刺萼龙葵的入侵机理与控制策略研究进展

刺萼龙葵(Solauum rostratum Dunal.)是一种世界性的恶性入侵杂草,扩散速度快,对环境为害严重。结合近年来的研究热点,从扩散机制、生物学特性、环境的可入侵性、植物与土壤的反馈作用以及防控与利用基础等多个方面解析其入侵扩张机制和控制策略。主要研究进展:1刺萼龙葵强大的繁殖和扩散能力、高度的抗逆性、入侵地植物种类的单一性以及入侵环境的脆弱性在其入侵过程中起着关键作用;2刺萼龙葵具有丰富的遗传多样性,在不同生境的长期作用下已产生一定程度的分化,形成了不同的地理种群;3刺萼龙葵不同生长阶段通过改变根际土壤微生物数量和种类来调节自身生长,并通过改变入侵地土壤微生物群落结构和功能,创造对自身生长有利的土壤环境,形成一个自我促进式的入侵机制;4采用人工物理清除和植物替代控制相结合的生态修复方法,可防止刺萼龙葵的再次入侵。刺萼龙葵的有效控制需要采取综合防治策略;5刺萼龙葵从药物开发和植物保护方面有很大的潜力可以挖掘。     

刺萼龙葵PDS基因VIGS载体的构建

病毒诱导的基因沉默(VIGS)是通过插入目的基因片段的重组病毒来抑制植物内源基因表达的遗传技术,主要用于基因的功能分析。茄科植物刺萼龙葵(Solanum rostratum)是一种外来恶性杂草,研究证实,在农杆菌GV3101介导下,刺萼龙葵的八氢番茄红素脱氢酶(PDS)基因能被部分沉默,导致叶片和花朵出现白化表型。半定量RT-PCR检测显示,被侵染叶片和花朵的mRNA显著降解。VIGS沉默体系的建立可适用于研究刺萼龙葵的部分功能基因,有助于深入了解其生长发育调控的分子机制。     

DNA条形码技术在入侵植物刺萼龙葵检验检疫中的应用

刺萼龙葵(Solanum rostratum)是危害严重的外来入侵植物,基于种子形态的传统检疫方法有一定的局限性,不依赖于形态学特征的DNA条形码技术是基于DNA序列差异对物种进行鉴定的新方法,是传统形态学鉴定方法的有力补充。以刺萼龙葵及其8种龙葵亚属近缘植物为材料,从Gen Bank数据库中下载rbc L、mat K和内转录间隔区(ITS)序列,进行DNA条形码分析,结果显示ITS鉴定效果优于其他片段,可把刺萼龙葵从其近缘植物中鉴别出来。     

外来刺萼龙葵与本地龙葵的比较

外来入侵植物刺萼龙葵与我国本地龙葵在分类学上同属茄科（Solanaceae）茄属（Solanum）,但在形态特征、发生分布、生物学特性、化学成分及生物活性、重要性及利用价值方面却存在差异。本文主要从以上几个方面对刺萼龙葵和龙葵进行论述比较,以期为这2种茄属植物的深入研究提供参考。     

通州区刺萼龙葵的化学防除试验研究

为了明确各类除草剂防除刺萼龙葵的效果,为其应急防控提供科学依据,于2011年在北京通州区刺萼龙葵发生地进行了田间药效评价研究。结果表明,茎叶处理剂三氯吡氧乙酸48%乳油、氨氯吡啶酸24%水剂和氯氟吡氧乙酸20%乳油能够有效防治刺萼龙葵,三氯吡氧乙酸和氨氯吡啶酸所有试验剂量对刺萼龙葵的鲜重防效均达到100.0%,氯氟吡氧乙酸设计剂量下防效为86.20%~95.58%,根据药剂的不同特性,可制定不同入侵地的刺萼龙葵的防控策略。     

茎叶除草剂对刺萼龙葵的防治效果评价

采用茎叶喷雾法评价了7种防除阔叶杂草的除草剂对野外5～7叶期刺萼龙葵的防除效果。药后30d调查结果表明,7种除草剂对刺萼龙葵的生长均有一定的抑制作用,不同药剂对刺萼龙葵的防效差异显著。防除刺萼龙葵较好的药剂有48%三氯吡氧乙酸乳油、24%氨氯吡啶酸水剂和20%氯氟吡氧乙酸乳油,试验剂量下对刺萼龙葵的鲜重防效均在85%以上,25%氟磺胺草醚水剂对刺萼龙葵的防效较差。三氯吡氧乙酸、氨氯吡啶酸和氯氟吡氧乙酸能够有效防治刺萼龙葵,根据药剂的不同特性,探讨了在不同入侵地的应用可能性。     

刺萼龙葵种子休眠和萌发特性研究进展

刺萼龙葵是一种外来恶性杂草,在我国境内的传播对现有的生态系统构成严重威胁。刺萼龙葵对环境条件的广泛适应能力增强了其竞争优势,使其发展成为一种高度危险的外来入侵杂草,控制刺萼龙葵的危害和扩散蔓延已变得越来越重要。文章综述了刺萼龙葵种子的形态特征和休眠机制,总结了种子萌发特性和打破种子休眠的一些方法,为制订其综合防控策略提供科学依据。     

添加助剂对氨氯吡啶酸防除刺萼龙葵的增效作用

在室内和田间条件下研究氨氯吡啶酸添加助剂对不同生育时期刺萼龙葵的防除效果,室内试验结果表明,氨氯吡啶酸对刺萼龙葵有理想防效,随刺萼龙葵叶龄增加对其有效防除所需剂量提高。添加植物油助剂对氨氯吡啶酸有较好的增效作用,在刺萼龙葵子叶期及花蕾期喷施氨氯吡啶酸23.11、92.44 g a.i./hm2,添加植物油助剂的处理防效分别增加15.93%、24.67%。田间试验结果显示,植物油助剂可提高氨氯吡啶酸的速效性,快速扑灭刺萼龙葵,从而提高禾本科牧草的竞争能力,使禾本科牧草盖度明显增加     

WinSEEDLE系统在测定刺萼龙葵种子维度中扫描分辨率的优化

WinSEEDLE系统是专门用于研究种子或病斑形态的专业图像分析系统。以外来杂草刺萼龙葵（Solanum rostratum Dunal）种子为材料,探讨了应用该系统进行种子维度测定的最佳方案,以期为相关研究提供借鉴。结果表明,扫描分辨率显著影响WinSEEDLE系统测量种子的准确度和精确度,当分辨率达到300 dpi时可准确计数所有刺萼龙葵种子。测定刺萼龙葵种子维度的推荐分辨率为600 dpi,此条件下单次扫描用时较短（27 s）,测量的准确度和精确度较其他分辨率高,测得种子平均长度2.61 mm、宽度2.11 mm,与人工实测值基本一致。     

刺萼龙葵种子中适宜内参基因的筛选

入侵杂草刺萼龙葵Solanum rostratum Dunal传播扩散的主要载体是种子,研究其种子休眠萌发基因的激素调控对于其防除具有重要意义,而选择合适的内参基因可以提高相关基因表达分析的准确性。本研究以赤霉素、脱落酸和水处理的刺萼龙葵种子为材料,利用geNorm、NormFinder、BestKeeper和RefFinder 4种软件对15个候选内参基因进行表达稳定性评价,并通过检测ABI5(abscisic acid-insensitive 5)的表达验证所筛选的内参基因的适用性。结果表明,对于赤霉素、脱落酸和水处理过的种子,最稳定的内参基因分别为eIF(eukaryotic initiation factor)、SAND(SAND protein family)和ACT(β-actin);对所有种子样本而言,PP2Acs(a catalytic subunit of protein phosphatase 2A)是最稳定的内参基因。研究结果将为刺萼龙葵种子休眠萌发的遗传调控研究提供重要参考。     

黄花刺茄浸提液对番茄种子萌发及幼苗生长的影响

为明确入侵植物黄花刺茄对当地主栽经济作物番茄种子萌发和幼苗生长的影响,本文采用培养皿滤纸法,在智能光照培养箱的变温控制条件下,分别研究了黄花刺茄根、茎、叶浸提液对番茄种子发芽率、发芽指数及幼苗根长和苗高的影响。结果表明:(1)黄花刺茄不同器官的浸提液对番茄种子发芽率、发芽指数、幼苗根长和苗高的影响不同,其茎、叶浸提液的化感作用较为显著(P<0.01)。(2)黄花刺茄同部位浸提液对番茄种子发芽率、发芽指数、幼苗根长和苗高不同指标的影响也不同。根浸提液对种子发芽率、幼苗根长影响不显著(P>0.05),但对种子发芽指数的影响极显著(P<0.01)。茎和叶浸提液各浓度对种子发芽指数的影响比种子发芽率、幼苗根长和苗高的影响显著(P<0.01)。     

入侵植物黄花刺茄(Solanum rostratum Dunal.)在新疆的分布及其群落特点

黄花刺茄原产北美,2005年首次在新疆乌鲁木齐县萨尔达坂乡和昌吉市三工镇发现。采用样方法,对不同生境中黄花刺茄分布相对集中的14个样地所有物种的多度、频度和重要值进行观测和分析,进一步明确黄花刺茄在新疆的分布区及其群落特征,并揭示其最适生境。结果表明：黄花刺茄分布于新疆乌鲁木齐市(县)、昌吉市、石河子市、吐鲁番市和托克逊县,分布在海拔-12～1 325 m处。生境类型包括荒漠草原、荒漠和绿洲。在3种生境中,黄花刺茄的相对多度均处于首位,且在绿洲中达到最大值,是入侵区域最为重要的物种;在相对盖度上均为第一,且绿洲(54.27％)＞荒漠草原(35.07％)＞荒漠(26.40％)。基于重要值数据的分析表明,黄花刺茄在3种生境中的综合适应力均最大,且以绿洲中尤为突出,表明黄花刺茄在新疆荒漠草原和荒漠生境中尚处于局部危害阶段,但在绿洲中已处于蔓延期。     

利用凝胶扩散法测定刺萼龙葵种子中β-甘露聚糖酶的活性

β-甘露聚糖酶是种子萌发过程中降解胚乳细胞壁的关键酶,明确其活性的动态变化可为揭示杂草种子的休眠萌发机制提供重要依据。以外来杂草刺萼龙葵Solanum rostratum Dunal种子为材料,建立了种子中β-甘露聚糖酶活性的检测方法—凝胶扩散法。利用凝胶扩散法对不同贮存时间及贮存条件下刺萼龙葵种子中β-甘露聚糖酶的活性进行了检测,发现贮存3年以上的种子中该酶的活性为0.03 nmol/(min·mg),显著低于贮存3年以下的种子中的酶活性0.15 nmol/(min·mg),而湿润冷藏的种子中β-甘露聚糖酶的活性为0.12 nmol/(min·mg),显著高于干燥冷藏的种子的酶活性0.02 nmol/(min·mg)。实际应用结果表明,凝胶扩散法综合了传统方法的优势,检测特异性强、灵敏度高、重复性好,可同时检测大量种子样品,具有良好的实用性。     

块茎类植物酯酶对有机磷农药残留的检测

采用酶抑制法,选用五种块茎土豆、红薯、茨菇、芋头、莲藕提取植物酯酶,测定了总酯酶活力和比活力大小,结果显示土豆、茨菇、莲藕的酯酶活力分别高达8.462 3、8.743 7、7.491 0,显著高于其他几种。探索其检测有机磷农药的最佳条件,对5种有机磷农药进行了敏感性试验,并测定3种植物酯酶对这5种有机磷农药的最低检测限(LOD)。3种植物酯酶对受试的5种有机磷农药均有良好的敏感性,且最低检测限远低于国家规定的最大残留限量(MRL)。因此,这几种酶可作为有机磷农药残留检测用酶。