气候变化背景下入侵植物曼陀罗在西藏的潜在风险区预测

生物安全与外来物种入侵是国门生物安全的重大生态学问题,生物入侵造成了巨大的经济损失与生物多样性快速丧失,还影响着人类的身体健康。西藏是我国重要的生态安全屏障,生态类型复杂且丰富多样,明确西藏区域尺度上外来入侵植物的潜在分布格局及其对气候变化的响应对入侵植物的预防和控制具有重要意义。为了探究入侵植物曼陀罗(Datura stramonium L.)对西藏生态安全的影响风险,基于野外实地调查数据,采用最大熵(Maxent)模型,应用R语言和SPSS软件对模型参数和数据进行优化筛选,探讨影响其地理分布的主要环境因子,并模拟预测了当代及2种气候变化情景(RCP 45、RCP 85)下2050年和2070年,其在西藏的潜在入侵风险区分布情况。结果表明:下层土壤酸碱度、年平均气温、最暖月最高温度与土壤有效含水量是影响曼陀罗分布的主导环境因子,海拔和人类活动影响强度也有重要作用;朗县、加查县、乃东区、城关区、八宿县、贡嘎县、巴宜区、波密县、察隅县、芒康县等地为入侵高风险地区;两种气候背景下曼陀罗的各级风险区面积和总风险区面积均呈持续增加的变化趋势,且在最高碳排放情景(RCP 85情景)下响应更为敏感;主要沿着低海拔河谷区域东南向西北方向入侵扩散的趋势,分布中心由当前的墨脱县域向工布江达县域转移。综合来说,曼陀罗在西藏分布受土壤环境、温度和降水影响较大,气候变化和人类活动影响强度将使其向西藏西部、北部扩散。研究结果可为西藏地区综合防控曼陀罗的入侵危害与动态监测提供生态学基础理论依据。

重金属污染下曼陀罗种群分化的RAPD分析

将不同空间地段上获得的同一种质但污染年代各不相同的 4个曼陀罗材料种子易地种植在同一模拟重金属污染生境中 ,对这 4个曼陀罗种群进行 RAPD分析。结果表明 ,在 1 0 5个检测位点中发现有 78个位点呈多态性。在这些多态位点中未发现与重金属抗性有关的特异性多态 DNA片段。Shannon-Weiner指数计算结果表明 ,在短期污染时间内曼陀罗种群遗传多样性水平降低。随着污染时间的推移 ,曼陀罗种群逐渐在污染迹地上稳定下来 ,曼陀罗种群遗传多样性水平有所回升和提高 ,4个曼陀罗种群遗传多样性由高到低排列顺序为 L>CK>M>S。遗传多样性指数表明曼陀罗种群间变异程度远小于种群内的遗传变异。 4个种群两两间遗传距离较小 ,遗传距离最大的种群为 L和 S,最小的为 L和 CK种群。因此 ,在重金属胁迫环境选择下 ,曼陀罗种群发生了一定程度的分化与微进化 。

曼陀罗植株不同部位浸提液化感作用的比较研究

为了比较曼陀罗不同部位化感作用的差异,用蒸馏水分别浸提曼陀罗根、茎、叶的有效成分,以蒸馏水为对照,研究曼陀罗根、茎、叶浸提液对芝麻和粟种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明,0.2g/ml曼陀罗叶浸提液处理时,芝麻和粟种子萌发率分别降低83%和83.3%,幼苗的根和茎则停止了生长;0.4g/ml曼陀罗茎浸提液使芝麻和粟的萌发率降低27.6%和15.8%,幼苗根长降低93.3%和64.7%,幼苗茎长降低51.2%和18.0%。0.4g/ml曼陀罗根浸提液使芝麻和粟种子萌发率降低31.2%和56.2%,幼苗根长降低75.1%和15.0%。因此,曼陀罗叶浸提液强烈抑制了芝麻和粟的种子萌发和幼苗生长,茎浸提液和根浸提液也都存在一定的抑制效应,但都弱于叶浸提液。

曼陀罗生物碱提取液对几种植物种子萌发的影响

以不同浓度的曼陀罗生物碱提取液分别处理3种植物种子，探索其对植物种子萌发的影响。结果表明：低浓度（0．1、0．2mg/ml）浸种对鹰嘴豆、金豆种子萌发均有不同程度的促进作用，但较高浓度（0．3～0．5mg/ml）浸种则表现出抑制作用；各处理对番茄种子萌发均有抑制作用，使种子的萌发率、α-淀粉酶活性等受到明显抑制，且抑制作用随处理浓度提高而增强。

气相色谱/质谱法分析曼陀罗果实挥发油的化学成分

用水蒸汽蒸馏法从曼陀罗果实中提取挥发油,并用气相色谱/质谱(GC/MS)联用技术对其化学成分进行分离和结构鉴定,用峰面积归一化法确定各成分的相对含量。结果确定了68种化合物,占挥发油总量的82.83%,其主要成分为6-戊基-5,6-二氢化吡喃-2-酮(9.13%)、3,7,11,15-四甲基-2-十六碳烯-1-醇(6.71%)、二苯酮(6.16%)和1-己醇(6.10%)等。

入侵杂草曼陀罗对作物化感机理的初步研究

通过室内培养皿法研究了曼陀罗叶水浸提液对油菜、辣椒和苋菜一些生理生化的化感影响.结果表明,曼陀罗浸提液对作物幼苗SOD活性有低促高抑的作用.曼陀罗浸提液抑制油菜幼苗POD活性,而提高辣椒和苋菜POD活性.同时,浸提液提高了3种作物幼苗MDA含量.低质量浓度曼陀罗浸提液提高了苋菜和辣椒根系活力,而各质量浓度的曼陀罗浸提液却都极显著地降低了油菜幼苗根系的活力.

白花曼陀罗挥发油主要化学成分和抑菌活性测定

[目的]测定白花曼陀罗挥发油的主要化学成分和抑菌活性。[方法]用水蒸汽蒸馏法从白花曼陀罗中提取挥发油,用气相色谱-质谱联用技术对挥发油的化学成分进行分析;以烟草赤星菌(Alternaria alternata)、苹果干腐病菌(Botryosphae riadothidea)、棉立枯病菌(Rhizoctonia solani Kühn)、茄腐皮病镰孢霉(Fusarium solani(Mart.)和草燕麦镰孢霉(Fusarium avenaceum)为供试靶标菌进行离体抑菌活性试验.[结果]鉴定出10种成分占挥发油总量的92.66%,其中白花曼陀罗挥发油中6-戊基-5,6-二氢(化)吡喃-2-酮含量最高,占挥发油总含量的44.28%;白花曼陀罗挥发油对5种植物病原菌的活性有不同程度的抑制作用且作用的大小顺序为苹果干腐病菌>草燕麦镰孢霉>茄腐皮病镰孢霉>棉立枯病菌>烟草赤星菌。[结论]该方法简便、快捷,可用于白花曼陀罗挥发油的主要化学成分和抑菌活性的测定。

曼陀罗种子油脂肪酸化学成分研究

以石油醚为溶剂提取曼陀罗种子中的脂肪酸,采用GC-MS技术测定其化学成分,并通过饲料混毒法测定了曼陀罗种子脂肪酸对小鼠的毒性.结果表明,曼陀罗种子中含有23.2%的脂肪酸,其主要化学成分为1,20-二十碳二酸(34.55%)、Crinan-3-ol,1,2-didehydro-,(3à)(13.41%)、8,11-十八碳二烯酸(4.56%)、8,11,14-二十碳三烯酸(Z,Z,Z)(4.39%)、2,3,3-三甲基辛烷(4.35%)、7,10-十八碳二烯酸(3.61%)、亚油酸乙脂(2.64%)、α-亚麻酸(2.34%)、cis-乙酸环己脂-2-丙酸(2.34%)等.采用饲料混毒法对小鼠的毒性测定结果表明,曼陀罗种子脂肪油对小鼠无胃毒作用.研究认为,曼陀罗种子中含有多种对人体有益的活性成分,可作为脂肪酸食用油来源或从中提取对人体有益的活性成分开发利用.

曼陀罗不同提取液对玉米螟的触杀活性研究

应用均匀设计法研究了曼陀罗全草的不同提取液对玉米螟的触杀作用。结果表明:乙醇浸提液对玉米螟具有较高的触杀作用,对玉米螟72h的致死浓度(LC50)为17.3281mg/mL,触杀致死率为96.1%;乙醚浸提液和水蒸气蒸馏液对玉米螟的触杀作用不显著。

曼陀罗植株提取物除草活性初步研究

以小麦、高粱、油菜、黄瓜为受体植物,采用培养皿滤纸法测定了曼陀罗植物不同组织、不同溶剂提取物的除草活性。结果表明,曼陀罗的不同组织粉末在100mg/mL的添加浓度下对各受体植物幼苗生长具有不同程度的抑制作用。其中花的抑制活性最强,特别是对油菜、黄瓜的幼根和幼茎生长抑制率均在96%以上,种子、叶的抑制活性次之,根和茎的抑制活性最弱。曼陀罗叶、花和种子的乙酸乙酯提取物的抑制活性最强,其次是甲醇提取物和蒸馏水提取物,石油醚提取物的活性最弱。曼陀罗提取物对受体植物幼根的抑制效果高于对幼芽的抑制效果。

曼陀罗生物碱对玉米种子萌发和幼苗生长的影响

以曼陀罗生物碱浸种,研究其对玉米种子萌发、幼苗生长和若干生理生化特性的影响.结果表明:低浓度(0.1 mg/mL)浸种对种子萌发有促进作用,随着处理浓度的升高(≥0.2 mg/mL),α-淀粉酶活性明显受到抑制,种子的萌发率、发芽指数和活力指数下降;幼苗的根系活力、生物量、叶片中蛋白质的含量、叶绿素含量、POD活性均随处理浓度的升高明显下降,而CAT和SOD活性则表现出先降后升的趋势.

曼陀罗浸提液对蔬菜种子萌发和幼苗生长的影响

[目的]研究曼陀罗对蔬菜的化感效应。[方法]用蒸馏水浸提曼陀罗茎段内的有效成分,以蒸馏水处理为对照,研究曼陀罗茎段浸提液对番茄、辣椒、苋菜、荆芥种子萌发和幼苗生长的影响。[结果]曼陀罗浸提液可降低4种蔬菜种子的发芽速率,降低番茄和辣椒种子的发芽率;0.2、0.4 g/ml曼陀罗浸提液处理后,番茄和辣椒种子的发芽率分别比对照降低了10.2%、9.4%和46.7%、34.7%。0.2g/ml曼陀罗浸提液抑制蔬菜根的生长,而对茎的生长却表现出促进作用;0.4 g/ml曼陀罗浸提液对蔬菜根的生长有很强的抑制作用,对茎段生长的抑制作用因物种不同而有很大差异。[结论]曼陀罗浸提液可抑制蔬菜种子萌发和幼苗根的生长。

能源植物曼陀罗耐盐性的初步研究

对不同盐胁迫下（σ为0、1、2、3、4、5和6 S/m）曼陀罗的种子萌发、植株生长及叶绿素含量、气体交换参数等生长生理指标进行研究。结果表明,σ为0~3 S/m处理下,曼陀罗可正常萌发、生长与结实,σ=4 S/m时,可正常萌发、生长但不能结实,σ〉4 S/m时,不能萌发;与σ=0 S/m比较,σ≥2 S/m时鲜干质量下降明显（P〈0.01）,但σ=1 S/m时有一定的促进作用,说明盐胁迫增强可明显抑制曼陀罗鲜干质量的增加;随盐胁迫强度增加,净光合速率、蒸腾速率、气孔导度呈上升趋势,σ=1 S/m时上升不明显,σ〉1 S/m时显著上升,叶绿素含量、胞间CO2体积分数呈先上升后下降趋势。说明发芽势、鲜干质量、叶绿素含量和净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和胞间CO2体积分数可作为曼陀罗耐盐性鉴定的重要指标。

曼陀罗光合特性研究

采用LI-6400型便携式光合测定仪对潜在能源植物曼陀罗(Datura stramonium L.)在6月份至9月份的光合特性指标(净光合速率、光合有效辐射强度和气孔导度)的日变化以及净光合速率和叶绿素含量的月平均值变化进行了研究,并采用非直角双曲线对曼陀罗叶片净光合速率的光响应曲线和CO2响应曲线进行了拟合。结果表明:实验期间(6月份至9月份),光合有效辐射强度和曼陀罗叶片净光合速率的日变化均呈"单峰型",峰值出现在11:00左右;7月份的净光合速率峰值最高,为19.01μmol·m-2·s-1;气孔导度日变化呈"双峰型",最大峰值和次峰值分别出现在12:00和14:00。不同月份的净光合速率月平均值有极显著差异(P<0.01),其中7月份的净光合速率月平均值最大,为9.41μmol·m-2·s-1;不同月份叶绿素的月平均含量变化与净光合速率月平均值的变化相似,7月份叶绿素的月平均含量也最高,但叶绿素a、b及总叶绿素月平均含量有一定差异。曼陀罗叶片净光合速率的光响应曲线和CO2响应曲线相似,在光合有效辐射强度和CO2浓度较低的条件下呈线性升高,至饱和点后缓慢升高并趋于稳定;曼陀罗叶片的光补偿点为22.42μmol·m-2·s-1,光饱和点为689.26μmol·m-2·s-1;CO2补偿点为74.06μmol·mol-1,CO2饱和点为1 331.97μmol·mol-1。研究结果说明,曼陀罗为具有一定耐阴能力的阳性植物,但CO2同化能力较弱。

模拟重金属污染下曼陀罗种群核酸代谢变化研究

将不同空间地段上获得同一种质但污染年代各不相同的曼陀罗材料种子易地种植在同一模拟重金属污染生境中生长 ,对比分析了曼陀罗种群的核酸代谢 (DNA、RNA、DNase、RNase)动态变化 .结果表明 :在本实验条件下 ,种群的核酸代谢发生了定向性改变 ;在短期污染条件下 ,DNA、RNA、DNase、RNase活性代谢发生了一定程度的紊乱 ,随着污染时间的推移 ,上述生理变化逐渐向对照CK种群的“正常值”回复 ,表现出种群对重金属污染迹地的抗性适应和分化 ,且分化发生的速度远高于植物自然分化进程 .根据上述四项生理指标对这四个曼陀罗种群利用模糊数学评判分析方法进行排序 ,适应性从优到劣的排序顺序为CK >L >M >S .

曼陀罗对镉的吸收及其亚细胞分布研究

为研究曼陀罗对重金属镉的耐性机制,以前期筛选的曼陀罗(Datura stramonium L.)为试验材料,通过水培方式探究镉(Cd)胁迫下曼陀罗对Cd的吸收累积特性及其在植株体内的亚细胞分布特征。结果表明:介质中Cd无论低浓度还是高浓度,曼陀罗各部位的Cd含量都表现为根>茎>叶,但迁移系数差异不显著。曼陀罗根系Cd^(2+) 流速在不同位置具有显著差异,其中分生区和伸长区的Cd^(2+) 流速显著大于根冠区和成熟区。当介质中Cd浓度由0.1 mg·L^(-1)增至2.5 mg·L^(-1)时,细胞壁和细胞液中Cd含量之和所占比例显著增大。研究表明,曼陀罗根系对Cd^(2+) 的吸收主要集中在分生区和伸长区,当介质中Cd浓度较低时,根系中细胞壁对Cd向上运输的限制及茎叶中细胞液对Cd的区室化起重要的作用;当Cd浓度较高时,根部细胞各组分中细胞液所占比重增加,Cd由根系向上迁移,此时茎叶中细胞壁对Cd的固定作用增强,其可能是曼陀罗耐受高Cd胁迫的机制之一。

曼陀罗引种驯化前后光合特性的变化

[目的]研究曼陀罗引种驯化前后光合特性的变化。[方法]测定净光合速率、叶绿素、类胡萝卜素、可溶性糖和可溶性蛋白含量的变化。[结果]曼陀罗引种驯化前后光合日变化均为"双峰"型曲线,且存在光合"午休"现象。驯化后净光合速率、类胡萝卜素含量有所降低,可溶性糖含量、蛋白质含量有所提高,叶绿素含量提高极显著(P<0.01)。[结论]获得曼陀罗引种驯化前后光合特性的相关资料为更好地研究曼陀罗提供理论依据。

曼陀罗和多刺曼陀罗种子对小鼠的急性毒性研究

采用灌胃法,测定了曼陀罗属中的曼陀罗(Datura Stramonium L.)和多刺曼陀罗(Datura ferox L.)种子对小鼠的毒性。结果表明,曼陀罗和多刺曼陀罗种子对小鼠的致死中量分别为19.05 g/kg和23.53 g/kg体重;试鼠对曼陀罗和多刺曼陀罗的耐受量范围分别是12-30 g/kg和8-40 g/kg。本研究结果可以为口岸检验检疫制定曼陀罗检验检疫管理措施及安全卫生限量标准等提供科学的决策依据。

紫花曼陀罗幼苗中紫色异细胞分布特征及其形态建成影响条件的初步研究

应用植物显微技术观察了幼苗期紫花曼陀罗(Datura stramonium L.var.tatula Torrey)中紫色异细胞的分布及不同温度与光照下培养的紫花曼陀罗幼苗茎中紫色异细胞的形态和分布差异。结果:(1)紫花曼陀罗中紫色异细胞分布在茎与叶地上器官中,根中则不存在。(2)强光和高温下培养的紫花曼陀罗幼苗茎中紫色异细胞的颜色明显加深、透明度下降,细胞间隙减小;而弱光和低温下其形态特征表现与上述相反。(3)强光处理下紫色异细胞横切面积、纵切长度以及数量均显著增加(P<0.05);弱光下该异细胞横切面积、纵切长度均显著减少(P<0.05),但数量显著增加(P<0.05)。(4)高温处理下紫色异细胞横切面积、纵切长度以及数量均显著增加(P<0.05);低温下该异细胞仅数量显著增加(P<0.05),其横切面积、纵切长度虽减小但变化差异性不显著(P<0.05)。结论:紫花曼陀罗中紫色异细胞的形态建成受光照和温度影响,曼陀罗(Datura stramonium L.)变种紫花曼陀罗(D.stramonium L.var.tatula Torrey)各营养器官中进化出紫色异细胞对其更好地适应光照和温度等生态环境变化有积极作用。

曼陀罗植株和果实挥发油化学成分对比分析

目的对比分析曼陀罗植株和果实发油的化学成分,为其开发利用提供依据.方法用水蒸气蒸馏法从曼陀罗植株和果实中分别提取挥发油,用气相色谱/质谱联用技术对其化学成分进行分离和鉴定,用气相色谱峰面积归一化法确定各成分的相对含量.结果从曼陀罗植株和果实的挥发油中分别鉴定出了58和68种化合物,其中只有19种成分在两者中都被鉴出,除6-戊基-5,6-二氢化吡喃-2-酮为它们共同的主要成分外,其它各主要成分在两者中同时存在的比较少.结论曼陀罗植株和果实挥发油成分差异较大,利用时应区别对待.