紫茎泽兰内生菌的分离及其代谢物的除草活性

为了从紫茎泽兰中分离内生菌并研究内生菌代谢物的除草活性,为开发高效、安全、与环境友好的新型农药奠定基础,用紫茎泽兰茎叶汁液固体培养基从紫茎泽兰茎中分离内生菌,并制备内生菌代谢物,以高梁、小麦、黄瓜、油菜4种供试植物为测试对象,以种子萌发法测定紫茎泽兰内生菌代谢物的除草活性.结果显示,从紫茎泽兰茎中分离得到9种内生真菌,且均能在马铃薯蔗糖琼脂培养基中正常生长;在1 mg/mL浓度下,9种内生菌代谢物至少对1种供试植物根长(或茎长)抑制率达80％以上,F1、F2、F5、F6、F7、F8、F9等7种内生菌代谢物至少对2种供试植物根长(或茎长)抑制率达80％以上,F1、F2、F8等3种内生菌代谢物至少对3种供试植物根长(或茎长)抑制率达80％以上.说明紫茎泽兰内生菌具有较强的除草活性.     

紫茎泽兰与本地植物群落根际土壤酶活性和土壤肥力的差异

入侵植物对自然生境土壤养分的正反馈作用促进了入侵,一个可能的解释是入侵植物对入侵生境肥力平衡的打破而增加了其对本地植物的竞争能力.本文比较研究了入侵杂草紫茎泽兰和3种本地草本植物群落根际土壤肥力和土壤酶(蛋白酶、脲酶和磷酸酶)的活性,并对上述土壤酶活性和不同土壤肥力之间进行了相关分析.结果表明,紫茎泽兰群落根际土壤全氮、NH4 -N、NO3-N和全钾含量显著比在本地植物群落的高,而其土壤全磷和速效磷的含量显著比在本地植物群落的低,其土壤速效钾含量也较低;紫茎泽兰群落根际土壤蛋白酶、脲酶和磷酸酶的活性显著比在本地植物群落的高;土壤酶活性与全氮、NH4 -N、NO3--N和全钾显著正相关,而与全磷和速效磷显著负相关.与本地植物相比,紫茎泽兰改变了土壤养分的供求平衡,这种改变可能有利于紫茎泽兰的生长竞争和对本地植物生长的抑制,尤其有利于紫茎泽兰在贫瘠生境的入侵成功;不同植物群落根际土壤酶活性差异可能是引起土壤肥力变化的重要驱动因子之一.本文为紫茎泽兰入侵的生态影响和其成功入侵的原因提供了试验证据,为紫茎泽兰入侵生理机制的研究奠定了理论基础.     

入侵植物紫茎泽兰的抗烟草花叶病毒活性研究

为综合治理及利用入侵植物紫茎泽兰,采用半叶枯斑法研究了紫茎泽兰不同部位提取物的抗烟草花叶病毒活性.结果表明,根、茎、叶和花的提取物均具有一定的抗烟草花叶病毒活性.其中,根、茎、叶提取物的活性较强,当浓度为10 mg/mL时均显示了中等的抑制活性,抑制率为50％左右;花提取物的活性相对较弱.这是首次对紫茎泽兰的抗烟草花叶病毒活性进行报道,扩展了植物源TMV抑制剂筛选的范围,为综合利用入侵植物紫茎泽兰提供了更广阔的思路.     

杀真菌剂对入侵植物紫茎泽兰与伴生植物生长的反馈作用

 【目的】通过盆栽控制试验,验证外来植物紫茎泽兰改变的土壤真菌在其入侵过程中的作用,揭示紫茎泽兰入侵的土壤微生物学机制。【方法】通过施加杀真菌剂控制土壤真菌,研究土壤真菌对紫茎泽兰和2种伴生植物的生长,以及对紫茎泽兰与伴生植物竞争互作的影响。【结果】未施加杀真菌剂处理,紫茎泽兰生物量在入侵过的土壤中是当地植物土壤中的1.85倍,而伴生植物在紫茎泽兰入侵过的土壤中生长明显受到了抑制。在入侵土壤中紫茎泽兰与燕麦草共生时,紫茎泽兰的生物量是其单独生长时的1.29倍。施加杀真菌剂的处理,紫茎泽兰和伴生植物单独生长的生物量都比未施加杀真菌剂处理有所增加;紫茎泽兰与伴生植物共生时,杀真菌剂处理明显降低了紫茎泽兰的竞争力。【结论】紫茎泽兰入侵改变的土壤真菌,促进了自身的生长,并增强了紫茎泽兰与伴生植物的竞争力。     

原产地和入侵地紫茎泽兰对泽兰实蝇寄生的耐受性及其生理响应

[目的]研究入侵植物紫茎泽兰对专食性天敌泽兰实蝇寄生的耐受性并探讨其入侵前后的生理响应,为紫茎泽兰的生物防治提供理论依据.[方法]泽兰实蝇寄生后,于初现羽化窗时测量紫茎泽兰原产地(墨西哥)和入侵地(中国)种群叶片脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)含量及多酚氧化酶(PPO)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性等生理指标;全部羽化后测定并计算紫茎泽兰的株高、总生物量、根冠比和比茎长等生长指标,比较分析泽兰实蝇寄生后不同种群紫茎泽兰的抗性和耐受性.[结果]在泽兰实蝇寄生条件下,入侵地紫茎泽兰的总生物量、茎生物量比和根冠比较原产地种群分别显著升高37.80%、15.38%和21.77%(P<0.05,下同);入侵地紫茎泽兰PAL、POD和SOD活性分别较原产地显著降低46.91%、46.60%和37.52%,而PPO活性与原产地紫茎泽兰无显著差异(P>0.05);同时,入侵地紫茎泽兰的Pro和MDA含量分别较原产地显著增加66.30%和145.08%.[结论]入侵后紫茎泽兰的资源分配策略发生改变,入侵地紫茎泽兰种群对泽兰实蝇寄生的耐受性增强,对泽兰实蝇的防御响应有所降低,防御策略发生改变.     

紫茎泽兰和黄蒿根际土壤对油菜化感作用的比较研究

紫茎泽兰 （Ｅｕｐａｔｏｒｉｕｍａｄｅｎｏｐｈｒｏｕｍ）是一种典型的恶性入侵杂草,在入侵地可造成严重的生态破坏。前人研究发现紫茎泽兰根际分泌物对周围植物生长存在化感作用,并认为化感作用是其入侵扩张的主要原因之一。为了确认化感作用在紫茎泽兰入侵中的重要性,本研究首次将紫茎泽兰和本地杂草黄蒿 （Ａｒｔｅｍｉｓｉａ ｓｃｏｐａｒｉａ）的根际土壤对油菜 （Ｂｒａｓｓｉｃａｎａｐｕｓ）的化感作用进行了比较研究。结果表明,两种植物根际土壤对油菜种子萌发均有较强抑制作用,黄蒿根际土壤发芽抑制率 （４６.７％）极显著高于紫茎泽兰土壤 （２０.０％）（Ｐ＜０.０１）;试验第 ４天测定结果显示,紫茎泽兰和黄蒿对油菜根长和芽长的抑制作用极显著 （Ｐ＜０.０１）,而紫茎泽兰和黄蒿的根长抑制作用差异不显著 （Ｐ＞０.０５）。以上结果说明紫茎泽兰和黄蒿均存在化感作用,仅用化感作用不足以解释紫茎泽兰入侵扩张力强的原因。     

紫茎泽兰入侵对林分土壤可萌发种子库特征及生物多样性的影响

为了探讨不同程度紫茎泽兰入侵对林地土壤可萌发种子库特征及生物多样性的影响,选择6种不同类型的林地开展了相关研究。采用野外调查植被类型及土壤萌发法进行研究,结果表明:紫茎泽兰的入侵提高了地表物种丰富度,所有样地中共含有31种植物,隶属21个科。各样地中可萌发植物种子量为1 959~37 218粒·m-2,并且主要分布在0~5 cm的土层中,紫茎泽兰的种子量占总量的65.1%,其数量可高达19 833粒·m-2。土壤种子的萌发高峰期主要在前20~40 d,并且双子叶植物居多,占萌发数量的83.3%以上。土壤种子库的物种多样性并不高,与地被植物的相似性较低,无紫茎泽兰入侵的林地也能检测到紫茎泽兰的种子。试验研究表明,紫茎泽兰具有长久性土壤种子库,其种子的数量在土壤种子库中处于绝对优势。     

紫茎泽兰入侵对土壤微生物、酶活性及肥力的影响

 【目的】通过比较外来植物紫茎泽兰不同入侵程度样地的土壤微生物、酶活性及肥力变化,以期揭示外来植物入侵对土壤生态的影响机制。【方法】本文采用传统培养的方法研究了紫茎泽兰对入侵地土壤微生物群落的结构变化;比较了入侵对8种土壤肥力因子和3种土壤酶活性的影响。【结果】紫茎泽兰入侵提高了土壤有机质、NO3--N、NH4+-N、有效磷、有效钾和土壤脲酶、磷酸酶和蔗糖酶的含量。重度入侵生境中铵态氮含量最高达53.00 mg?kg-1,分别是空白对照土、混生当地植物土和单一当地植物土的14.1、9.9和5.9倍。脲酶含量在重度为2.87,显著高于当地植物区,并为空白区的3.9倍。培养结果表明紫茎泽兰入侵提高了土壤自生固氮菌、氨氧化细菌和真菌的数量。【结论】紫茎泽兰改变了入侵地土壤微生物群落结构和功能,暗示着微生物的改变引起土壤酶活性的改变进而影响了土壤肥力,形成对自身生长有利的微生态环境以利于入侵扩张。     

紫茎泽兰汁液及其萃取物对马铃薯晚疫病菌的抑制作用

将紫茎泽兰汁液依次用石油醚、氯仿、乙酸乙酯、正丁醇萃取得到紫茎泽兰汁液提取物。提取物对马铃薯晚疫病菌(Phy-tophthora infestans)的菌丝生长具有不同程度的抑制作用,其中石油醚提取物的抑制效果最好,抑制率达44.42%。紫茎泽兰汁液经灭菌与不灭菌及与25%甲霜灵混配等不同处理后,对马铃薯晚疫病菌致病性进行了抑制作用实验,抑制率都达到50%以上。其中紫茎泽兰汁液与甲霜灵混配使用的抑制效果最好,其抑制率达95.43%。紫茎泽兰汁液及其提取物对该菌有较高的抑制效果,说明该植物含有毒性较强的杀菌活性物质,可用于植物农药的开发利用。     

紫茎泽兰对10种植物的化感作用研究

[目的]研究紫茎泽兰（Eupatorium adenophorum Spreng.）叶水浸提液对植物发芽率和幼苗生长的影响,为进一步探讨入侵植物紫茎泽兰的化感作用机制奠定基础。[方法]用蒸馏水浸提紫茎泽兰叶片化感物质,以5种十字花科植物种子和5种禾本科植物种子为供试材料,利用培养皿滤纸法研究不同浓度紫茎泽兰叶水浸提液对种子萌发和幼苗生长的影响。[结果]紫茎泽兰叶水浸提液对受试的不同品种植物的发芽率和幼苗生长均有不同程度的影响。其中,萝卜、芥菜、小麦、高粱对紫茎泽兰的化感作用较敏感;玉米最不敏感。[结论]紫茎泽兰叶水浸提液的化感作用是客观存在的,但对不同物种的影响存在较大差异,该研究在一定程度上可为探讨紫茎泽兰化感作用与其入侵性的关系提供参考依据。     

紫茎泽兰入侵地土壤微生物对紫茎泽兰和本地植物的反馈

植物与土壤微生物互作及其反馈影响自然界植物群落的竞争性演替。为了明确土壤微生物在我国恶性入侵植物紫茎泽兰传入定殖后迅速竞争性扩张中的作用,通过接种植物根际微生物（紫茎泽兰和本地植物的根际土壤分别进行灭菌处理、添加杀真菌剂处理和无处理（对照））的盆栽法,比较了土壤微生物对紫茎泽兰和2种本地植物（林泽兰和狗尾草）的生长反馈效应。结果显示,根际土壤微生物对3种植物的生长均产生正反馈,紫茎泽兰、林泽兰和狗尾草在添加杀真菌剂处理或灭菌处理的生物量均比对照显著下降。林泽兰和狗尾草的根系AMF侵染率在对照的紫茎泽兰土壤和本地植物土壤中没有显著差异;但在添加杀真菌剂处理后,林泽兰和狗尾草的根系AMF侵染率在紫茎泽兰土壤中比在本地植物土壤中分别高出8102%和897%,说明紫茎泽兰土壤的真菌具有更强的正反馈作用。磷脂脂肪酸（PLFAs）分析土壤微生物群落多样性和功能微生物丰度的结果显示,入侵植物紫茎泽兰土壤和本地植物土壤的土壤微生物群落存在显著差异。综合推断认为,紫茎泽兰入侵后改变了土壤微生物群落结构,从而产生更有利于自身生长的正反馈,进而进一步促进了竞争性扩张。     

紫茎泽兰提取物对几种植物病原真菌的抑制作用

[目的]明确紫茎泽兰提取物对4种植物病原真菌的抑制作用。[方法]以棉花枯萎病原菌、辣椒疫霉病原菌、苹果腐烂病原菌和水稻稻瘟病原菌为供试菌种,利用生长速率法对紫茎泽兰6种有机试剂提取物进行抑菌活性测定。[结果]紫茎泽兰6种有机溶剂提取液对4种病原真菌均有较好的抑制作用,其中以紫茎泽兰乙醇提取液的抑菌效果最好,在浓度为100mg/ml时对4种真菌的抑制率均达到100%,其次为正丁醇提取液。其作用大小与提取液的浓度相关,药剂浓度越大,抑制作用越强。不同的有机溶剂提取液对同一种植物病原真菌的抑制效果有差异。[结论]紫茎泽兰乙醇和正丁醇提取物在较低作用浓度下依然能发挥较高的抑制作用,可作为良好的紫茎泽兰提取物剂型以开发新型植物源生物农药。     

内生细菌对NaCl胁迫下小麦幼苗的缓解作用

选择小麦种子作为研究材料,水培条件下进行种子萌发,待小麦幼苗长至15cm时,对小麦幼苗进行NaCl胁迫培养,同时接种紫茎泽兰(Crofton Weed)根分离到的1株内生细菌,通过测定小麦叶片Pro(脯氨酸)和MDA(丙二醛)含量、PPO(多酚氧化酶)和CAT(过氧化氢酶)活性变化,探究内生细菌对NaCl胁迫培养后小麦的缓解作用.结果表明:NaCl胁迫培养条件下接种紫茎泽兰内生细菌后,小麦叶片CAT活性及Pro含量增加;小麦叶片PPO活性及MDA含量变化没有明显规律性,低盐(NaCl 150mmol/L)胁迫培养时接种紫茎泽兰内生细菌短时间内(本试验为7d)对小麦生长有缓解作用,说明紫茎泽兰内生细菌对NaCl(150mmol/L)胁迫培养的小麦幼苗生长有一定的修复作用,紫茎泽兰内生细菌在高盐(NaCl 300mmol/L)条件下生长繁殖受抑制.     

入侵植物紫茎泽兰资源化利用研究进展

紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum)是我国外来入侵物种中危害最为严重的植物之一,广泛分布于我国西南地区,并有向东南部和中南部蔓延的趋势,严重影响农林业生产、威胁生物多样性安全.因此,加强对紫茎泽兰防治方法的研究显得尤为迫切.近年来,越来越多的研究发现紫茎泽兰可以进行多种不同的资源化处理,在参考了国内外较大量紫茎泽兰的资源化利用的文献资料后,综述了紫茎泽兰资源化利用的研究进展,并就其利用前景进行了探讨.     

紫茎泽兰叶片对小麦、油菜幼苗的化感作用及化感机制的初步研究

采用培养皿滤纸法和盆栽法,研究外来入侵种紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum)叶浸提液对小麦、油菜2种作物的化感作用及其生理学效应,以初步探讨其化感机制.结果表明:油菜对紫茎泽兰叶浸提液最为敏感,其浸提液浓度越高,油菜种子萌发的受抑程度越严重,幼苗生长发育的受抑作用越明显,化感系数越大,当紫茎泽兰叶粉末∶湿沙为1∶50时,对油菜的抑制作用就非常明显;经紫茎泽兰叶粉末处理后,小麦根系活力显著降低,丙二醛(MDA)含量降低,超氧化物歧化酶(SOD)活性和过氧化物酶(POD)活性显著增强,但叶绿素含量变化不大.分析认为,紫茎泽兰通过化感作用影响周边植物体内一系列正常的生理学过程,从而使其生长发育受到抑制,并导致紫茎泽兰自身表现出明显的竞争优势,成为入侵物种.     

混种非洲狗尾草对紫茎泽兰表型特征的影响

紫茎泽兰是我国最具入侵性的外来杂草之一,现已在西南大部分地区造成危害。研究了紫茎泽兰和非洲狗尾草在重度、中度和轻度3个不同入侵程度的土壤和未入侵土壤中单种和混合种植时的表型特征差异。结果表明,混合种植时非洲狗尾草的长势明显强于紫茎泽兰,混种非洲狗尾草可明显降低紫茎泽兰的生长势。混种区的紫茎泽兰株高、节间距、节数、单株叶片数、绿叶率、叶绿素含量和根长均小于单种区,其中株高、节间距和叶绿素含量差异达到显著水平(P0.05);非洲狗尾草对紫茎泽兰生长的抑制作用随其密度的增加而增强,在非洲狗尾草植株数量3倍于紫茎泽兰时抑制效果最大,紫茎泽兰株高只有其单种的1/3,节间距只有单种的1/2,叶绿素含量不足单种的1/2。对不同入侵类型土壤中的替代效果进行比较研究表明,在相同种植比例下,随着入侵程度的增加,非洲狗尾草对紫茎泽兰的抑制作用呈现逐渐减弱的趋势。在紫茎泽兰与非洲狗尾草等比种植时,重度入侵土壤中的紫茎泽兰节间距和单株叶片数与轻度和中度入侵土壤中的紫茎泽兰节间距和单株叶片数差异达显著水平(P0.05),在轻度入侵土壤中开展紫茎泽兰的牧草替代控制效果最为显著。     

土壤微生物对紫茎泽兰与我国西南当地植物生长的影响

设置土壤灭菌、添加杀真菌剂和对照3种处理,采用盆栽法研究紫茎泽兰群落下土壤微生物对紫茎泽兰和3种我国西南地区当地植物生长的反馈效应。单种和混种均显示,灭菌处理下紫茎泽兰和我国西南当地植物的相对生长率和生物量整体较低,添加杀真菌剂处理紫茎泽兰和我国西南当地植物的相对生长率和生物量整体较高,说明土壤中的微生物类群能促进植物的生长。在对照处理下,与拔毒散混种的紫茎泽兰生物量较小,说明土壤微生物不利于紫茎泽兰对拔毒散的竞争。在添加杀真菌剂处理下,与马唐混种的紫茎泽兰生物量高于其他处理;在对照处理下,混种中马唐生物量显著低于其他处理,说明土壤微生物可促进紫茎泽兰对马唐的竞争。在紫茎泽兰的防治工作中,可考虑将拔毒散选作入侵地的替代植物。     

紫茎泽兰入侵与防控现状及生物活性物质研究进展

紫茎泽兰被列入我国首批外来物种之首,它在长期适应各类环境、对抗自然界病虫草害等侵扰过程中逐渐合成了相应的次级代谢产物,一些成分还具有潜在的生物活性,是筛选绿色药物的重要资源.综述了近年来紫茎泽兰在我国的入侵现状、国内外防控技术及其植株内生物活性物质的研究进展,为进一步高效开发利用紫茎泽兰植物资源提供了参考.     

紫茎泽兰的强光照适应对策

强光照是紫茎泽兰成功入侵必须克服的一道障碍.为了分析紫茎泽兰强光适应对策,选择金沙江水富段一块区域作为调查范围,对紫茎泽兰的空间分布格局及其与周围植物之间的关系进行了调查和分析.结果显示,没有植被等能够遮蔽太阳光照的开阔地中,紫茎泽兰能够萌发,但是幼苗成活率较低,单独分布的成活植株高度较低而分枝较多,且各分枝高度均一性差.一旦形成优势群落,则紫茎泽兰高度较高,且高度较均一,自遮阳效果明显.紫茎泽兰能够利用其他植物形成的遮蔽以避免强光照的不利影响.在稀疏林下、灌丛侧等光照条件较理想的区域,紫茎泽兰可以较容易形成单优群落,之后以密集丛生的方式使各植株相互遮阳,向开阔地蚕食,从而打破光照对其入侵的限制.这一现象说明紫茎泽兰的光照适应能力非常强,能够根据被入侵群落的具体环境,迅速调整自身的光合特性.     

不同入侵植物根际土壤养分、酶活性和微生物学特征

为了研究入侵植物根际土壤酶活性及土壤微生物特征,以紫茎泽兰(Ageratina adenophora)、飞机草(Eupatorium odoratum)、三叶鬼针草(Bidens pilosa)、黄顶菊(Flaveria bidentis)4种入侵植物根际土壤为对象,连续5年(2013—2017年)研究不同入侵植物根际土壤酶活性及土壤微生物特征并探讨其入侵机制.结果显示:(1)入侵植物的根际土壤pH值排序为飞机草>黄顶菊>三叶鬼针草>紫茎泽兰,其中飞机草和黄顶菊间、三叶鬼针草和紫茎泽兰间的pH值差异不显著;土壤有机碳、全氮、全钾、微生物量碳和微生物量氮含量排序为紫茎泽兰>三叶鬼针草>黄顶菊>飞机草,不同入侵植物根际土壤有机碳、全氮、全钾、微生物量碳和微生物量氮含量间的差异均显著(P<0.05),而土壤全磷、微生物量磷含量间的差异均不显著.(2)不同入侵植物土壤微生物数量以细菌最多,其次是放线菌,真菌最少;土壤细菌、真菌、放线菌数量和微生物总数量表现出一致的变化趋势,其排序为紫茎泽兰>三叶鬼针草>黄顶菊>飞机草,不同入侵植物根际土壤细菌、放线菌数量和微生物总数量的差异均显著(P<0.05).(3)不同入侵植物根际土壤微生物丰富度指数(H)、均匀度指数(E)、碳源利用丰富度指数(S)和优势度指数(Ds)的排序为飞机草>黄顶菊>三叶鬼针草>紫茎泽兰,其中不同入侵植物根际土壤微生物群落多样性指数的差异均显著(P<0.05).(4)不同入侵植物根际土壤纤维素酶活性、硝酸还原酶活性、酸性磷酸酶活性、蔗糖酶活性、脲酶活性和转化酶活性呈一致的变化趋势,其排序为飞机草>黄顶菊>三叶鬼针草>紫茎泽兰.(5)相关性分析和主成分分析结果表明,土壤适宜pH值的降低有利于土壤微生物繁殖,土壤有机碳、微生物量是维持土壤酶活性、土壤微生物群落多样性的关键因子.由此可知,不同入侵植物可以改变土壤微生物特性和酶活性,创造对自身生长有利的土壤环境,并借此增强其竞争能力.