降的趋势．PEG质量分数为20％时，MDA含量、SOD活性和POD活性达到最大值；PEG质量分数为15％时，可溶性蛋白含量达到最大值；PEG质量分数达到25％时，MDA含量、可溶性蛋白含量、SOD活性和POD活性降低．不同PEG质量分数处理，MDA含量、SOD活性、POD活性（除5％PEG外）均高于CK，但差异不显著（P〉0．05），而不同PEG质量分数处理下可溶性蛋白的含量均低于CK，差异也不显著（P〉0．05）；随着干旱胁迫时间的延长，在不同PEG质量分数处理下，牛膝菊叶片MDA含量、SOD活性显著增加，可溶性蛋白含量显著减少，而POD活性具有明显阶段性变化：0～24h时间段，10％～20％PEG处理组POD活性呈递增趋势；24～48h时间段，10％～20％PEG处理组POD活性下降显著；48-72h时间段，10％～20％PEG处理组POD活性变化不明显，25％PEG处理组和CK的POD活性上升显著．

入侵植物牛膝菊(Galinsoga parviflora Cav.)对植物多样性的影响

采用样方法调查了呼和浩特市22个典型样地中植物的种类和数量,其中17个样地有牛膝菊的入侵,进一步分析其物种丰富度指数、优势度指数、多样性指数和均匀度指数,结果表明:22个样地中共有84种植物,隶属于28科65属,其中菊科(Compositae)植物最多(17种),占22.238%;禾本科(Gramineae)植物次之(14种),占16.667%,藜科(Chenopodiaceae)植物占7.143%;常见植物有24种。通过牛膝菊重要值与多样性指数之间关系的分析,发现牛膝菊入侵的样地与对照组CK相比,四种指数表现出基本一致的下降趋势,并且随着牛膝菊重要值的增大,Shannon-Wiener指数(H′)显著降低(P<0.05),Simpson指数(D_i)和Pielou指数(J)极显著降低(P<0.01),牛膝菊的入侵降低其分布区的植物多样性。

河南省森林生态系统牛膝菊入侵风险评价

牛膝菊(Galinsoga parviflora Cav.)适应能力强,扩展速度快,量大,难以根除,对森林生态系统破坏大。通过历史资料查阅及野外调查,并结合其生物学、生态学特性,对河南省森林生态系统牛膝菊入侵风险定量分析,计算出风险值为2.09,属于中风险入侵植物,会造成入侵地生物多样性降低,破坏当地森林生态系统,应严加防范。

辽宁省牛膝菊属(Galinsoga Ruiz. et Pav.)植物的补充研究

牛膝菊(Galinsoga parviflora Cav.)和粗毛牛膝菊(Galinsoga quadriradiata Ruiz.et Pav.)为辽宁省两种重要入侵植物,目前国内文献对这两种植物的形态描述有混淆。根据沈阳农业大学植物标本室收藏的标本并比对采集于沈阳市附近的标本,作者明确这两种牛膝菊属植物的主要区别在于冠毛:前者的舌状花无冠毛或冠毛为细短毛,管状花的冠毛羽筛状,先端钝;后者的舌状花和管状花的冠毛均呈羽筛状,先端尖。该性状差异可为准确鉴别该属杂草提供形态学依据。

青海菊科植物的三个新记录种

本文报道了三个青海省新记录种——母菊(Matricaria chamomilla)、牛膝菊(Galinsoga parviflora)和粗毛牛膝菊(Galinsoga quadriradiata)。三者均为菊科一年生草本植物,都具有药用价值,并且代表了青海省菊科的两个新分布属。其中粗毛牛膝菊是青藏高原的新记录。这三个物种在青海省的发现丰富了青海省菊科植物的多样性,增加了当地药用植物和观赏植物资源。考虑到两种牛膝菊的入侵性特点,相关部门应给予关注,必要时进行防控干预。

辣子草对3种农作物的化感作用

采用生物测定法,研究了入侵植物辣子草(Galinsoga parviflora Cav.)不同器官、不同浓度水浸提液对水稻(Oryza sativa L.)、小麦(Triticum aestivum L.)、油菜(Brassica napus L)种子萌发和幼苗生长的化感效应。结果表明辣子草存在一定的化感作用。各器官水浸提液对3种作物的影响依种类有差异,辣子草水浸提液在高浓度下对水稻、小麦作物种子萌发、根长和苗高均有明显的抑制作用,对油菜的种子萌发、根长和苗高则是在低浓度下促进高浓度下抑制。辣子草的化感效应为花序>叶>茎>根,表明辣子草的化感物质主要存在于地上部分。

外来入侵植物牛膝菊和野茼蒿水浸提液化感作用的生物测定

采用培养皿滤纸法,以小麦（Triticum aestivum L.）和玉米（Zea mays L.）为实验材料,以种子的发芽率、发芽指数、活力指数以及幼苗的株高和根长为测定指标,结合化感效应指数的综合效应值,对外来入侵植物野茼蒿〔Crassocephalum crepidioides（Benth.） S.Moore〕和牛膝菊（Galinsoga parviflora Cav.）茎叶水浸提液的化感活性分别进行了测定。结果表明,随野茼蒿和牛膝菊水浸提液质量浓度（0.01-0.10 g·mL^-1）的提高,小麦和玉米种子的发芽率、发芽指数、活力指数以及幼苗的株高和根长总体上逐渐减小;与对照组相比,0.01 g·mL^-1牛膝菊水浸提液对小麦的幼苗株高以及玉米的种子发芽率和幼苗株高具有一定的促进作用,但对小麦和玉米的幼苗根长有显著抑制作用;而0.01 g·mL^-1野茼蒿水浸提液仅对小麦种子的发芽率略有促进作用。0.04-0.10 g·mL^-1野茼蒿和牛膝菊水浸提液对小麦和玉米种子萌发及幼苗生长的各项指标基本上均有显著的抑制作用;野茼蒿和牛膝菊水浸提液对玉米种子萌发和幼苗生长的抑制作用大于小麦。0.01-0.10 g·mL^-1野茼蒿和牛膝菊水浸提液对小麦和玉米种子萌发和幼苗生长的化感效应指数的综合效应值均小于0,表现为抑制作用,并随2种植物水浸提液质量浓度的提高综合效应值逐渐降低,且前者的化感效应指数的综合效应值大于后者。研究结果显示,野茼蒿和牛膝菊水浸提液对小麦和玉米的化感活性均表现为抑制作用,且化感作用的强度与水浸提液的质量浓度相关;野茼蒿水浸提液的化感作用效应大于牛膝菊。

不同逆境条件下辣子草抗氧化酶系统的变化

辣子草（Galingoga parviflora Cav．）原产南美洲，1915年在我国云南和四川等地被发现，是一种危害较严重的外来人侵种，研究其在逆境条件下的生理适应机制对于有效预警和治理该入侵种具有十分重要的意义．采用人工设置温度梯度和自然干旱方法，研究了在不同环境胁迫条件（温度和干旱1下辣子草抗氧化酶系统和丙二醛（MDA）的变化．结果表明：在10-30℃范围内，辣子草抗氧化酶系统变化趋势不一致，MDA含量未出现显著性变化；在5℃、35℃和45℃胁迫下，抗氧化酶系统受到损伤，MDA含量显著上升；在干旱胁迫条件下，抗氧化酶系统先上升，后下降，MDA含量在干旱胁迫后期含量显著上升．应用Fuzzy方法，对辣子草抗氧化酶在2种逆境不同水平胁迫下的动态进行综合评价，认为其对低温环境具有较强的耐受能力，对干旱环境的耐受性较差．

辣子草水浸提液对蚕豆叶保卫细胞的影响

为了探讨入侵植物辣子草(Galinsoga parviflora Cav.)的化感作用机制,以蚕豆叶下表皮为材料,采用表皮条活性分析法研究了辣子草水浸提液诱导气孔保卫细胞凋亡及其信号调节机制。结果表明:在辣子草水浸提液作用下,蚕豆叶保卫细胞活性降低,细胞核出现了畸形以及固缩、降解或拉长等典型的凋亡特征,且随着水浸提液浓度增加。当处理浓度为0.05 g/m L时,保卫细胞的死亡率和核异常率分别为90.53%和87.77%;在0.05 mmol/L Caspase抑制剂Z-VAD-FMK、0.1 mmol/L质膜钙离子通道抑制剂La Cl3、0.1 mmol/L硝酸还原酶抑制剂Na N3和0.5 mmol/L活性氧清除剂抗坏血酸(As A)作用下,辣子草水浸提液诱导的保卫细胞死亡率均显著降低,分别为辣子草水浸提液处理组的19.44%、16.12%、50.08%、23.67%。由此表明,辣子草水浸提液诱导蚕豆保卫细胞发生了Caspase依赖性的细胞凋亡,同时ROS、NO、Ca2+参与了保卫细胞凋亡的信号转导过程。

土施富集植物秸秆对牛膝菊生长及镉积累的影响

为研究富集植物秸秆对超富集植物的化感作用,通过盆栽试验,研究了镉污染条件下,土施4种镉富集植物(小飞蓬、碎米荠、旱莲草和豆瓣菜)秸秆对牛膝菊生长及镉积累的影响。结果表明:与未施用相比,施用小飞蓬和碎米荠秸秆提高了牛膝菊根系、茎秆、叶片、地上部分及整株生物量,也提高了牛膝菊株高和抗氧化酶(SOD、POD和CAT)活性,但施用旱莲草和豆瓣菜秸秆则降低了牛膝菊的生物量、株高和抗氧化酶活性。施用小飞蓬、碎米荠、旱莲草和豆瓣菜秸秆均提高了牛膝菊地上部分镉含量,分别比未施用提高了12.01%,9.55%,22.03%,5.39%,但只有施用小飞蓬和碎米荠秸秆的牛膝菊地上部分镉积累量高于未施用(分别比未施用提高了35.78%和11.77%)。施用小飞蓬和碎米荠秸秆提高了土壤过氧化氢酶活性、土壤脲酶活性和土壤蔗糖酶活性,而施用旱莲草和豆瓣菜秸秆则降低了土壤酶活性。因此,土施小飞蓬和碎米荠秸秆均能提高牛膝菊对镉污染土壤的修复能力,以小飞蓬秸秆的效果最佳。

蚕豆根尖微核试验在辣子草化感作用研究中的应用

运用蚕豆(Vicia faba L.)根尖细胞微核试验,研究入侵植物辣子草(Galinsoga parviflora Cav.)水浸提液的化感效应,结果表明,辣子草水浸提液具有一定的遗传毒性。在辣子草水浸提液作用下,蚕豆根尖细胞有丝分裂各时相受到影响,有丝分裂指数下降,微核率升高,细胞中出现了微核、染色体断片、染色体桥、染色体滞留等多种染色体畸变,辣子草水浸提液对蚕豆根尖的影响存在显著的时间效应和浓度效应。蚕豆根尖微核技术能较好的反映辣子草化感作用潜力,在评估入侵植物的化感作用方面具有较大的应用价值。

入侵植物牛膝菊与白车轴草的竞争效应

为了解入侵植物牛膝菊与白车轴草的竞争效应,采用盆栽取代试验方法观察不同密度、不同比例条件下两种植物的竞争表现,定量分析其单株生物量和竞争能力,为探究牛膝菊入侵机理和生物替代提供理论依据。结果表明,混种时白车轴草的生长受到牛膝菊的竞争抑制作用;在不同种植密度下,牛膝菊和白车轴草混种和单种时的单株生物量均表现出随密度增加而下降的趋势;在不同密度、不同比例种植条件下,牛膝菊的相对产量(RY)>1,差异显著;相对产量总和(RYT)>1,差异不显著;相对攻击力系数(A)>0;牛膝菊有可能通过种间竞争将白车轴草排除种群,在牛膝菊和白车轴草混种时,白车轴草处于劣势;种植密度、种植比例及密度×比例对牛膝菊和白车轴草的竞争力没有显著影响。

入侵植物辣子草对油菜幼苗抗氧化系统的化感效应

采用培养皿滤纸法研究了辣子草(Galinsoga parviflora Cav.)根、茎、叶的水浸提液对油菜幼苗抗氧化系统的化感潜力。结果表明,在辣子草水浸提液作用下,油菜幼苗体内超氧歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性有显著改变,膜脂过氧化加强,丙二醛(MDA)含量升高,随着水浸提液的作用时间延长,油菜叶片内的SOD活性和MDA含量表现为先升高后降低的趋势,POD活性的变化则是先下降后略有升高。不同器官的辣子草水浸提液对油菜幼苗的抗氧化系统的化感作用效应不同,其中叶的化感效应最强,分别为根和茎的1.15和1.20倍。

辣子草水浸提液对蚕豆幼苗生长和光合特性的化感效应

为了深入探讨辣子草的化感作用机制,本研究采用盆栽试验,研究了辣子草水浸提液对蚕豆幼苗生长和光合特性的影响。结果表明:辣子草水浸提液对蚕豆幼苗叶面积影响较小,但对地上部分的高度和生物量积累具有显著的抑制效应,不同处理之间浓度效应不明显。在辣子草水浸提液作用下,蚕豆幼苗叶片的叶绿素含量、实际光化学效率(ΦPsⅡ)以及最大光化学效率(Fv_/F_m)和蒸腾速率(T_r)等与对照无显著差异,但净光合速率(P_n)随着处理浓度的增加而降低,表现出显著的浓度依赖效应,但随着处理时间进一步延长,浓度依赖效应逐渐减弱。本研究结果揭示辣子草水浸提液对光能吸收、电子传递等光反应过程影响不明显,主要是通过影响CO_2同化能力而减少积累有机物质,导致植物生长受阻。

牛膝菊对黄山乡土植物柔毛水杨梅的化感作用

以外来入侵杂草牛膝菊(Galinsoga parviflora)根、茎、叶水浸提液处理黄山乡土植物柔毛水杨梅(Geum japonicum var.chinense)种子,并对其萌发效果进行研究。结果表明:不同器官浸提液对柔毛水杨梅种子的萌发率以及萌发速度均表现出很强的抑制作用,且随各浸提液质量浓度的增加抑制作用相应增强,但各浸提液的影响存在一定差异性。当茎、叶浸提液质量浓度均为0.1 g/mL、根浸提液质量浓度为0.08 g/mL时,对种子萌发的抑制作用达到最强;同一器官浸提液在0～0.1 g/mL质量浓度范围内,对种子萌发的抑制作用随浓度的增加而加强,当质量浓度为0.1 g/mL时,延迟作用最为显著,但茎、叶浸提液质量浓度为0.02 g/mL时,对萌发速率没有延迟却有加速作用。分析认为,抑制作用可能是多种化感物质共同作用的结果,且它们的性质、活性各不相同。

入侵植物牛膝菊对白菜、萝卜、生菜、油菜种子和幼苗的化感作用

测定了牛膝菊茎叶浸提液对白菜、萝卜、生菜和油菜等4种蔬菜种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明,牛膝菊浸提液对萝卜和油菜种子萌发与幼苗生长具有比较明显的抑制作用,其中质量浓度为80 g/L的牛膝菊浸提液抑制效应最强;对生菜种子的萌发和幼苗的生长总体上是10 g/L和20 g/L两个低质量浓度浸提液有促进作用,40 g/L和80 g/L两个高质量浓度浸提液具有抑制作用;对白菜种子的萌发和幼苗的生长总体上是呈不规律的促进作用,其中对苗高的促进作用4个浸提液浓度处理都达到了极显著水平。

入侵杂草牛膝菊和粗毛牛膝菊种子成熟与萌发研究

为进一步明确入侵杂草牛膝菊(Galinsoga parviflora)与粗毛牛膝菊(G.ciliata)发生和危害规律,对其种子的成熟时间、结实能力和种子发芽能力进行了研究。结果表明,同期播种的粗毛牛膝菊种子成熟早于牛膝菊,全生育期内粗毛牛膝菊的成熟花序和种子数量更多。牛膝菊成熟种子28℃培养5 d发芽率超过40%,培养15 d基本完成发芽;粗毛牛膝菊种子培养5 d基本不发芽,培养30 d发芽的仍较多。可见粗毛牛膝菊的结实能力强于牛膝菊,但种子发芽速度慢,发芽周期长。推测粗毛牛膝菊种子可能具有一定的后熟或休眠特性,显示出更强的环境适应性。

入侵植物牛膝菊与白车轴草之间化感互作的研究

采用培养皿培养法,配制0.625、1.250、2.500、5.000、10.000g/L不同浓度的植株地上部分水浸提液,对白车轴草与外来入侵杂草牛膝菊之间化感互作开展研究,旨在为牛膝菊入侵生境合理选择种植替代物种,实现生物防除牛膝菊和研制新型除草剂提供科学依据。结果表明:(1)不同浓度牛膝菊地上部分浸提液对白车轴草种子的萌发、幼苗的根长和根茎比总体呈抑制作用,且随浓度增加而增强。(2)浓度为10.000g/L的白车轴草地上部分浸提液对牛膝菊种子的萌发、幼苗的根长和根茎比有显著抑制作用,其他浓度有促进作用。(3)在供试浓度范围内,牛膝菊对白车轴草化感综合效应均小于0,表现出对白车轴草生长的抑制作用,浓度为10.000g/L的水浸提液抑制作用最大,而白车轴草对牛膝菊的化感综合效应在浓度为10.000g/L时小于0,对牛膝菊的生长具有抑制作用,其他浓度的化感综合效应均大于0,表现出对牛膝菊生长具有促进作用。因此,在相同生境下用白车轴草替代牛膝菊的生长要慎重。

入侵植物牛膝菊ISSR-PCR反应体系的建立与优化

通过L16(45)正交试验,研究了Mg2+、引物、dNTPs、Taq DNA聚合酶、模板DNA浓度5个因素在4个水平上对ISSR-PCR的影响,PCR结果应用DPS数据处理软件分析,建立了适合于牛膝菊ISSR-PCR的反应体系。优化体系(25μL)为:Mg2+浓度2.0 mmol/L,dNTP浓度0.5 mmol/L,Taq DNA聚合酶浓度0.08 U/μL,引物浓度0.2μmol/L,DNA浓度1.5 ng/μL。筛选出扩增稳定、多态性高、扩增条带清晰的ISSR引物8条,并确定了8条引物各自的最佳退火温度。

不同土壤水分对牛膝菊生长及光合特性的影响

设置3个土壤水分梯度,分别为对照组(CK)、轻度干旱处理组(HW)、重度干旱处理组(LW),测定牛膝菊(Galinsoga parviflora)的生长及光合特性。结果表明,1就株高、茎干重、根干重、叶生物量比和根生物量比而言,3个处理差异不显著(P>0.05);叶根比、比叶面积、叶面积比皆为HW最高。2随着光照度的增加,CK的牛膝菊净光合速率日变化呈现升高—降低—升高的趋势,HW和LW的牛膝菊净光合速率日变化呈现先升高后降低的趋势;光补偿点CK最高,为9.07μmol/(m2·s);光饱和点为HW最高,其数值为1 492.59μmol/(m2·s),LW最低,其数值为79.25μmol/(m2·s);LW的表观量子率最低;在最大光合有效辐射下,CK组的最大净光合速率最高,为13.96μmol/(m2·s)。3随着土壤水分的递减,牛膝菊净光合速率、气孔导度、蒸腾速率皆呈下降趋势,胞间CO2浓度变化为HW>CK>LW。