薇甘菊的分布危害、生物防治及资源化利用研究现状与展望

薇甘菊作为唯一一种全国林业检疫有害植物,由于其较强的攀援、繁殖扩散能力,以及极强的化感作用,对入侵地区的林农业发展产生了极大的危害;作为一种菊科植物薇甘菊有极强的资源化利用价值,在生物农药,药物等方面都有着广泛的利用前景。此文对薇甘菊的生物学特性、分布、适生区及危害进行介绍,对国内外薇甘菊生物防治及资源化利用的研究现状进行综述。     

薇甘菊颈盲蝽化学成分分析及其引诱化合物的研究

薇甘菊颈盲蝽大量取食外来入侵植物薇甘菊,是防控薇甘菊的重要天敌昆虫。为了研究薇甘菊颈盲蝽的化学信息物质,对薇甘菊颈盲蝽不同部位用正己烷浸提,以气相色谱-质谱联用仪分析头、胸腹、后肠部位的化学成分;使用Y型嗅觉仪分别验证了雌成虫、雄成虫对6种化合物的行为反应,并结合野外诱捕试验验证了6种化合物对薇甘菊颈盲蝽的引诱效果。从薇甘菊颈盲蝽虫体各部位共检测出36种化合物,嗅觉行为测试结果显示,十六烷酸和豆甾醇在浓度为10-5g/m L时对雄成虫有最佳的引诱作用,正趋向率分别为(78.00±8.37)%和(65.00±5.70)%。野外诱捕试验进一步证明,十六烷酸在浓度为10-5g/m L时对薇甘菊颈盲蝽雄成虫有最佳的引诱效果。     

基于MaxEnt 的云南省薇甘菊分布预测及评价

利用MaxEnt生态位模型预测云南薇甘菊适生区分布,结果显示,ROC曲线的AUC值均在0.9以上,预测结果具有较高的可信度.影响薇甘菊分布的主要环境因子包括最湿季降雨量(贡献率28.8％)、海拔(贡献率22.1％)、土地覆盖现状(贡献率15.3％)、最湿季平均温、年均降水量、年平均温.从因子的响应曲线分析得出,云南薇甘菊最适环境参数为海拔1 100m,最湿季平均温为22℃,最湿季降雨量为760 mm,土地覆盖为未郁闭林地、灌木林地和荒地等.从样本点数量、环境因子选择及人为影响3个方面对MaxEnt模型预测的云南薇甘菊分布结果进行比较和评价.     

薇甘菊对鬼针草种子萌发和幼苗生长的化感影响

测定了薇甘菊提取液对鬼针草种子萌发和幼苗生长的化感影响。结果表明,薇甘菊提取液处理,非入侵地鬼针草种子萌发率为52%,入侵地鬼针草种子萌发率为60%,薇甘菊对非入侵地鬼针草种子萌发的化感影响大于对入侵地鬼针草种子萌发的化感影响;薇甘菊对鬼针草幼苗总叶面积、最大量子产额和冠重没有明显的抑制作用;非入侵地处理与对照鬼针草幼苗的根重分别为23.50 g和36.92 g,入侵地处理与对照鬼针草幼苗的根重分别为22.19 g和16.53 g,薇甘菊对非入侵地鬼针草幼苗的根重的影响大于对入侵地的;入侵地鬼针草种子及幼苗对薇甘菊具有一定的化感抗性。     

基于无人机遥感的盛花期薇甘菊监测技术

薇甘菊是世界十大有害杂草之一,其泛滥会对生态系统造成重大影响。建立一个高空间分辨率全域尺度的薇甘菊预警评估方法,是防治薇甘菊的关键手段之一。目前对薇甘菊的监测主要有人工踏查、卫星遥感监测,但前者效率低下而后者识别精度不够。以无人机为载体,通过采集待监测区域的薇甘菊彩色图像,应用Otsu-K-means、RGB、HSV色彩空间阈值分割算法以及K-means-RGB、K-means-HSV、K-means-RGB-HSV融合算法和MobileNetV3深度学习算法进行识别,采用召回率、精确率和均衡平均数F1值共3个评价指标对识别结果进行评价。实验结果表明K-means-RGB-HSV算法对盛花期薇甘菊的整体识别效果最佳。在此基础上,基于识别结果应用模糊层次分析法以及盖度公式,初步建立了薇甘菊的预警评估方法,划分了5个薇甘菊入侵危害等级,可根据所需监测精度的不同,设置不同尺寸的网格和辐射半径,绘制出薇甘菊入侵的精准分布热力图,能够清晰准确地体现不同区域的入侵薇甘菊的危害程度。在厘米级分辨率精度下,实现了基于无人机遥感的盛花期薇甘菊精准监测,为薇甘菊入侵的监测、预警和精准防治提供了有力支撑。     

薇甘菊染色体核型分析

用酶解去壁法对薇甘菊(Mikania micrantha H.B.K)根尖细胞的染色体计数,并对其核型进行分析.结果表明,薇甘菊的染色体数目为2n=38,属二倍体植物.染色体基数为19,核型公式为2n=38=26m+10sm+2st, 属于不对称核型(2B型).核型不对称系数为As.K% =61.4%.     

外来有害生物带来生态灾难

凤眼莲俗称水葫芦，原产南美洲。因其可作禽畜饲料、净化水质并具观赏价值，此物明代已有，引入说亦不一，后沦为野生状态，现广泛分布于华北、华东、华中和华南大部分省市的河流、湖泊和水塘中。连绵1000hm^2的滇池，水葫芦疯长成灾，布满了水面，导致水中植物和动物的死亡，16种水生植物已经难觅踪影，     

不同照度对薇甘菊光合性状的影响

为了控制薇甘菊的生长和危害,对不同照度条件下薇甘菊的光合性状进行了研究.分别采用照度为2 000 lx的光(处理Ⅰ);上午自然光,下午照度为2 000 lx的光(处理Ⅱ);全自然光(处理Ⅲ)处理薇甘菊.结果表明对薇甘菊处理2个月后,在处理Ⅰ条件下,薇甘菊叶片薄,茎短、分枝少,生物量积累少;在处理Ⅱ和处理Ⅲ条件下,则生长茂盛,分枝多,生物量积累多;荧光测定表明,处理Ⅰ条件下薇甘菊光系统Ⅱ(PSⅡ)的光能转换效率和潜在活性非常低,非光化学猝灭非常高,光化学猝灭很低,可变荧光产量高;在处理Ⅰ条件下,随测定光的增强,薇甘菊表观光合电子传递速率(VETR)上升幅度较小, 在测定照度为17.85 klx时,处理Ⅰ条件下的VETR 只有处理Ⅲ条件下的48%;叶对820 nm光的吸收表明, 在处理Ⅰ条件下,薇甘菊的光系统Ⅰ(PSⅠ)的光能转换效率和潜在活性较低.这些结果说明光照影响薇甘菊光系统功能的形成,从而影响了其生长.     

薇甘菊柄锈菌生物学及其寄主专一性

在检疫温室条件下对外来入侵植物薇甘菊的寄生菌——薇甘菊柄锈菌的生物学及其寄主专化性进行了研究。结果表明，薇甘菊柄锈菌可以侵染植物叶片和叶柄等营养器官。受侵染部位起始出现褪绿斑，12～15d，自叶背产生黄色冬孢子堆，并逐步坏死和脱落，最终致寄主死亡。冬孢子黄至暗褐色，包埋在寄主组织中，无明显休眠期。高湿条件下，冬孢子易萌发产生担孢子进行再侵染。采用悬挂法对29个科、62个属的72种植物进行了寄主专化性测定，结果表明，薇甘菊柄锈菌在菊科植物天门冬、紫茎泽兰、向日葵、地胆草上形成褪绿斑，但未发现菌丝和吸器。薇甘菊柄锈菌可成功侵染薇甘菊和同属植物假泽兰。     

菟丝子致死薇甘菊

薇甘菊Mikania micrantha是入侵的害草，已经由珠江三角洲扩散到粤东、粤西沿海地区，以及部分山区。在薇甘菊的天敌调查中看到菟丝子寄生于薇甘菊，严重时可以把薇甘菊致死。我们在本所的实验园中栽种薇甘菊，并让其被菟丝子Cusuta chinensis Lam.寄生，结果证实菟丝子在两个月左右，完全可以抑制薇甘菊的生长，最终把薇甘菊致死。这可能是以草治草的一种新途径，但是菟丝子也是我国农作物的一种重要昌，如何利用菟丝子控制薇甘菊的为害，而又不使菟丝子对薇甘菊的伴生植物和鞭它农作物造成为害，是下一步要解决的问题，菟丝子致死薇甘菊的机理更需要深入研究。