Composition analysis and antioxidant activities of the Rhus typhina L.stem

The present investigation reports the chemical composition of the Rhus typhina L. stem identified via mass spectrometry and NMR as gallic acid, 1-O-galloyl-β-D-glucose, tryptophan, scopolin, methyl gallate, fustin, quercetin, rutin, and 1,2,3,4,6-penta-O-galloyl-β-D-glucose. The antioxidant properties and the chemical composition contents of the R. typhina L. stem grown in different regions in China were determined. To determine the antioxidant activity, a total phenolic content analysis, 2, 2-diphenyl-1-picrylhydrazyl radical scavenging activity assay, ferric reducing antioxidant power assay, and β-carotene linoleic acid model system were conducted. The results showed that the Rhus typhina L. stem possessed high antioxidant capacities due to its high phenolic content. The contents of the nine isolated compounds were determined by UPLC-ESI-MS/MS. The calibration curves of the nine isolated compounds were linear within the concentration range and the average recoveries were high. The result showed that 1-Ogalloyl-β-D-glucose, gallic acid, methyl gallate, and 1,2,3,4,6-penta-O-galloyl-β-D-glucose could be the compounds mainly responsible for the antioxidant capacity of the R. typhina L. stem. This reveals that the R. typhina L. stem is a good source of antioxidants.

外来植物火炬树(Rhus typhina L.)入侵对不同林型土壤性质的影响

生物入侵在世界范围内广泛发生,严重威胁当地生物多样性和生态系统稳定性。植物与土壤之间的相互作用在决定植物的竞争力以及分布格局中起着重要作用,是影响外来植物入侵力和生态系统可入侵性的一个重要方面。目前,有关研究已成为植被生态学与入侵生态学的研究热点。引自北美的外来植物火炬树(Rhus typhina L.)已成为我国北方主要的入侵木本植物之一。比较了火炬树单优林型、火炬树+刺槐(Robinia pseudoacacia L.)混交林、火炬树+麻栎(Quercus acutissima Carruth.)混交林、火炬树+银白杨(Populus alba L.)混交林4种不同林型的土壤微生物群落结构、土壤酶活性和土壤养分含量特征。结果表明:火炬树单优林土壤细菌、放线菌数量明显高于各混交林型,而真菌数量无显著差异;土壤酶活性方面,火炬树单优林脲酶、过氧化氢酶活性高,土壤磷酸酶活性低;火炬树的入侵显著提高了土壤全碳、全氮、全磷和硝态氮含量,同时明显降低了土壤铵态氮含量。硝态氮含量的增高可能与火炬树入侵造成土壤微生物群落组成变化、土壤硝化速率高有关;而火炬树入侵降低了土壤铵态氮含量,说明该物种可能更易于吸收利用铵态氮。以上研究结果表明,火炬树可以改变土壤生态系统的微生物群落组成和土壤酶活性并影响土壤相关营养元素循环,从而可能使其在与当地植物的竞争中获得优势,为自身的入侵创造有利条件。

Variability of leaf functional traits of invasive tree Rhus typhina L. in North China

Functional traits, specifically leaf functional traits, are core-topics to explore importance to the invasion success of invasive plant species. This study aims to address the differences in leaf functional traits and their corresponding variability of the invasive tree staghorn sumac Rhus typhina L. with different invasion success, including lower and higher invasion success, in two climatic regions in North China, including a warm temperate region and a cold temperate region. No significant differences were found for leaf functional traits of staghorn sumac across different invasion success. However, the variability of leaf chlorophyll and nitrogen concentrations of staghorn sumac under higher invasion success were approximately 66.023% and 68.615% higher than those under lower invasion success, respectively. The leaf chlorophyll and nitrogen concentrations of staghorn sumac in the warm temperate region were approximately 18.432% and 16.337% higher than those in cold temperate region, respectively. The variability of specific leaf area of staghorn sumac in warm temperate region was approximately 59.802% higher than that in cold temperate region. Accordingly, leaf chlorophyll and N concentrations as well as specific leaf area of staghorn sumac and their corresponding variability may play an essential role in shaping ecological success of studied invader along a climatic gradient.

火炬树在北美和中国空间分布差异对比及防范入侵措施

火炬树原产于北美洲东部,引进中国后主要栽培于贫瘠土壤上,用于植树造林和保持水土。然而其入侵性和扩散能力较强,管控不当将会严重破坏侵入地生态系统的多样性。采用了GIS和MaxEnt模型相结合的方法,模拟了火炬树在北美和中国地区的适宜分布区域,分析了主要环境影响因素,并利用ROC曲线验证模型结果的准确度。研究结果表明:火炬树在北美和中国的适宜分布区域都主要集中在30°-40°N气候相对湿润地带;影响MaxEnt模型预测结果的关键环境因子都是气候因子;预测模型的AUC值都大于9。但两个地区的部分环境因子的阈值范围存在明显差异,说明在入侵中国后火炬树的气候空间和生态位发生了较大变化,对中国本地的生态系统构成一定威胁。可为防疫监测和林业部门的工作提供参考依据,有助于其制定早期预警和监管措施,从而有效防治中国地区火炬树的入侵和保护生物多样性。

UPLC-MS/MS法同时测定火炬树茎枝中没食子酸等7种化学成分的含量

目的建立同时测定火炬树茎枝中没食子酸、1-O-没食子酰基-β-D-葡萄糖、没食子酸甲酯、黄颜木素、芦丁、槲皮素和1,2,3,4,6-五-O-没食子酰基-β-D-葡萄糖含量的UPLCMS/MS方法。方法采用色谱柱为Thermo Hypersil GOLD C18（50 mm×2.1 mm,1.9μm）柱,流动相为乙腈（A）-体积分数0.2%甲酸水溶液（B）,梯度洗脱,流速为0.2 m L·min-1,柱温为30℃,选择离子反应监测（SIR）和多反应监测模式（MRM）用于定量测定。结果没食子酸、1-O-没食子酰基-β-D-葡萄糖、没食子酸甲酯、黄颜木素、芦丁、槲皮素和1,2,3,4,6-五-O-没食子酰基-β-D-葡萄糖的分别在质量浓度0.078-2.50、0.135-4.32、0.126-4.03、0.013-0.42、0.013-0.42、0.003-0.10和0.995-31.84 mg·L-1内线性关系良好。7种成分的平均加样回收率为98.6%-102.6%（RSD〈3%,n=6）。结论该方法可为火炬树茎枝的质量控制提供参考依据。

城市绿地系统中火炬树根蘖苗空间分布格局及预测

【目的】分析不同城市绿地系统中火炬树及其根蘖苗特性,为火炬树的管理与控制提供理论依据。【方法】以乌鲁木齐市和库尔勒市不同绿地系统中的火炬树及根蘖苗为研究对象,采用标准地法、标准行法和标准株法进行调查。【结果】库尔勒市火炬树母株及根蘖苗生长优于乌鲁木齐市,路边绿化带中火炬树根蘖能力最强;各类型绿地系统中火炬树根蘖苗呈现聚集分布,且主要分布在距母株1.5 m范围内,存活曲线趋向于Deevey-Ⅱ型,且Ⅲ~Ⅳ龄级根蘖苗死亡率较高。【结论】火炬树根蘖苗数量总体呈现下降趋势。

植物生长调节剂对火炬树和盐肤木蒸腾耗水影响的对比研究

采用BP34000精密天平等仪器对喷施不同浓度“施丰乐”溶液(对照喷施清水)的当年生盐肤木和火炬树的实际蒸腾耗水状况进行研究,用压力室法分阶段测定了苗木的叶水势.结果表明:盐肤木属于低水势忍耐脱水耐旱树种.在干旱条件下,“施丰乐”的喷施处理能维持苗木叶水势,减少苗木的蒸腾耗水,延缓苗木干旱.盐肤木用40mg/L的“施丰乐”喷施对减少苗木潜在耗水量作用较大,火炬树则是20mg/L的处理浓度较理想.

片麻岩石质山地火炬树幼林集水保墒措施优化

通过对比火炬树幼林地树木生长及光合生理指标,配合土壤水分测定,对河北平山片麻岩石质山区不同微地形集水保墒措施进行了优化。结果表明:①不同集水保墒措施下,翼式鱼鳞坑+保水剂(YY+B)、翼式鱼鳞坑+石子(YY+S)都能有效提高土壤的保水能力,其中YY+S持续时间较长,雨后第6天,YY+S比CK(不做处理)的土壤含水量高出43.19%。到雨后第14天,YY+S的土壤含水率仍大于CK。②YY+S和翼式鱼鳞坑+植物覆盖(YY+Z)对树木生长的影响最大。YY+S处理的火炬树树高年生长量为12.09 cm,极显著高于对照3.03倍。YY+S、YY+Z处理的地径年生长量分别为0.43、0.40 cm,是CK地径生长量的2.15、2.00倍。③YY+Z、YY+B及YY+S处理树木的净光合速率显著高于翼式鱼鳞坑(YY)和CK处理,增幅52.91%～59.23%。④各种处理方法火炬树幼树的光响应曲线趋势基本一致,各处理的光补偿点为500 mol.m-2.s-1,光饱和点为1 600 mol.m-2.s-1。随着光强的增加,光合有效辐射(PAR)(600～2 000μmol.m-2.s-1)时,YY+B及YY+Z处理幼树的净光合速率显著高于对照。从降雨后土壤含水量的变化趋势、年终树木生长量、光合速率、光响应曲线综合看来,翼式鱼鳞坑+石子覆盖的集水保墒效果最优。

火炬树果穗抗氧化物质的提取及其协同效应的研究

用DPPH法测定了不同溶剂对火炬树果穗中抗氧化物质的浸提效果,并以猪油作为底物,采用碘量法研究了火炬树果穗95%乙醇粗提物的抗氧化活性及与其它物质的协同作用。结果表明:不同溶剂火炬树果穗提取物抗氧化性强弱依次为乙醇>乙酸乙酯>正己烷。随着火炬树果穗粗提取物浓度的增加,其抗氧化作用逐渐增强,抗坏血酸、柠檬酸对其具有一定协同作用,但氨基酸对火炬树果穗粗提物无明显协同作用。初步判断火炬果穗粗提物中抗氧化有效成分为酚类物质。

火炬树水浸提液对波斯菊种子萌发和幼苗生长的影响

以火炬树(Rhus typhina L.)和波斯菊(Cosmos bipinnata Cav.)为试验材料,采用火炬树3种不同部位(叶、根、果穗)的水浸提液处理波斯菊种子,设置0.200、0.150、0.100、0.050、0.025、0.017 g·mL^(-1)6个质量浓度,并用清水对照,通过测定超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、丙二醛(MDA)质量摩尔浓度、可溶性蛋白质量分数,研究火炬树叶、根和果穗不同质量浓度水浸提液对波斯菊种子萌发和幼苗生长的影响,进而探讨火炬树对波斯菊的化感抑制机理。结果表明:火炬树各部位水浸提液均在质量浓度为0.200 g·mL^(-1)时影响最大,其中叶水浸液对种子发芽率抑制作用最明显,发芽率为47%,而根和果穗水浸提液处理下发芽率分别为54%和72%,根水浸提液对波斯菊发芽指数化感作用最强,化感效应指数(RI)值为-0.483;火炬树各部位水浸液随质量浓度升高对POD、SOD活性的影响有双重质量浓度效应,即低质量浓度(0.017~0.025 g·mL^(-1))有一定促进作用,高质量浓度(0.050~0.200 g·mL^(-1))抑制作用显著(P<0.05),当叶浸提液质量浓度为0.025 g·mL^(-1)时,对SOD活性达到最大促进作用,RI值为0.048,0.200 g·mL^(-1)对POD活性达到最大抑制作用,RI值为-0.827;可溶性蛋白质量分数随水浸液质量浓度升高而逐渐降低,MDA质量摩尔浓度随水浸液质量浓度升高逐渐增加;当叶浸提液质量浓度为0.200 g·mL^(-1)时,可溶性蛋白质量分数最低,RI值为-0.585,MDA的质量摩尔浓度达到最大,RI值为0.475,均与对照差异显著(P<0.05)。从化感综合效应看出,火炬树各部位水浸提液对波斯菊化感作用敏感性由强到弱的顺序为叶、根、果穗。

火炬树根水浸提液对黑心菊土壤微生物碳源利用的影响

为研究火炬树根对黑心菊根际土壤微生物的影响,采用Biolog-ECO微平板培养技术,探讨黑心菊土壤微生物碳源利用,及对不同质量浓度火炬树根水浸提液的响应。结果表明:C处理(火炬树根水浸提液质量浓度为0.3 g·mL^(-1))的土壤有机碳质量分数、总氮质量分数、土壤p H及电导率最高,但土壤含水率无显著差异;在不同质量浓度火炬树根水浸提液处理下,单孔颜色平均值均随着培养时间的增加而逐渐上升,在处理156 h时均达到最大值;C处理碳源利用最大,D处理(火炬树根水浸提液质量浓度为0.4 g·mL^(-1))碳源利用最小。不同质量浓度的火炬树根水浸提液均促进了黑心菊土壤微生物对碳水化合物、羧酸的利用,抑制了对多聚物、氨基酸和胺类物质的利用,其中C处理对酚酸类利用率最大。土壤微生物碳源利用的Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数及Gini多样性指数均存在显著差异(P<0.05)。冗余分析表明有机碳是影响土壤微生物碳源利用的主要因素,C处理碳源利用最强,A处理(火炬树根水浸提液质量浓度为0.1 g·mL^(-1))碳源利用最差。

外来种火炬树研究综述

外来种火炬树引入后所表现出来的优良特性,继而引起现在大面积的栽植,导致火炬树大量的繁殖,这样火炬树可能由一个外来种变为一个生物入侵种,所以我们应当吸取国内外入侵种造成生物灾难的教训,对火炬树大量种植后对生态环境可能产生的不良后果做出生物预警。

火炬树单宁含量研究

本文利用水浸渗滤，ＥＤＴＡ络合滴定方法测定不同年龄火炬树三个不同部位单宁含量，并通过方差分析探讨其最佳采集时间和部位。结果表明，火炬树单宁含量以叶中含量最高（２６％～３０％），皮次之，茎枝中最低。落叶中单宁含量明显下降。

火炬树插根育苗技术试验研究

采用正交试验方法,对火炬树(Rhus typhina L.)插根育苗技术进行了初步研究。结果表明:插根成活阶段,插根基部土壤温度不得高于17.5℃、土壤湿度不得低于21.5％。育苗方式、种根粗度和种根长度三因素对成活、生长影响最大的是种根长度;其次是种根粗度和育苗方式。优化组合技术措施:种根长度15cm以上、粗度1.0～1,5cm,以平床育苗。

火炬树引种研究

通过1982年至1987年的火炬树引种试验,对其生物学、生态学、水土保持效益、城市绿化、经济价值等方面进行了较全面的研究,得出如下结论:火炬树在吉林省白城、吉林、浑江、延边、通榆等八个不同类型区进行了引种试验,生长发育良好,保持了原产地的植物学、生态学特性和繁殖方式。火炬树是一种耐干旱、耐风沙,耐严寒、耐瘠薄、耐盐碱、抗病抗虫力强、萌发力强的优良水土保持树种,有着明显的水土保持效益和生态效益。

火炬树叶粗提物对山楂叶螨的触杀性

分别采用有机溶剂和乙醇联合DM130大孔树脂吸附两种方法提取火炬树叶粉,并测定了粗提物对山楂叶螨(Tetranychus viennensis Zacher)的触杀活性。结果表明,石油醚、氯仿、正己烷的水相提取物对山楂叶螨72 h死亡率分别为56.67%、49%和46.67%,明显高于相应的有机相提取物的毒力;火炬叶的乙醇萃取液经DM130大孔树脂吸附后的石油醚:乙酸乙酯(65:35 V/V)洗脱液对山楂叶螨24 h的死亡率达100%。因此,火炬树叶中的杀螨成分具有水溶性,并初步鉴定为酚酸类化合物。

火炬树在我国的适生区预测

采用生物地理信息系统软件(DIVA-GIS)对火炬树(Rhus typhina L.)适生区进行预测,以期为其合理管理和栽培利用提供科学依据。根据文献提供的火炬树的分布地点信息,建立数据库并导入DIVA-GIS,结合海拔图层和植被图层绘制火炬树的栽培分布情况,其海拔高度为200～3 000 m,分布区的植被类型为温带草原区、暖温带落叶阔叶林区;利用BIOCLIM、DOMAIN和ECOCROP模型对火炬树进行适生区预测。结果表明:火炬树最佳适生区为北京、天津、山东北部、河北局部、辽宁西南部、内蒙古局部、宁夏北部、甘肃东南部、陕西北部及山西局部地区。

植物生长调节剂对火炬树、盐肤木蒸腾耗水日变化的影响

采用BP3400精密天平等仪器对喷施不同浓度(10、204、0 mg/L)“施丰乐”溶液(对照喷施清水)的当年生盐肤木和火炬树的实际蒸腾耗水状况进行研究,得出不同处理苗木在正常水分条件下及干旱胁迫过程中的日蒸腾耗水规律.结果表明:在正常水分和轻度干旱胁迫时期,各处理苗木耗水量和耗水速率日变化规律呈明显的“单峰型”,峰值出现在12:00—14:00之间;进入中度和严重干旱胁迫时期,各处理苗木的耗水量和耗水速率的日变化幅度十分平缓.“施丰乐”对两种苗木的作用效果不一致,对盐肤木,40 mg/L处理的作用较大,对火炬树则是20 mg/L处理的作用较为明显.通过研究不同处理苗木在不同水势梯度下的耗水特性和蒸腾耗水量,得出植物生长调节剂“施丰乐”的喷施对减少苗木耗水,延缓苗木干旱起着重要的作用,从而为水量缺乏情况下进行林木培育和植被恢复重建提供新的有效途径.

火炬树叶化学成分的分离与鉴定

目的对漆树科盐肤木属植物火炬树(Rhus typhina L.)叶的化学成分进行研究。方法采用硅胶柱色谱、ODS柱色谱、Sephadex LH-20柱色谱、MCI柱色谱及半制备型高效液相色谱等多种方法分离单体化合物,通过波谱数据分析鉴定结构。结果分离得到13个化合物,分别鉴定为没食子酸甲酯(methyl gallate,1)、(-)-地芰普内酯[(-)-loliolide,2]、没食子酸(gallic acid,3)、杨梅素(myricetin,4)、杨梅苷(myricetrin,5)、阿福豆苷(afzelin,6)、贝壳杉双芹素(agathisflavone,7)、铁力木双黄酮B(mesuaferrone B,8)、byzantionoside B(9)、blumenol C glucoside(10)、(6R,9S)-3-oxo-α-ionol-β-D-glucopyranoside(11)、methyl m-digallate(12)和methyl p-digallate(13)。结论化合物2、9～11为首次从盐肤木属植物中分离得到。

重金属铜、锌对火炬树幼苗生长及生理指标的影响

【目的】以火炬树种子和幼苗为试验材料,研究重金属铜(Cu^(2+))、锌(Zn^(2+))对火炬树幼苗生长及生理指标的影响。【方法】采用水培法,分别用不同浓度Cu^(2+)、Zn^(2+)单一及复合处理火炬树种子。12 d后测定种子的发芽率、发芽势和发芽指数,幼苗的胚根长、芽长、鲜重,新鲜叶片的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和丙二醛含量。【结果】单一Cu^(2+)、Zn^(2+)溶液浓度处理下,火炬树的发芽率、发芽势、发芽指数、胚根长、芽长和鲜重均呈现“低促高抑”的趋势,即低浓度Cu^(2+)(<0.25 mmol/L)、Zn^(2+)(<1 mmol/L)促进火炬树的生长,高浓度Cu^(2+)(>0.5 mmol/L)、Zn^(2+)(>2 mmol/L)抑制火炬树的生长;复合胁迫(Cu^(2+)+Zn^(2+))下各生长指标均低于对照组,显著抑制火炬树的生长。随Cu^(2+)、Zn^(2+)溶液浓度的增加,超氧化物歧化酶(SOD)活性和过氧化氢酶(CAT)活性表现先增加后下降的趋势,复合胁迫处理下,在相同水平Cu^(2+)浓度处理下,随浓度的增加而降低;过氧化物酶(POD)活性和丙二醛含量与处理溶液质量浓度呈正相关,复合胁迫下大致表现为上升水平,在Cu^(2+)(2 mmol/L)、Zn^(2+)(4 mmol/L)以及复合胁迫(Cu^(2+)2 mmol/L+Zn^(2+)4 mmol/L)达到最大值。【结论】火炬树对Cu^(2+)、Zn^(2+)单一胁迫和复合胁迫均具有很高耐性,可以考虑作为土壤重金属污染的修复备选植物。