紫茎泽兰化感作用的研究进展

为能更有效地防治和利用紫茎泽兰.国内进行了广泛、深入的研究.其中对紫茎泽兰化感作用的研究较多,针对紫茎泽兰的化学成分及其提取物对植物、动物和菌类化感作用的研究进展,笔者进行了论述,并探讨了研究中存在的问题.     

入侵杂草紫茎泽兰的化感作用研究进展

入侵杂草紫茎泽兰在我国严重影响农林业生产、威胁生物多样性安全,并且现仍快速向西北地区扩散,而我国目前尚缺乏对其行之有效的控制方法,因此加强对紫茎泽兰种群成功入侵机制的研究显得尤为迫切。近年来,越来越多的研究发现化感作用是紫茎泽兰成功入侵并扩张的重要原因。该文综述了紫茎泽兰化感作用的研究进展,并就其研究前景进行了探讨。     

重金属铅锌镉对紫茎泽兰种子萌发及幼苗根长的影响

试验以紫茎泽兰(Eupatorium coelestinum L.)种子为材料,研究了重金属铅(Pb)、锌(Zn)、镉(Cd)单一及复合胁迫对种子萌发及幼苗根长的影响.结果表明,当Pb浓度在100～4 000 μmol/L时,紫茎泽兰种子的发芽率、发芽指数和发芽势都随着Pb浓度的增加而降低,但是当Pb浓度为100 ～200 μmol/L时,其发芽率、发芽指数及发芽势都比对照高,其中在100 μmol/L处理下其发芽率、发芽指数及发芽势都是最高的,分别为94.67％、42.25和89.67％;在Zn浓度为100 ～4 000 μmol/L范围内,紫茎泽兰种子的发芽率、发芽指数和发芽势随着Zn浓度的增加而降低;在Cd浓度为20～1 000 μmol/L范围内,紫茎泽兰种子的发芽率、发芽指数和发芽势都随着Cd浓度的增加而降低;在低浓度Pb(100 μmol/L)+Zn(100 μmol/L)复合胁迫下,其发芽率是最高的,为94.67％,之后随着复合浓度的增加,其发芽率、发芽指数和发芽势呈下降趋势;紫茎泽兰种子的发芽率、发芽指数和发芽势随着复合重金属Pb +Cd、Zn+ Cd、Pb+Zn+Cd浓度的增加而降低.无论是在单一还是复合重金属处理下,紫茎泽兰的幼苗根长与对照相比明显受到抑制.     

紫茎泽兰化感作用研究

有紫茎泽兰生长与无紫茎泽兰生长的土壤中,一年生黑麦草、多年生黑麦草、紫花苜蓿和光叶紫花苕的出苗率、株高和鲜重均无显著性差异;紫茎泽兰水培液与清水比较,无论是盆栽还是培养皿生长试验,4种牧草的成活率、株高和鲜重无显著性差异。由此得出：紫茎泽兰对4种牧草的生长无明显的化感作用。     

牧草替代控制紫茎泽兰关键技术

替代种植是控制紫茎泽兰蔓延和危害的主要途径之一。与一般草地建植方法相比较,利用牧草替代控制紫茎泽兰的主要技术在于:在紫茎泽兰种子成熟前,采用人工或机械挖除、晒干后就地焚烧方式清除紫茎泽兰地表植被;采用豆禾混播,禾本科宜选用非洲狗尾草或鸭茅,豆科选用白三叶,并适度增加播种量;建植当年宜采用低施肥水平,不宜施用氮肥;替代种植初期适时拔除紫茎泽兰萌发幼苗。     

本土寄生蜂对移殖天敌昆虫泽兰实蝇的寄生

泽兰实蝇（Procecidochares utilis Stone）是我国入侵杂草紫茎泽兰的专食性天敌昆虫。为摸清本土寄生蜂对泽兰实蝇的寄生情况，在云南昆明市选取林下和开阔地等两种生境，分别采用对角线五点取样法与邻接格子取样法，调查了紫茎泽兰的生长及感染虫瘿情况；通过饲养与解剖虫瘿，观察了寄生泽兰实蝇的本土寄生蜂种类及其寄生率。结果表明，共有6种寄生蜂从虫瘿中羽化，对虫瘿的寄生率达70％以上；其中大部分虫瘿被3种寄生蜂寄生。虽然在开阔地生境中紫茎泽兰株高和每株枝条数显著大于林下生境，植株和枝条感虫（瘿）率也显著高于林下，但寄生蜂对虫瘿的总寄生率、各种寄生蜂的寄生率在两种生境之间差异不显著。解剖表明，每虫瘿羽化出的寄生蜂数随虫瘿横径的增大而显著增多。     

混种牧草对紫茎泽兰根际土壤微生物的影响

外来入侵植物与入侵地土壤微生物群落之间的互作关系,影响外来植物的入侵力和生态系统的抵御功能。在紫茎泽兰入侵区利用非洲狗尾草进行替代控制,测量紫茎泽兰根际土壤微生物的变化结果显示,混种区根际土壤微生物之间及其与紫茎泽兰生物量之间的相关性较入侵对照区显著增强(P0.05),表明混种非洲狗尾草可加强紫茎泽兰入侵区根际土壤微生物的互利共生关系,有利于土壤微生物多样性的改善,可明显降低紫茎泽兰的生长势。     

泽兰实蝇寄生对紫茎泽兰生长和防御能力的影响

为明确泽兰实蝇Procecidochares utilis寄生对紫茎泽兰Ageratina adenophora生长及防御能力的影响,在温室内设置泽兰实蝇寄生与未寄生紫茎泽兰2组盆栽处理,测定泽兰实蝇寄生对紫茎泽兰生长特性、生物量、叶片营养物质、次生代谢物质和保护酶的影响。结果表明,泽兰实蝇寄生显著降低了紫茎泽兰的株高、茎粗、叶片厚度和叶片数,分别显著降低了24.80%、16.86%、42.31%和27.82%;同时,地上生物量、根部生物量和总生物量分别显著降低了58.89%、54.29%和57.60%。泽兰实蝇寄生还导致紫茎泽兰的营养成分发生显著变化,其中可溶性蛋白、可溶性糖、可溶性淀粉和叶绿素含量分别显著降低了41.18%、11.75%、34.57%和29.96%。泽兰实蝇寄生改变了紫茎泽兰的保护酶活性,其过氧化氢酶和超氧化物歧化酶活性分别比未寄生植株显著升高了59.36%和108.06%,过氧化物酶活性降低了25.69%;同时使紫茎泽兰单宁酸含量显著降低了21.67%,总酚和类黄酮的含量分别显著上升了1.21倍和2.09倍。泽兰实蝇寄生的紫茎泽兰总生物量与次生代谢物质总酚和类黄酮的含量呈显著负相关,相关系数r分别为-0.06和-0.43,对照组则不存在相关性。表明泽兰实蝇寄生可能促使紫茎泽兰改变自身的生长与防御能量分配,减少了营养和生长的投入,将更多的资源投向繁殖和防御。     

低温雨雪天气对紫茎泽兰的影响

2008年春季西南地区发生低温雨雪天气时,就低温对紫茎泽兰的影响开展了调查。结果表明,紫茎泽兰受低温冻害影响较严重,海拔达580m时,紫茎泽兰叶发生萎蔫,部分被冻枯死,茎顶端冻死5—10cm;海拔达800—1000m时,紫茎兰叶冻枯死,茎1／4以上冻死,随海拔升高,根有一定冻害;海拔达1022m时,紫茎泽兰叶、茎、根全部冻死,茎干皮冻破,根变黑腐烂,但有极少数生长于背风处的紫茎泽兰根茎3～5cm处保持绿色。     

不同微生境中泽兰实蝇寄生对紫茎泽兰有性繁殖的影响

泽兰实蝇Procecidochares utilis Stone是紫茎泽兰重要的专性寄生性天敌，有性繁殖是紫茎泽兰长距离扩散蔓延的主要途径。为评价泽兰实蝇在不同微生境中对紫茎泽兰的控制作用，在四川省德昌县选择沟谷地、撂荒地、果园和马尾松林地4种微生境，采用田间调查结合盆栽试验的方法，分析了泽兰实蝇对紫茎泽兰的寄生规律以及有性繁殖的影响。结果表明，泽兰实蝇在不同微生境中对紫茎泽兰寄生率的高低依次为沟谷地31．7％、马尾松林地28．1％、果园26．1％和撂荒地13．5％，这一顺序反映了泽兰实蝇的寄生率有随微生境中土壤含水量升高而增加的趋势。泽兰实蝇寄生后，紫茎泽兰单位面积上的花序数和种子千粒重均显著下降，而单个花序内的种子数无显著变化。此外泽兰实蝇寄生后紫茎泽兰种子的长度和宽度、种子活力、萌发率和出苗率均呈下降趋势，降幅分别在8．1％-14．9％、14．7％-18．4％、29．8％-37．9％、28．6％-61．8％和58．7％-69．1％之间，说明泽兰实蝇寄生影响了种子的生命力，从而对紫茎泽兰的扩散蔓延起到一定的抑制作用。     

Cellular and ultrastructural changes in the seedling roots of upland rice (Oryza sativa) under the stress of two allelochemicals from Ageratina adenophora

Two sesquiterpene‐derivative compounds, 4,7‐dimethyl‐1‐(propan?2‐ylidene)–1,4,4a,8a‐tetrahydronaphthalene‐2,6(1H, 7H)‐dione (DTD) and 6‐hydroxy‐5‐isopropyl‐3,8‐dimethyl?4a,5,6,7,8,8a‐hexahydronaphthalen‐2(1H)–one (HHO), are the major putative allelochemicals of the aqueous leachates of Ageratina adenophora. A laboratory experiment was conducted, using the hydroponic method, to evaluate the cellular and ultrastructural changes in the seedling roots of upland rice under the stress of DTD and HHO. The subsequent changes were observed in the treated upland rice roots in comparison with their controls. The scanning electron microscopy results showed that the DTD‐treated root tip cells turned into an irregular arrangement and shape and that most of them were wizened, with a poor cytoplasm. In the HHO treatment, the root tips had many irregularly shaped cells, with a greater number of sloughing cells, as well as short, wide cells that resulted in spherical and wider, but shorter, roots. At the ultrastructural level, DTD and HHO induced irregularly shaped and lobed nuclei, increased cytoplasmic vacuolation, reduced ribosome density and dictyosomes, and a reduced number of mitochondria in the cells, which indicated limited protein transportation and a reduced capability to export substances for cell development and growth in the upland rice seedling roots. The overall effect of HHO on the upland rice seedlings was more pronounced than that of DTD.     

中国北方杂草稻幼苗对干旱胁迫的生理响应

以杂草稻heb07-2、wr04-6及巴西陆稻IAPAR9为研究材料,采用人工气候箱培养幼苗,利用20%聚乙二醇6000（PEG-6000）模拟干旱条件,研究了杂草稻及巴西陆稻幼苗叶片和根系生理特性标的变化。结果表明：干旱胁迫下,杂草稻heb07-2幼苗的叶片与根系具有较高的超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）活力;杂草稻heb07-2的可溶性糖含量、可溶性蛋白含量高于其它材料。杂草稻heb07-2细胞膜系统保持完整,膜质过氧化程度小于其它材料,表明干旱胁迫对杂草稻heb07-2伤害较小,具有较强苗期抗旱性。     

用20 % 稻噁乳油培育水稻壮秧的生理机制研究

用选 1和越富两品种为材料研究了 2 0 %稻乳油对水稻秧苗素质的影响 ,结果表明 :1)有效成分 30 0 mg/ L 2 0 %稻乳油处理 ,两品种株高均受到抑制 ,但出叶速度加快 ,根冠比、根系活力和根系再生能力显著提高。与对照相比 ,处理的选 1秧苗叶片中叶绿素总量和可溶性蛋白质含量均显著增加 ,叶绿素 a/ b值提高。 2 ) 2 0 %稻乳油处理改变了秧苗内源激素的水平 ,降低了叶片、胚芽鞘和叶鞘中 GA4、IAA含量及 CTKs/ IAA值 ,提高了根系中 CTKs含量。 3)经 2 0 %稻乳油处理的秧苗移栽后无返苗期 ,最终单株分蘖数增加。试验表明 2 0 %稻乳油可全面改善秧苗素质 ,在培育水稻壮秧上有较好应用前景     

Inconspicuous restraint of rice seedling growth by root-infecting fungi in soil of a rice paddy field

 Rice seedling growth, estimated by plant height and root development and discoloration, was better in pasteurized soil than in unpasteurized soil obtained from a flooded rice field. Rice seedlings also grew better in sterilized soil modified by adding roots harvested from the pasteurized soil than in soil modified by adding roots harvested from the unpasteurized soil. The results demonstrate that seedling growth in the rice field soil was inhibited by soil microorganisms, even though no typical symptoms such as seedling blight or damping-off appeared. Pythium aristosporum is suggested to be involved in the inhibition. Thus, it appears that inconspicuous restraint of rice seedling growth could occur in soils of rice paddy fields. Received: May 20, 2002 / Accepted: October 16, 2002 Acknowledgments The authors thank Dr. T. Ichitani, former professor at Osaka Prefectural University, for providing an isolate of Pythium aristosporum for comparison, and Mr. Mitsuaki Sato of Akita Prefectural College of Agriculture for technical assistance.     

不同基因型玉米自交系苗期根系抗旱性向水性及解剖结构研究

试验旨在研究旱胁迫下不同基因型玉米自交系苗期根系形态、生理生化、解剖结构的差异变化,为玉米自交系抗旱种质的筛选提供可借鉴的指标、方法,为玉米自交系苗期根系抗旱遗传机理研究提供依据。试验选用了14份玉米自交系,采用PEG-6000胁迫处理,测定玉米自交系苗期13个与抗旱紧密相关的根系形态与生理生化指标,并通过方差分析、关联分析及聚类分析,对各自交系的抗旱性进行综合评价,并对其中两个抗旱性差异明显的自交系,通过石蜡切片-显微镜观察根系横切面结构的差异。结果表明:干旱胁迫下,不同玉米自交系苗期的单株根干质量、单株地上部干质量、根系长度、根直径、根伸长速率、根失水率、根系还原力均呈不同程度的下降趋势,根系可溶性糖、脯氨酸均呈不同程度的上升趋势,且不同自交系的变化幅度差异较大。随着诱导物倾斜角的增大,不同自交系根系的向水性弯曲增强,不同自交系间的差异较大,高湿度梯度条件下,自交系Mo17向水性弯曲较对照增加134%,增加幅度最大,WN897向水性弯曲增加20%,增加幅度较小。利用不同抗旱指标的加权抗旱指数,综合评价不同基因型玉米自交系的抗旱性,并将14个玉米自交系种质聚类划分为强抗旱型、中抗旱型和旱敏感型、高旱敏感型4个抗旱级别。石蜡切片结果显示,抗旱性差异明显的自交系根系解剖结构差异较大,抗旱性自交系昌7-2皮层占根系直径比例较低,不抗旱自交系WN897皮层占根系直径比例大于昌7-2,且WN897的导管直径较大。结论:采用方差分析、关联分析及聚类分析等相结合的方法对不同玉米自交系苗期抗旱性进行评估,可以较好地揭示根系性状与抗旱性的关系。根系还原力、根系可溶性糖、根系长度、根向水性对干旱胁迫的反应较其他指标敏感,可作为玉米苗期的抗旱能力和抗旱自交系选育时优先考虑的鉴定指标。旱胁迫下,抗旱性差异明显的玉米自交系根系解剖特征差异显著,强抗旱型自交系苗期根系皮层厚度较小,皮层占根系直径比例较低,根系导管直径也较高旱敏感型自交系小。     

哈茨木霉在水稻体内的定殖及其对水稻纹枯病抗性的影响

以具有抗腈菌唑标记哈茨木霉TUV-13菌株的分生孢子悬浮液对水稻种子分别进行浸种、蘸根、叶面接种,栽培至2叶1芯期,从秧苗各组织分离回收菌株TUV-13。对经菌液处理的秧苗进行显微及超微观察结果表明,浸种处理能使TUV-13菌株在水稻秧苗的根、茎、叶中稳定定殖;而蘸根处理、叶面接种,TUV-13菌株只能在处理的局部区域定殖。TUV-13菌株定殖后,水稻秧苗与抗病相关的酶活性显著提高,对水稻纹枯病防效达82.9%。     

Root growth inhibition of rice by bensulfuron

Bensulfuron inhibited root growth of waterseeded rice (Oryza sativa L.) plants in a solution culture system. Rice root growth was more sensitive to bensulfuron than was shoot growth. A1 2.5 × 10^-9 M bensulfuron, plant height, number of leaves and number of roots were not significantly affected, while root growth was reduced, Seedlings treated 3 or 4 days after emergence showed a significant reduction of total root length by the second day after treatmeni. Root growth inhibition was proportional to duration of treatment; however, treatment for 2 days was necessary to affect root growth, Bensulfuron decreased the mitotic index and the mitotic height in root tips. At 5 days after treatment, only 0.7% of the cells were dividing and mitotic height was 68% of control     

外来植物黄顶菊根、茎、叶的化感作用初探

对黄顶菊［Flaveria bidentis (L.) Kuntze］营养器官进行了解剖学观察,发现其根、茎、叶均存在分泌结构或分泌物。以白菜（Brassica pekinensis Rupr.）作为受试植物,从白菜种子发芽率、幼苗的简化活力指数、幼苗下胚轴及胚根伸长、幼苗中叶绿素、丙二醛（MDA）及可溶性糖（WSS）含量等指标对黄顶菊根、茎和叶水浸提液的化感作用进行了探讨。研究发现,根、茎、叶的浸提液降低了白菜种子发芽率和幼苗胚根长度;幼苗中叶绿素a及总叶绿素随浸提液浓度的升高最终呈下降趋势;MDA和WSS含量随叶片和茎的浸提液浓度升高相应增加。白菜种子萌发及幼苗生长对黄顶菊不同器官浸提液反应有差异,其对叶片浸提液的浓度响应最明显。     

Deleterious effects of fungi isolated from paddy soils on seminal root of rice

Soil samples were collected from rice paddies at 22 locations in northeastern Honshu, Japan. In 20 of the samples, seedling growth of rice was improved by soil pasteurization (aerated steaming at 60°C for 30 min), although no typical disease symptoms were observed in the seedlings grown in the untreated soil samples. In most locations, rice seedlings grew better in a potting medium containing root material from plants grown in the pasteurized portion of a soil sample than in a medium with root material from plants grown in the unpasteurized portion of the same sample. The results suggest that microorganisms that restrained rice seedling growth may be common in the soils of rice paddies. Approximately 800 isolates were obtained from seedling roots grown in unpasteurized soils and grouped by cultural and microscopic morphologies. The deleterious effects of 79 isolates from 21 major groups, most of which were soil-dwelling taxa, were examined after direct inoculation of the seminal roots. Isolates of Curvularia sp., Cirrenalia sp., Eppicoccum nigrum, Fusarium graminearum, F. oxysporum, Gliocladium virens, Humicola sp., Penicillium sp., Rhizoctonia oryzae-sativae, Sclerotium hydrophilum, Trichoderma aureoviride, and T. harzianum inhibited root growth, suggesting that deleterious root-infecting fungi were more common in paddy soil than previously thought. These fungi may be involved in the restraint of rice seedling growth.     

华南地区不同水稻品种对呋虫胺利用率的评价

稻田深施药和种苗带药是实现水稻精简耕作方式的有效途径，利用这些方式施用的杀虫剂，必须通过水稻种子或者根部吸收才能分布到植株各部位发挥药效。评价水稻品种间种子吸收杀虫剂的效率将有利于实现农药的减施增效。用1 mmol/L的呋虫胺浸泡处理51个水稻品种的种子后，采用超高效液相色谱法 (UPLC) 检测萌芽水稻幼苗根部和地上部中呋虫胺的含量，利用WinRHIZO软件分析其根部的形态指标，评价呋虫胺对种子萌发生长的影响。结果表明:不同水稻品种对呋虫胺的吸收量存在很大差异，其中桂育2号、合美占、93-11、桂华占和桂育7号的总吸收量相对较高；与清水浸种对照相比，经呋虫胺浸种萌发的水稻幼苗根变细，但根尖数、根长、根表面积和根体积变大，其中桂华占、泸香658、八桂香和聚两优750为高吸收利用呋虫胺的品种，且用呋虫胺浸种不会对水稻的生长造成不利影响。研究结果为从植物与农药互作的角度，提高农药利用率提供了前瞻性信息，也为推进稻田规模化种植提供了种质资源，为了解农药在水稻中的输导机理研究提供了线索。