PEG模拟干旱胁迫对加拿大飞蓬种子萌发及幼根生长的影响

【目的】研究干旱胁迫对加拿大飞蓬种子萌发及幼根生长的影响,为科学防控加拿大飞蓬入侵提供依据。【方法】以当年生加拿大飞蓬成熟种子为材料,分别用蒸馏水(CK)和不同浓度5%、10%、15%、20%、25%的聚乙二醇溶液(PEG)(分别表示轻度、中度、重度、极度和极重度干旱胁迫强度)对加拿大飞蓬种子进行处理。测定日相对发芽率、发芽率、发芽势等指标,分析加拿大飞蓬种子萌发情况;测定幼苗根系宽、根系高、根平均直径、根面积、总根尖数及根分叉数,分析其幼苗根生长情况;并测定种子恢复萌发情况。【结果】无干旱胁迫的加拿大飞蓬种子萌发指标最高,随着干旱胁迫强度增加,种子萌发指标减小,极重度干旱胁迫下加拿大飞蓬种子不萌发。与CK相比,轻度干旱胁迫和重度干旱胁迫对加拿大飞蓬根平均直径影响不显著,但会促进侧根与不定根生长;重度干旱胁迫下,加拿大飞蓬的总根尖数和分叉数显著增加。加拿大飞蓬种子在PEG浓度为20.13%的干旱胁迫下不发芽。种子在极度和极重度干旱胁迫下不萌发,但当水分条件充足时,种子依然具有萌发的能力。【结论】建议在加拿大飞蓬种子尚未成熟前进行人工拔除,或在加拿大飞蓬入侵地种植耐旱强、生长快、根系发达、竞争性强的植物,以控制加拿大飞蓬的生长发育。

外来入侵植物小飞蓬化感物质的释放途径

在室内以滤纸为载体用离体生测方法测定了小飞蓬(Conyza canadesiL.)全株水浸提物、茎叶淋溶物、根系分泌物及残体土壤分解物对萝卜(Raphanussativus L.)、黄瓜(Cucumis sativus L.)、马唐(Digitarias anguinalis(L.)Scop.)油菜(Brassica campestris L.)和小麦(Triticuma estivum L.)的化感效应,同时在温室内以土壤为载体通过盆栽植物浇灌的方法测定了小飞蓬茎叶淋溶物和根系分泌物对盆栽植物生长的影响。室内生测实验结果表明,小飞蓬全株水浸提物对5种受体种子的萌发和幼苗生长均有较强的抑制作用;根系分泌物、茎叶淋溶物和残体土壤分解物对受体种子的生长抑制作用不同,根系分泌物的活性高于茎叶淋溶物和残体土壤分解物。温室盆栽实验结果也表明,小飞蓬根系分泌物对受体生长的影响高于茎叶淋溶物。这些结果说明根系分泌是小飞蓬化感物质释放的主要途径之一。

Mn胁迫对龙葵和小飞蓬生长及叶绿素荧光特性的影响

采用对Mn有明显耐受能力的植物龙葵(Solanum nigrumL.)和小飞蓬(Conyza Canadensis (L.) Cronq)为材料,用水培方法(Mn离子浓度分别为0.005(CK)、2、4、8、16mmol·L-1),研究植物生长、叶绿素含量及叶绿素荧光主要参数。结果表明,Mn胁迫下,随着Mn浓度的升高,龙葵和小飞蓬的叶面积、根长、存活率都有不同程度的下降,株高先略高于对照,而后逐渐下降。叶绿素含量随着培养液中Mn含量的增加显著降低。两种植物的最大光化学量子产量(Fv/Fm)、最大荧光(Fm)、同期光合量子产量(Yield)和表观光合电子传递速率(ETR)均随着Mn离子浓度的增加明显降低;两种植物的初始荧光(Fo)均呈先下降再上升趋势,而非光化学荧光淬灭系数(NPQ)有上升趋势,但处理之间NPQ变化差异不明显。试验表明在Mn胁迫下两种植物的光合作用电子传递过程和电子传递速率被抑制。随Mn处理浓度增大,龙葵受Mn胁迫的影响比小飞蓬小,说明其耐Mn水平较小飞蓬高,更适合用于Mn污染地区的植物修复。

水蓼、小飞蓬、杠板归和美洲商陆对锰毒的生理响应

采用水培试验,研究了不同的锰营养水平下,水蓼、小飞蓬、杠板归和美洲商陆的生理响应,通过丙二醛含量(M DA)、质膜透性(M P)、根系活力(RA)、可溶性糖含量(SS)、叶绿素含量、可溶性蛋白质含量等指标的分析比较,来揭示它们的耐锰性差异。结果表明,锰对4种植物的生理特性都有明显的影响。在高浓度锰处理下(16000μm ol/L),4种植物的质膜透性极显著升高(p<0.01),根系活力明显降低(p<0.05),地上部锰含量极显著增加(p<0.01),除美洲商陆外的其他3种植物的丙二醛含量明显上升(p<0.05),其中小飞蓬的变化幅度最大,美洲商陆的变化幅度最小。水蓼、杠板归、美洲商陆的可溶性糖及叶绿素总量维持在一定水平,与对照相比无极显著差异(p>0.01)。植物通过维持较低的质膜透性和丙二醛含量、较高的根系活力、稳定的可溶性糖及叶绿素含量来增强耐锰性,研究发现,美洲商陆的耐锰性最强,水蓼和杠板归的耐锰性较强,小飞蓬的耐锰性最差,并且发现水蓼和杠板归均已达到锰超富集植物的标准。

外来入侵植物小飞蓬种群构件生物量结构特征

小飞蓬是我国分布最广的外来入侵物种之一,通过样方调查,从构件水平研究了小飞蓬各构件的结构特征及其生物量间的关系模型,并进行了定量分析。结果表明小飞蓬各构件生物量间的关系表现为茎>叶>根>花;各构件生物量在个体生物量中所占比率也表现为茎>叶>根>花;小飞蓬根、茎、叶生物量与植株高度及各构件生物量间均呈正相关关系。

外来物种小飞蓬的化感作用初步研究

在室内用离体生测方法测定了小飞蓬水浸提液对马唐、稗草、反枝苋、黄瓜和油菜种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明,小飞蓬水浸提液对5种植物种子的萌发和幼苗生长均有较强的抑制作用。5种受体植物中,以油菜最为敏感,最低浓度0.012 5 g/mL处理下,油菜种子完全受到抑制不能萌发,在0.025 0 g/mL处理下反枝苋、马唐、黄瓜和稗草种子的萌发率分别为6.67%,9.09%,40.00%和50.00%;各种受体植物种子的发芽速率与种子萌发率一致,但较种子萌发率敏感。相同浓度处理时,小飞蓬水提物对5种植物根长的生长抑制作用均明显高于对苗高的抑制作用。

小飞蓬水浸提液对杂草萌发和生长的抑制效果

在室内以滤纸为载体用离体生测方法测定了外来植物小飞蓬(Conyza canadensis)不同部位根、茎、叶、花及全株水浸提液对夏季杂草马唐(Digitaria sanguinalis)、稗草(Echinochloa crusgalli)、苘麻(Abutilon theophrasti)和反枝苋(Amaranthus retroflexus)种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明,小飞蓬花、叶和茎水浸提液对供试受体马唐等4种杂草种子的萌发和幼苗生长均有较强的抑制作用,但根和全株对受体的影响较小,100 g·L-1浓度下,小飞蓬花、叶、茎、根和全株对受体的综合抑制效应分别为87.64%、80.65%、72.19%、48.24%和64.08%。受体杂草中反枝苋敏感性最高,其次是苘麻和马唐,稗草的敏感性最低,100 g·L-1小飞蓬叶片水浸提液对马唐和反枝苋的萌发抑制率为100.00%,对苘麻则为75.00%,但对稗草的抑制率仅为16.67%。试验结果表明,对夏季杂草萌发和生长影响最大的是小飞蓬花、叶和茎水浸提液。

小飞蓬对三种杂草种子萌发和幼苗生长的化感作用

以稗草[Echinochloa crusgalli(L.)Beauv.]、鬼针草(Bidens pilosa L.)、含羞草(Mimosa pudica L.)3种杂草种子为受体,以小飞蓬[Conyza canadensis(L.)Cronq.]全株为供体,采用培养皿滤纸培养法研究小飞蓬水提取液的乙酸乙酯、正丁醇和水萃取物对受体植物种子萌发和幼苗生长的化感作用。结果表明,小飞蓬的乙酸乙酯萃取物强烈抑制稗草和鬼针草的种子萌发和幼苗生长,且抑制效应随萃取物浓度的升高而提高,高浓度的乙酸乙酯萃取物对含羞草的种子萌发和幼苗生长抑制作用明显。乙酸乙酯萃取物浓度为0.5 mg/mL时,其对3种杂草幼苗的根长、茎长和鲜重的抑制作用与对照组比较就有显著差异。乙酸乙酯萃取物浓度为2.0 mg/mL时,其对稗草和鬼针草根长的化感效应指数(RI)值均为-1.00,对茎长的RI值分别为-0.97和-0.78;二者种子的萌发率平均值分别为3.3%和2.2%。小飞蓬的正丁醇萃取物抑制3种杂草的种子萌发和幼苗生长,但比乙酸乙酯萃取物的抑制作用弱。高浓度小飞蓬水萃取物强烈促进3种杂草的幼苗生长。说明小飞蓬水提取液中的除草活性物质可能存在于乙酸乙酯和正丁醇萃取物中。

土壤不同浓度铜对小飞蓬毒害及耐受性研究

通过对高Cu污染区(Ⅰ)、低Cu污染区(Ⅱ)和非污染区(Ⅲ)小飞蓬盆栽实验及生理生化指标分析,结果表明,生态型Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ电导率均随着Cu浓度增加而增大,并且两者之间呈极显著正相关;叶绿素(a+b)含量随着Cu浓度增加呈极显著负相关;生态型Ⅰ的蛋白质和脯氨酸含量随着Cu浓度增加均先有所升高,然后又降低,而生态型Ⅱ、Ⅲ则一直呈现降低趋势.3种生态型小飞蓬体内SOD、POD、CAT酶活性在Cu胁迫下均有所提高,与对照相比,当Cu浓度为12 0 0mg·kg-1时,生态型Ⅰ的SOD、POD、CAT活性分别为194. 1%、2 0 6 . 2 %、118 6 % ;Ⅱ的SOD、POD、CAT活性分别为170 . 1%、182 . 9%、111 3% ;Ⅲ的SOD、POD、CAT的活性分别为115. 1%、15 5 . 4 %、10 .7 3% .对3种生态型小飞蓬的生理生化指标及酶活性分析表明,高Cu污染区小飞蓬的耐受性要强于低Cu污染区,两者又均强于非污染区小飞蓬,这3种生态型小飞蓬的耐受性呈现出了明显的种间差异.

小飞蓬对油菜产量性状的影响及其经济阈值

采用添加系列试验和模型拟合的方法研究了不同小飞蓬密度下油菜产量性状的变化规律。结果表明,油菜在小飞蓬的竞争干扰下,单株角果数、籽粒数及产量均随其密度的增加而逐渐降低,而千粒重没有显著变化。对数模型可以较好地拟合小飞蓬与油菜角果数(y=-72.543lnx+624.954,P<0.001)、籽粒数(y=-0.935lnx+26.682,P<0.001)、产量(y=-311.994lnx+3167.996,P<0.001)以及产量损失(y=10.838lnx-10.046,P<0.001)间的关系。油菜田进行人工除草时,小飞蓬的经济危害允许水平为7.99%,经济阈值为5.28株/m2。

多舌飞蓬黄酮成分的研究

从多舌飞蓬Erigeronmultiradiatus（Wall．）Benth．全草中分得12个化合物，其中7个为黄酮，经理化性质和光谱分析鉴定为：芹菜素（Ⅰ）、槲皮素（Ⅱ）、木犀草素（Ⅲ）、芹菜素－7－O－β－D－葡萄糖醛酸苷即灯盏甲素（Ⅳ）、槲皮素－3－O－β－D－葡萄糖苷即异槲皮苷（Ⅴ）、黄芩素－7－O－β－D－葡萄糖醛酸苷即灯盏乙素（Ⅵ）和黄芩素－7－O－β－D－葡萄糖苷（Ⅶ）。以上化合物均系首次自该植物中分得，其中Ⅴ为首次从该属植物中分得。

铅污染条件下小飞蓬的铅积累与生长及叶绿素荧光动力学响应

为明确不同浓度铅胁迫对小飞蓬的生长及叶绿素荧光特性的影响程度,揭示小飞蓬对重金属铅耐性的生理机制,设置五个铅浓度梯度(0、200、500、1000、1500 mg·kg^(-1)),研究在不同铅胁迫条件下,小飞蓬的生物量(干重)、铅积累、叶绿素含量及叶绿素荧光特性的变化。结果表明:铅浓度为1500 mg·kg^(-1)时,小飞蓬的生物量(干重)、株高和叶绿素含量都受到显著的抑制(P<0.05)。当铅浓度在1000 mg·kg^(-1)以下时,光化学效率(Fv/Fm)、光化学淬灭系数(q P)、电子传递速率(ETR)和有效光化学量子产量(Fv′/Fm′)与对照组差异均不显著(P>0.05);当铅浓度达到1500 mg·kg^(-1)时,Fv/Fm、q P、ETR、Fv′/Fm′与对照组差异性显著(P<0.05),表明铅浓度小于1000 mg·kg^(-1)时,小飞蓬的反应中心光合活性未受到影响,有较强的适应能力。小飞蓬地上部与地下部的铅积累随铅浓度的增加而显著上升(P<0.05),当铅浓度达到1000 mg·kg^(-1)时,地上部与地下部的铅积累量达到最大,分别为240.2 mg·kg^(-1)和333.5mg·kg^(-1),表明在铅污染区小飞蓬具有较强的铅积累能力。综上所述,小飞蓬在1000 mg·kg^(-1)以下的铅污染区有较强的适应能力,对铅污染土壤的修复也具有一定的应用潜力,因此可考虑将小飞蓬作为铅污染土壤修复的潜在物种。

多舌飞蓬甙的分离和结构

从多舌飞蓬［Ｅｒｉｇｅｒｏｎｍｕｌｔｉｒａｄｉａｔｕｓ（Ｗａｌ．）Ｂｅｎｔｈ．］全草中分离得到１２个化合物，其中５个经理化性质和光谱分析鉴定为：焦袂康酸（Ｉ）、东莨菪素（ＩＩ）、对羟基苯甲酸（ＩＩ）、香草酸（ＩＶ）、γ吡喃酮３氧［６″（３′，４′二羟基桂皮酰）］βＤ葡萄糖甙（Ｖ）。其中ＩＩ，ＩＩ，ＩＶ为首次从该属植物中获得，Ｖ为一新化合物，命名为多舌飞蓬甙（６′Ｏｃａｆｅｙｌｅｒｉｇｅｒｏｓｉｄｅ）。

热区小飞蓬水浸液化感作用的初步研究

以热带地区常见植物萝卜、绿豆、黄瓜、柱花草和苋菜为受体植物,测定小飞蓬的水浸液对受体植物的种子萌发和幼苗生长的化感作用。结果表明,小飞蓬水浸液显著抑制5种受体植物种子的萌发,如0.20 g/mL小飞蓬茎叶水浸液对苋菜种子的萌发率和萌发指数的RI值分别为-0.822和-0.892。小飞蓬水浸液对萝卜、柱花草以及苋菜3种受体植物幼苗的生长表现出抑制作用。当根部水浸液的浓度为0.15 g/mL时,这3种受体植物幼苗的根都受到了极显著的抑制,其RI值分别为-0.399、-0.622和-0.667。综合各项指标分析,小飞蓬水浸液对不同受体植物之间的化感作用强弱差异显著,其中苋菜受到的化感作用最强,柱花草次之。小飞蓬水浸液中的化感物质大部分能溶于乙酸乙酯中。

小飞蓬提取物除草活性的生物测定

以高粱(Sorghum vulgarePers.)、黄瓜(Cucum is sativusL.)、小麦(Triticum aestivumL.)和油菜(BrassicacampestrisL.)为供试对象,用种子萌发法测定了小飞蓬(Erigeron canadensisL.)全株的石油醚、乙酸乙酯和乙醇等3种溶剂提取物的除草活性。小飞蓬的乙酸乙酯与乙醇提取物对4种供试作物均显示出很强的抑制生长作用,浓度达100 mg.mL-1时对小麦和油菜幼苗生长的抑制率均为100%。小飞蓬乙酸乙酯提取物对高粱和油菜的幼根及黄瓜和油菜幼茎的生长有明显的抑制作用。低浓度乙醇提取物对小麦和高粱幼根及幼茎的生长有较强抑制作用,但高浓度时则对黄瓜和油菜的抑制作用较强;6.25 mg.mL-1乙醇提取物对黄瓜、油菜、小麦和高粱幼茎生长的抑制率分别为6.50%、8.58%、21.51%和26.98%;25 mg.mL-1乙醇提取物的抑制率则分别达到61.31%、77.45%、39.78%和46.34%。表明小飞蓬乙酸乙酯和乙醇提取物具有潜在的除草活性。

高温强光照下小飞蓬和假臭草叶绿素荧光参数日变化分析

为探讨入侵植物对高温强光照天气的光适应性及其生理生态学机制,在高温强光照下,比较研究假臭草和小飞蓬2种入侵植物叶绿素参数日变化特征和叶绿素含量。结果表明:(1)在高温强光照下,小飞蓬叶片荧光参数ETRmax、Fv/Fm和φPSⅡ呈双峰型曲线,假臭草呈单峰型;但小飞蓬ETRmax值、IK和φPSⅡ全天平均值高于假臭草,即小飞蓬叶片维持较高水平的电子传递速率,增加了光能利用率。(2)2种入侵植物随着光强的增加而光化学淬灭系数(qP)减小,非光化学淬灭系数(NPQ)增加,即分配在热耗散的光能量均增高。(3)小飞蓬的叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b、类胡萝卜素含量及叶绿素a/b的比值均显著高于假臭草。假臭草和小飞蓬在高温强光照环境下均能有效地维持光合系统正常运转,但小飞蓬的光合效率和对高温强光照环境下耐受能力比假臭草强。以上研究均证明小飞蓬比假臭草入侵时间长,分布广,适应性强。

不同生态型小飞蓬对酸樱桃镉积累及土壤酶活性的影响

为研究镉污染下,不同生态型小飞蓬对酸樱桃镉积累及土壤酶活性的影响,通过盆栽试验研究了2类生态型(矿山生态型和非矿山生态型)小飞蓬与酸樱桃混种对2类植物生物量、镉含量及土壤酶活性的影响。结果表明,与矿山生态型和非矿山生态型小飞蓬混种的酸樱桃地上部生物量分别较单种降低了31.92%和34.62%,根系生物量较单种分别降低了42.47%和33.33%;地上部镉含量分别比单种下降35.42%和44.44%,根系的镉含量分别比单种下降17.01%和28.70%。2种混种方式均使土壤有效镉含量、土壤过氧化氢酶活性、土壤脲酶活性较各自单种有所增加,土壤蔗糖酶活性有所下降。因此,2种不同生态型小飞蓬混种酸樱桃,虽然使酸樱桃生长受到一定抑制,但对土壤微生物环境有一定改善效果,且能有效降低酸樱桃对镉的吸收,其中以混种矿山生态型小飞蓬的效果更好。

小飞蓬多酚提取及其抗氧化性研究

【目的】确定小飞蓬多酚最佳提取工艺及其对羟基自由基(·OH)的清除效果,为充分开发利用小飞蓬的药用价值奠定基础。【方法】用乙醇浸提法提取小飞蓬多酚,采用单因素试验与正交试验优化乙醇浓度、浸提温度、浸提时间、料液比等提取工艺参数,并探讨小飞蓬多酚对·OH的清除作用。【结果】各提取因素对小飞蓬多酚提取效果的影响顺序为:乙醇浓度>料液比>浸提时间>浸提温度,最佳提取工艺参数为:乙醇浓度50%,浸提温度70℃,浸提时间60min,料液比1:20。当小飞蓬多酚浓度为0.3mg/mL时,对·OH的清除率可达35%。【结论】在最佳提取工艺条件下小飞蓬多酚的提取率可达12.751mg/g,且小飞蓬多酚对·OH的清除效果良好。

加拿大一枝黄花和小飞蓬叶浸提液对大豆幼苗生长的复合化感效应

加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)和小飞蓬(Conyza canadensis)常共同入侵至同一农田生态系统。探究了两者对大豆幼苗生长的复合化感作用。加拿大一枝黄花叶浸提液显著抑制大豆幼苗地上生物量。而小飞蓬叶浸提液也明显抑制大豆幼苗地上生物量(未达到显著水平)。与对照处理相比,两者复合叶浸提液处理未显著影响大豆幼苗地上生物量。两者复合叶浸提液处理下大豆幼苗地上生物量显著大于加拿大一枝黄花叶浸提液单一处理,同时也大于小飞蓬叶浸提液单一处理(未达到显著水平)。两者叶浸提液单一处理均明显降低大豆幼苗株高(未达到显著水平)。与对照处理相比,两者复合叶浸提液处理未显著影响大豆幼苗株高。两者复合叶浸提液处理下大豆幼苗株高明显大于两者叶浸提液单一处理(未达到显著水平)。因此,两者叶浸提液对大豆幼苗的生长均具有一定程度的抑制效应,且加拿大一枝黄花叶浸提液对大豆幼苗产生的化感作用(尤其是地上生物量)明显大于小飞蓬。两者复合化感作用明显低于两者单一化感作用,尤其是两者对大豆幼苗地上生物量的复合化感作用显著低于加拿大一枝黄花的单一化感作用。所以,化感效应可能在两者共同入侵(即两者复合作用)进程中所起的贡献低于在两者单一入侵进程中所起的作用。

短葶飞蓬总黄酮含量的生态生物学分析

目的 为研究短葶飞蓬总黄酮含量在个体器官间、个体间、不同地区和不同生境种群间的变化规律。方法测定了云南邱北、昆明等 8个地区 ,大理苍山不同海拔条件下生长和栽培的短葶飞蓬植株体内总黄酮含量。结果 不同地区生长的短葶飞蓬总黄酮含量不同 ;同一地区 ,总黄酮含量有随海拔升高而上升的趋势。植株地上部分茎、叶和花的总黄酮含量高于地下部分根的 ,生长在同一生境的短葶飞蓬不同个体总黄酮含量也有差异。结论 短葶飞蓬体内总黄酮含量的高低是基因和环境条件共同作用的结果。