干旱生境中接种丛枝菌根真菌对三叶鬼针草(Bidens pilosa L.)光合特征的影响

为阐明丛枝菌根真菌对石灰岩地区适生植物三叶鬼针草(Bidens pilosaL.)光合作用的影响,设置正常浇水(A)、中度干旱胁迫(B)和重度干旱胁迫(C)3个水分处理梯度,比较了不同水分处理条件下接种丛枝菌根真菌Glomus mosseae和未接种三叶鬼针草之间净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、胞间CO2浓度、羧化效率、水分利用效率等特征的差异。结果表明,水分胁迫显著降低三叶鬼针草的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和羧化效率。胞间CO2浓度在处理的前期(7d)因干旱胁迫而降低,在后期随土壤含水量的降低而升高;水分利用效率则是中度胁迫的植株、正常浇水处理植株、重度胁迫植株依次降低。在正常浇水条件下接种G.mosseae对三叶鬼针草光合参数没有产生显著性影响;在中度胁迫条件下,接种植株较未接种植株在水分处理的前28d有更高的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和羧化效率;在重度胁迫条件下,虽然净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和羧化效率接种植株高于未接种植株,但是二者并不显著。研究认为,干旱胁迫对三叶鬼针草光合作用的影响在水分处理的前期表现为气孔因素制约,在后期则主要是非气孔因素的影响;在正常浇水条件下接种G.mosseae对三叶鬼针草的光合作用没有显著性影响,在干旱胁迫条件下,丛枝菌根真菌通过改善三叶鬼针草气孔导度和羧化效率等减弱干旱胁迫对植株的伤害,但是这种保护作用因为土壤水分的严重匮乏以及土壤干旱的时间延长而受到限制。

镉、铅胁迫对三叶鬼针草(Bidens pilosa L.)种子萌发的影响

采用沙培法研究铅、镉胁迫对三叶鬼针草种子萌发的影响。结果发现:在胁迫初期,种子的发芽率表现出与对照相同的趋势,后期抑制作用较为明显。低浓度镉、铅胁迫对三叶鬼针草种子的萌发有促进作用;高浓度胁迫对种子的萌发均有较强的抑制作用。

不同磷水平下外接AMF对三叶鬼针草和金盏银盘形态指标及光合生理的影响

为探究不同磷水平下丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhiza fungi,AMF)对入侵植物三叶鬼针草(Bidens pilosa)和四川本地近缘植物金盏银盘(B. biternata)生长状况、营养吸收、光合作用以及抗氧化酶活性的影响,设0、50、200 mg/kg磷水平下对2种植物接种AMF摩西斗管囊霉(Funneliformis mosseae)以及不接种对照(CK)盆栽试验。结果表明,AMF均能侵染上述2种植物,且AMF对三叶鬼针草的侵染率和孢子密度均显著高于金盏银盘,在50 mg/kg磷水平下三叶鬼针草的侵染率和孢子密度最高。0、50mg/kg磷水平下接种AMF处理均可以显著促进2种植物对磷的吸收,对氮的吸收下降;对2种植物的株高、叶面积、总生物量、分枝数和根冠比也有一定的促进作用。50 mg/kg磷水平下,与CK相比,接种AMF的三叶鬼针草和金盏银盘总叶绿素含量、叶绿素a/b、最大荧光、PSⅡ最大光化学量子产量以及光合性能指数分别增加22.1%~22.9%、8.4%~11.5%、15.5%~23.8%、11.4%~14.4%、17.9%~25.9%;净光合速率、气孔导度和蒸腾速率分别增加8.1%~17.7%、18.4%~18.7%、12.6%~14.9%,胞间CO_(2)浓度下降9.4%~14.7%;超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶活性显著高于CK,分别提高了17.2%~19.3%、37.4%~46.4%、24.1%~32.1%;渗透调节物质可溶性糖、可溶性蛋白含量分别提高了45.6%~59.8%、33.3%~45.1%。综上,低磷水平(0、50 mg/kg)下AMF能够促进三叶鬼针草和金盏银盘的生长,且三叶鬼针草的菌根效应高于金盏银盘,高磷(200 mg/kg)水平整体上对2种植物生长产生一定抑制,菌根效应很可能对低磷环境下三叶鬼针草的成功入侵产生一定的作用。

入侵植物肿柄菊对三叶鬼针草的化感作用

肿柄菊(Tithonia diversifolia A.Gray)和三叶鬼针草(Bidens pilosa L.)同属菊科外来入侵植物。采用培养皿培养法用前者不同含量(0.8%,1.6%,2.4%,3.2%)的叶片提取液胁迫处理后者的种子和幼苗,通过测定后者种子活力及幼苗生长量、抗氧化酶活性和细胞膜透性,探讨肿柄菊对三叶鬼针草的化感作用,进而为前者用于后者防控提供理论依据。结果表明,随着肿柄菊叶片提取液含量的提高,三叶鬼针草种子发芽指数和种子活力及幼苗生长量逐渐下降,化感效应指数小于0;相对电导率逐渐提高,幼苗细胞膜的完整性下降;而超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)的活性则随之提高,化感效应指数大于0。肿柄菊叶提取含量达3.2%时,鬼针草种子发芽指数、活力指数和幼苗生长量仅分别为对照的25.7%、2.1%和9.4%。对照的SOD、CAT和POD活性分别为68.3±2.3、0.6±0.0和0.5±0.1,而提取液含量3.2%时则分别为117.2±3.2、1.2±0.1和0.9±0.2。显然,肿柄菊对鬼针草产生强烈化感作用,且随浓度的增加而加强。

三叶鬼针草和黑心菊根系分泌物对井栏边草配子体叶绿素荧光特性的影响

研究了入侵植物三叶鬼针草（Bidens pilosa）和非入侵植物黑心菊（Rudbeckia hirta）的根系分泌物对三叶鬼针草入侵和潜在扩散区代表蕨类植物井栏边草（Pteris multifida）配子体叶绿素荧光参数的影响.结果表明,与对照相比,除非光化学荧光淬灭系数外,三叶鬼针草和黑心菊均可降低井栏边草其他叶绿素荧光参数.这种抑制作用随2种植物根系分泌物浓度升高而增强.处理第十天,抑制效果最明显.当三叶鬼针草和黑心菊根系分泌物浓度高于12.5％时,在处理4-10d后,配子体各叶绿素荧光参数均受到显著影响.综上所述,三叶鬼针草和黑心菊对井栏边草配子体光合能力均可产生抑制作用,且三叶鬼针草抑制作用更强.

环境因子对三叶鬼针草与鬼针草种子萌发的影响

三叶鬼针草(Bidens pilosa)是一种入侵性较强的外来杂草,现已在我国华南地区广泛蔓延。采取野外调查与室内实验相结合的方法,研究了三叶鬼针草与土著种鬼针草(Bidens bipinnata)的繁殖特征与种子萌发特性。结果表明:与土著种鬼针草相比,三叶鬼针草的分枝能力强,分枝数量多,并能够产生数量更高、质量更轻的种子。三叶鬼针草、鬼针草的最适萌发温度分别为20～30℃、10～25℃,其萌发率均高达92.00%以上,高温(30～40℃)不利于两种杂草种子的萌发,但土著种受到的抑制作用更强。两种杂草种子均在全光处理下获得最高萌发率,除全黑暗处理外,环境光强变化对三叶鬼针草的种子萌发影响不明显,但25%弱光导致鬼针草的萌发率显著下降。轻度干旱(ρ(PEG)≤0.10 g.mL-1)对两种杂草种子的萌发影响不大,中度干旱(ρ(PEG)=0.15 g.mL-1)能够降低其种子萌发率,但相对而言,三叶鬼针草的萌发率降幅较小。两种杂草种子的萌发对pH的适应范围较广,只有pH 2.0的强酸性溶液才造成其种子萌发率显著下降。外界过高的N、P养分对两种杂草种子的萌发均产生不利影响,尤其是N素过高对土著种鬼针草种子萌发的抑制作用更强。掩埋处理能够抑制两种杂草种子的萌发,当埋藏深度达3.0 cm时,所有的种子均不能正常萌发与出苗,但在土壤表面,三叶鬼针草的萌发势要显著高于鬼针草。

外来入侵植物三叶鬼针草种子萌发与贮藏特性研究

研究了光照和温度对外来入侵植物三叶鬼针草(BidenspilosaL.)种子萌发的影响及种子在不同温度下贮藏后的发芽力变化。结果表明,光照和变温不是三叶鬼针草种子萌发的必要条件,在15～30℃恒温条件下萌发率均达到80%以上,35℃恒温显著抑制其萌发且发芽的种子不能正常发育;零下低温(-10℃)和零上低温(4℃)贮藏6个月的三叶鬼针草种子萌发率(分别为95%和94.7%)与贮藏前的萌发率(97.7%)相比无显著差异,而在室温下贮藏6个月的种子,随着贮藏时间的增加萌发率逐渐下降,6个月后不仅萌发率急剧下降到16%、萌发时间延长至10d,而且发芽的种子亦不能正常发育。

外来入侵植物银胶菊水提物对三叶鬼针草和茶条木种子萌发的化感作用

以伴生草本植物三叶鬼针草和能源木本植物茶条木为受试植物,初步研究了外来入侵植物银胶菊根、茎、花水浸提液对二者种子萌发的化感效应。根据发芽率、化感效应敏感指数、发芽速率可以看出,银胶菊不同部位的浸提液在不同浓度下对三叶鬼针草的种子萌发的影响力不同;而对茶条木种子萌发无明显的作用。为选择适宜植物,生物替代防治银胶菊提供依据。

菊科入侵植物三叶鬼针草的繁殖特征及其与入侵性的关系

三叶鬼针草(Bidens pilosa)是一种危害严重的菊科入侵植物。通过实验观察和人工控制套袋等方法,对其花序开花动态、花粉胚珠比(P/O)、自交亲和性、花粉活力、访花昆虫和种子(瘦果)的萌发率等与繁殖相关的特征进行了研究,探讨了这些繁殖特征与入侵性的关系。三叶鬼针草在10-11月开花,单个花序的花期约为5-6天。每小花的花柱基部有圆筒状的蜜腺环绕。单个花序内可自交亲和,自交结实率和花粉活力均较高,其P/O值为1754.12±29.87。主要访花者为灰蝶科(Lycaenidae)、粉蝶科(Pieridae)和茧蜂科(Braconidae)昆虫。三叶鬼针草所具有的灵活交配机制是其入侵成功的重要因素。此外,三叶鬼针草结实量大、种子产生迅速且适于传播,以及种子萌发范围广和短期快速萌发等特性也增强了其入侵性。

三叶鬼针草等7种常见菊科杂草植物对重金属的超富集特征

超富集植物是植物修复重金属污染土壤技术最主要的内容,而超富集植物的筛选是植物修复技术的难点和重点.采用室外盆栽试验的方法,研究了我国北方较常见的7种菊科植物对重金属的超富集特征.盆栽筛选试验表明,蒲公英和三叶鬼针草对Cd单一及Cd-Pb-Cu-Zn复合污染的耐性较强,植物地上部镉含量分别高于其根部镉含量,地上部镉的富集系数也均大于1,具备了镉超富集植物的基本特征.以这2种植物为试材的盆栽浓度梯度试验表明,当土壤中Cd投加浓度分别为25、50、100mg·kg-1时,三叶鬼针草地上部生物量没有明显下降(p<0.05),Cd含量均大于其根部Cd含量,且其叶中Cd含量均大于100mg·kg-1,达到了Cd超富集植物应达到的临界含量标准.而蒲公英在这3个处理条件下,其叶片中Cd含量均没有超过100mg·kg-1.可见只有三叶鬼针草完全具有镉超富集植物的基本特征,是镉超富集植物.

光强对三叶鬼针草生长特征的影响

利用温室盆栽试验,研究了不同光强100%、40%、20%和5%下三叶鬼针草营养生长期和繁殖期的生长特征。结果表明:中度遮荫有利于三叶鬼针草支持结构的生长和营养期的物质积累,重度遮荫下仍能生长良好。在两个生长时期,相对生长速率(RGR)、净同化速率(NAR)均在100%光强下最大,5%光强下最小;总生物量在营养期和繁殖期分别在40%光强和全光照下最大,在3%光强下最小;株高、总叶面积(TLA)、根生物量比(RMR)、根冠比(R/C)、叶生物量比(LMR)、比叶面积(SLA)、叶面积比(LAR)、平均叶面积比(LARm)在3%光强时均大于全光照下的;支持结构生物量比(SBR)在40%光强、20%光强下大于3%光强和全光照处理。这说明三叶鬼针草在形态、生物量分配及生长特性上对光因素具较强的可塑性,这可能是其分布范围广、具有强入侵性的因素之一。

三叶鬼针草生物量分配与化感作用对大气温度升高的响应

全球气候变暖已经成为不容置疑的事实,同时外来入侵植物对入侵地的生态环境造成严重的危害,外来入侵植物可能对温度升高做出积极地响应。文章研究了不同温度(22、26和30℃)处理对入侵植物三叶鬼针草(Bidens pilosa L.)种子萌发、幼苗生物量分配及化感作用的影响,探讨三叶鬼针草对全球气候变暖的响应策略。结果表明;温度为22和26℃比30℃有利于三叶鬼针草种子的萌发。温度升高显著增加三叶鬼针草的株高、生物量和叶面积,三叶鬼针草幼苗增加对茎和叶的生物量投资。同时相同浓度的三叶鬼针草水浸提液对马唐(Digitaria sanguinalis(L.)Scop)和牛筋草(Eleusine indica(L.)Gaertn)的化感作用随着温度升高而增强。研究表明:温度升高促进了三叶鬼针草的生长,改变生物量分配模式同时增强了对受体植物的化感作用。温度升高可能是促进三叶鬼针草入侵的生态环境因子之一,未来全球气温变暖可能使其入侵加剧。

入侵植物薇甘菊和三叶鬼针草对土壤细菌群落的影响

【研究目的】通过比较外来植物薇甘菊和三叶鬼针草对入侵地土壤细菌群落的影响,以期揭示外来植物入侵的土壤微生物学机制。【方法】基于16SrDNA的PCR-DGGE图谱分析,结合条带割胶回收DNA进行序列分析的方法,对入侵植物薇甘菊和三叶鬼针草在广州不同入侵程度的土壤中细菌群落的多样性及优势类群进行比较分析。【结果】DGGE图谱分析结果表明:薇甘菊重度入侵与轻度入侵、重度入侵与未入侵样品中的细菌群落结构的相似性分别为59.6%和54.2%;三叶鬼针草重度入侵与轻度入侵、重度入侵与未入侵样品中的细菌群落结构的相似性分别为60.0%和58.6%。DGGE图谱中特异性条带序列分析表明:薇甘菊和三叶鬼针草入侵引起变化的优势菌群为与α、β、γ变形菌纲和芽孢杆菌有很近亲缘关系的不可培养细菌。【结论】2种入侵植物在不同入侵程度土壤中改变了土壤细菌群落的组成和种类,有可能形成有利于自身生长的微环境,以便于进一步扩张。

三叶鬼针草中黄酮甙对烟草花叶病毒的抑制作用

测试了从三叶鬼针草中提取的黄酮甙对烟草花叶病毒(Tobaccomosaicvirus,TMV)的抑制作用.结果表明:黄酮甙对TMV具有明显的体外钝化作用,其质量浓度为100μg·mL-1时,对TMV的抑制率为91.3%,但对烟草体内病毒复制无显著的抑制效果;聚丙烯酰胺凝胶电泳显示黄酮甙与病毒外壳蛋白混合的泳带比对照明显滞后,表明黄酮甙可与TMV外壳蛋白结合,透析或萃取可使这种结合解离,使病毒恢复侵染力,说明黄酮甙对病毒无直接杀灭作用;用黄酮甙处理过的普通烟叶片,12h后接种病毒,可阻抑病毒初侵染,延迟病害症状的出现.

三叶鬼针草对蚕豆根尖遗传毒性的研究

化感作用是外来植物成功入侵和快速扩散的机制之一,为了探讨入侵植物三叶鬼针草(Bidens pilosa L.)的化感作用机制,运用蚕豆根尖微核技术和植物切片技术,研究了不同质量浓度的三叶鬼针草水浸提液对蚕豆(Vicia faba L.)根尖细胞的遗传损伤和对根生长的影响。结果表明,三叶鬼针草水浸提液对蚕豆根尖细胞有丝分裂及生长产生不同程度的抑制和损伤,具有明显的遗传毒性。水浸提液对蚕豆根尖的影响存在显著的时间效应和质量浓度效应。经切片测量统计,水浸提液促进了成熟区细胞平周分裂,使根尖细胞层数增加;同时显著地抑制了细胞伸长,使根尖缩短,整体表现为使根尖加粗变短。三叶鬼针草水浸提液抑制了细胞有丝分裂的正常进行,并随着水浸提液质量分数的升高,分裂期细胞数目下降,微核率逐渐升高。本研究结果表明三叶鬼针草水溶性化感物质对植物的遗传稳定性及细胞形态结构具有一定的影响,三叶鬼针草的化感作用可能是其成功入侵的机制之一。

不同光照和水分下三叶鬼针草与本地种金盏银盘生长特征的比较研究

为探讨三叶鬼针草(Bidens pilosa)成功入侵机制,利用盆栽试验对不同光照和水分条件下三叶鬼针草与本地种金盏银盘(B.biternata)的生长特征进行了比较研究。结果表明,两物种对光和水的变化均具有较大可塑性,但与金盏银盘相比,在有利环境下三叶鬼针草具有较大的株高、叶面积、生物量;在不利环境下,三叶鬼针草具有较大的比叶面积和叶面积比;除叶面积比和叶生物量比外,三叶鬼针草各生理参数的可塑性指数均高于本地种。这说明三叶鬼针草具有较强的表型可塑性和入侵适应性,这些特性促进了其成功入侵。

三叶鬼针草挥发性成分的研究

采用同时蒸馏萃取贵州三叶鬼针草不同部位挥发油,并用气相色谱-质谱进行分离测定,对比研究了它们的化学成分,共分离出69种成分,鉴定出53个化合物,主要成分为炔类、萜烯化合物及其衍生物;含量较高的化合物有(Z)-1,11-十三二烯-3,5,7,9-四炔(19.41%～37.16%)、石竹烯(15.68%～16.62%)、大牛儿烯-D(5.52%～18.50%)等。

2种生态型三叶鬼针草的不同株数混种比例对其镉累积的影响

为研究不同混种比例对2种生态型三叶鬼针草(Bidens pilosa)镉积累的影响,通过盆栽试验研究了镉污染条件下(w为10 mg·kg-1)农田生态型与矿山生态型三叶鬼针草在混种株数比例为1∶4、2∶3、3∶2、4∶1以及单种时2种生态型三叶鬼针草对镉的积累效果。结果表明,混种提高了农田生态型三叶鬼针草单株生物量,但降低了矿山生态型三叶鬼针草单株生物量。混种也提高了2种生态型三叶鬼针草的叶绿素a、叶绿素b及类胡萝卜素含量。此外,混种显著提高了2种生态型三叶鬼针草各器官的镉含量(P<0.05)。当农田生态型与矿山生态型混种株数比例为2∶3时,2种生态型三叶鬼针草各器官镉含量均最大,且单盆三叶鬼针草地上部分及整株镉积累量也最大,分别为422.08和477.91μg·盆-1。因此,农田生态型与矿山生态型三叶鬼针草混种株数比例为2∶3时能有效提高2种生态型三叶鬼针草对镉的积累能力,增强对镉污染土壤的修复效果。

香茅、胜红蓟和三叶鬼针草植物他感作用研究

香茅是重要的香料作物,胜红蓟和三叶鬼针草是华南地区重要杂草,本研究证实了这3种植物水抽提物对萝卜、水稻和黄瓜3种受体种子萌发和幼苗生长的植物他感抑制作用.测定了水抽提物的作用浓度.受体中萝卜对他感作用物抑制的反应最敏感.在种子萌发率、幼苗根长和苗高3个测试项目中,幼苗根长对他感作用物抑制的反应最敏感.