空心莲子草生物防除研究进展

空心莲子草(Alternanthera philoxeroides)是一种全球性的恶性入侵杂草.本文总结了国内外空心莲子草生物防除的研究进展.主要包括病原真菌假隔链格孢菌(Nimbya alternantherae)和空心莲子草叶甲(Agasicles hygrophila)等生防作用物防除空心莲子草的研究进展和现状.     

雾滴大小与施药液量对草甘膦在空心莲子草叶片沉积的影响

为提高草甘膦防治空心莲子草Alternanthera philoxeroides时药剂的有效利用率,用丽春红S为示踪剂研究了草甘膦药液在空心莲子草叶片的沉积特性。结果表明,用体积中径(VMD)149.5~233.7 μm的雾滴喷雾,草甘膦在空心莲子草叶片上的沉积量在体积中径为157.3 μm时最多,随着雾滴体积中径增大,沉积量减少。雾滴体积中径157.3 μm与施药液量339 L/hm2处理的沉积量是雾滴体积中径233.4 μm与施药液量694.5 L/hm2处理的1.54倍。施药液量超过382.5 L/hm2时,草甘膦药液的流失明显增多。800 mg/L草甘膦药液在空心莲子草叶片上的最大稳定持留量约为 4.92 μg/cm2。结果表明,喷雾施药时采用小雾滴和较低施药液量,可大幅度提高草甘膦在空心莲子草上的沉积量。     

空心莲子草叶斑病菌代谢产物的除草活性

空心莲子草叶斑病菌在改良Fries 3号培养液中于27℃培养20d后，其培养滤液对空心莲子草产生致毒作用。活性物质主要作用于空心莲子草叶片，使叶片组织黄化或失水死亡，与用菌体接种时造成大量叶片黄化或枯死脱落的症状极为相似。其次也可使根变褐，抑制根的生长，对茎则无明显作用，培养滤液对高梁胚根也有一定抑制作用，抑制率可达79.7%。     

空心莲子草病原真菌的分离筛选及其菌株SF-193种的鉴定

在空心莲子草上分离获得真菌295株,其中有191株对空心莲子草具有致病能力,有12株致病力较强(病级5级以上)。经过复筛发现菌株SF-193对空心莲子草的致病能力最强。在田间自然条件下人工接种200株空心莲子草,SF-193菌株能够导致发病程度为6级的可达到80%以上。采用18S rDNA和ITS核酸序列同源比对,对菌株SF-193进行形态学鉴定和分子鉴定,两种鉴定结果都为莲子草假隔链格孢。     

空心莲子草叶(虫甲)的寄主专一性测验

空心莲子草叶(虫甲)原产阿根廷,是空心莲子草的天敌。1987年由美国佛罗里达州引入北京,在室内用代表21个科的39种主要经济作物、观赏植物及与空心莲子草近缘或形态相似的植物,进行了叶(虫甲)食性测验,结果表明:该天敌为单食性,除自然寄主外,不取食其它植物;在人为强制饥饿条件下,仅轻微取食马齿苋、白菜、莴苣,但不能完成生活史。这种天敌在我国可以安全利用。     

助剂对20%氯氟吡氧乙酸乳油润湿性能及对空心莲子草防效的影响

通过田间小区试验,验证了不同助剂对20%氯氟吡氧乙酸乳油(EC)防除空心莲子草的增效作用,并系统研究了不同助剂对20%氯氟吡氧乙酸EC药液在空心莲子草叶面润湿性能的影响。结果表明:添加氮酮、油酸甲酯或聚三硅氧烷可显著提高20%氯氟吡氧乙酸EC对空心莲子草地上部分鲜重及再生能力的抑制效果,其中以添加聚三硅氧烷的处理增效最为显著,添加聚三硅氧烷后,20%氯氟吡氧乙酸EC对空心莲子草地上部分鲜重、再生茎叶鲜重的抑制率分别为86.95%和81.66%;添加氮酮、油酸甲酯或聚三硅氧烷后,20%氯氟吡氧乙酸EC药液在空心莲子草叶面的表面张力显著降低,接触角减小,滞留量增加,其中以添加聚三硅氧烷的处理效果最为显著,添加聚三硅氧烷后,20%氯氟吡氧乙酸EC的初始接触角小于50°,180 s时接触角均小于15°,表面张力为25.09 m N/m,滞留量为1.891 g/cm2;添加氮酮或聚三硅氧烷可缩短20%氯氟吡氧乙酸EC药液在空心莲子草叶面正、反面的干燥时间,而添加油酸甲酯则会延长其干燥时间。研究表明,添加助剂改善了20%氯氟吡氧乙酸EC药液在空心莲子草叶面的润湿性能,可能是助剂提高20%氯氟吡氧乙酸EC对空心莲子草防效的原因之一。     

莲子草假隔链格孢对空心莲子草活性氧代谢的影响

为了明确活性氧(ROS)在莲子草假隔链格孢Nimbya alternantherae侵染空心莲子草过程中的作用,采用氯化硝基四氮唑蓝(NBT)光化学还原法、二氨基联苯胺(DAB)组织染色法和分光光度法测定了莲子草假隔链格孢SF-193侵染空心莲子草后超氧阴离子(O2-)产生速率、过氧化氢(H2O2)含量、抗氧化酶体系(超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD))活性和丙二醛(MDA)含量.结果显示,接种莲子草假隔链格孢SF-193的叶片经NBT和DAB染色后检测到ROS的大量累积.叶片内的O2-产生速率和H202含量随接种时间显著升高,接种后48 h均达到峰值,分别为2.33 nmol·min-1·g-1FW和11.78 μmol·g-1FW,是对照的2.1倍和2.5倍;SOD、CAT和POD活性均在接种后8h达到峰值,分别为277.75、23.47和444.92 U·min-1·g-1FW,之后逐渐下降;MDA含量随接种时间持续上升,72h时达到峰值,为5.20μmol·g-1 FW.表明莲子草假隔链格孢侵染空心莲子草打破了ROS产生与清除之间的平衡,导致植物细胞内的ROS迅速上升,对叶片细胞造成严重破坏.     

水花生[Alternanthera philoxeroides(Mart.)Griseb.]

水花生学名:Alternanthera philoxeroides(Mart.)Griseb.;中文俗名:空心莲子草、水花生、空心苋、长梗满天星、革命草(江苏、湖南)、空心莲(福建)、螃蜞菊(湖南)、喜旱莲子草等;英文俗名:Alligatorweed;属双子叶植物纲(Dicotyledoneae)石竹目(Caryo-phyllales)苋科(Amaranthaceae)莲子草属。     

甲磺隆和草甘膦对空心莲子草乙酰乳酸合酶活性和莽草酸含量的影响

为研究甲磺隆和草甘膦对空心莲子草的作用机理,探索其最佳的使用技术,采用有效成分为30 g/hm2和60 g/hm2 的甲磺隆处理空心莲子草,能明显抑制其茎和根乙酰乳酸合酶的比活性;有效成分为1537.5g/ hm2和3075g/ hm2 的草甘膦处理则能明显抑制空心莲子草莽草酸含量的积累;施用甲磺隆和草甘膦对空心莲子草生长的抑制作用随药剂浓度的提高而增大.二次施用草甘膦(间隔30天)的结果表明,低剂量处理对抑制空心莲子草根组织莽草酸含量的积累更明显.     

高锰胁迫下草甘膦对空心莲子草体内莽草酸含量和抗氧化酶活性的影响

鉴于高锰胁迫下空心莲子草Alternanthera philoxeroides对草甘膦的耐药性增强,在水培条件下研究了不同浓度锰条件下草甘膦处理后该草体内莽草酸的积累和主要抗氧化酶系统的响应。次高浓度锰(0.31 mmol/L)条件下培养120 d后空心莲子草体内过氧化氢酶(CAT)活性显著高于常规浓度锰处理(0.009 1 mmol/L,对照);高浓度锰(2.45 mmol/L)条件下超氧化物歧化酶(SOD)活性升高,CAT活性下降。草甘膦(按草甘膦酸68 g/hm2)茎叶处理后6 d内,常规锰浓度培养的空心莲子草体内莽草酸含量比用草甘膦刚处理时增加了31.9％~226.0%,且显著高于同一时间次高锰和高锰的处理;不同锰浓度下培养的空心莲子草体内过氧化物酶(POD)和CAT、SOD活性均为先升高后再逐渐下降,但次高锰处理的该3种酶活性均高于对照,高锰处理的SOD和POD活性高于对照,而CAT活性与对照相当。上述结果表明,在较高锰浓度下空心莲子草能启动抗氧化酶系统而能有效地清除自由基;在草甘膦处理后初期,高锰条件下空心莲子草体内莽草酸途径受抑制程度较轻,抗氧化酶活性较高,这可能是空心莲子草耐高锰和高锰条件下该草耐草甘膦的部分机制。     

链格孢菌毒素对紫茎泽兰叶片光合作用的影响

 本文研究了一个新分离纯化的链格孢菌毒素对恶性杂草紫茎泽兰叶片的致病作用与叶片光合作用抑制的相关性。结果表明:在毒索处理叶片的形态产生明显变化之前,光合放氧速率和表观量子效率均明显降低。进一步的研究表明其作用位点在类囊体膜上,主要抑制了2个光系统的电子传递活性,但对于色素含量、暗反应关键酶则没有显著的影响。     

马铃薯Y病毒侵染对叶绿体超微结构、光合和荧光参数的影响

 马铃薯Y病毒(PVY)侵染导致马铃薯叶片叶绿体个体变小,部分叶绿体的结构遭到破坏,淀粉粒的体积变小而粒数密度提高。随着病毒侵染,叶片中的叶绿素含量逐步减少,光合系统电子传递速率和净光合速率显著下降,而光系统Ⅱ的最大光化学效率则没有显著变化。PVY导致叶绿体结构破坏和碳同化酶活性下降,可能是造成光合作用下降的主要原因。     

水分与氮素营养对辽春10号小麦旗叶光合作用的影响

在盆栽条件下,研究不同水分条件下氮素营养对辽春10号春小麦籽粒灌浆期旗叶光合特性的影响.结果表明,随着土壤水分状况的改善,春小麦的光合作用不断增强.土壤相对合水量低于45%时,施氮处理春小麦旗叶气孔导度、蒸腾速率和WUEleaf降低,胞间二氧化碳浓度升高,光合速率受非气孔因素制约而降低.当土壤相对含水量在45%～75%时,随着氮肥施用量的增加和土壤相对含水量的提高,春小麦旗叶的光合效率、气孔导度、蒸腾速率和WUEleaf不断增加,胞间二氧化碳浓度逐渐减小,气孔因素制约了光合效率的提高.当土壤相对含水量高于75%时,氮素营养对春小麦旗叶光合的促进作用减弱.     

百合无症病毒对百合光合生理、酶活性及叶绿体超微结构的影响

 以东方百合“西伯利亚”为试验材料,研究百合无症病毒(LSV)侵染百合对其叶片生理生化以及叶绿体超微结构的影响。检测结果表明:叶片中叶绿素a、b以及总叶绿素含量与健康对照相比分别下降了28.6%、33.3%和23.5%,净光合速率、气孔导度及胞间CO₂浓度分别下降33.3%、25%和13.8%;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)与健康对照相比,分别增加了16.6%、29.4%、16.7%和22.2%。电镜观察发现:感病植株叶绿体膨胀变形,基质片层散乱,叶绿体内淀粉粒肿大且数目增多,从而证明LSV侵染破坏叶绿体结构,影响植株的光合作用。     

碱性盐胁迫对宁夏枸杞生长、结构及光合参数的影响

采用盆栽试验,对碱性盐(NaHCO_3)胁迫下枸杞生长、叶片解剖结构、超微结构以及光合参数进行了研究。结果显示:随着NaHCO_3胁迫浓度的增加,净生长量呈先增加后降低的趋势,地上部干重、地下部干重和整株干重总体呈下降趋势,根冠比呈上升趋势;叶肉栅栏组织在低浓度NaHCO_3处理(150 mmol·L-1)时排列比较紧密,随着胁迫浓度增加,栅栏组织的细胞层数逐级减少,细胞结构紧密度逐渐降低,叶片厚度、上下表皮厚度及晶体数呈现先增后降的趋势;超微结构显示,随着胁迫浓度的升高,叶肉细胞形状变的不规则,叶绿体结构变形,基粒片层排列紊乱,淀粉粒增多;净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔限制值(Ls)和气孔导度(Gs)随NaHCO_3浓度的升高呈下降趋势,胞间CO_2浓度(Ci)呈升高趋势,水分利用效率(WUE)呈先升后降的趋势;相关分析显示,盐胁迫强度与净生长量、生物量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和气孔限制值呈负相关关系,与净光合速率、蒸腾速率和气孔导度呈显著负相关关系(P0.05)。由此说明,碱性盐胁迫改变了叶片的功能性状,促使枸杞光合作用下降,直接影响干物质积累及株高的生长。     

限根条件下供氮对玉米光合作用有关生理特性的影响

以玉米为供试作物,在遮雨棚内进行了微区田间试验,在不同水分与供氮条件下,分期测定了玉米自由水与束缚水比值和细胞汁液浓度、气孔导度和细胞间隙CO2浓度、核酮糖-1,5二磷酸羧化酶(RuBPCase)活性和叶绿素含量、以及叶片的光合速率和作物产量,研究供氮对玉米光合作用有关生理特性的影响。结果表明,氮素对光合生理特性的影响受水分供应状况的制约:水分供应较好时,供氮提高了叶片自由水与束缚水比值,降低了叶肉细胞汁液和细胞间隙CO2浓度;增加了气孔导度,提高了RuBPCase活性和叶绿素含量,既有利于改善气孔因素,也有利于改善非气孔因素,显著提高光合速率和作物产量。水分胁迫较轻时,供氮降低了气孔导度,增加了CO2进入气孔的阻力,不利于光合作用,但却提高了叶片自由水与束缚水比值,降低了叶肉细胞汁液和细胞间隙CO2浓度,增加了RuBPCase活性和叶绿素含量。在这种情况下,光合作用的气孔因素受到影响,非气孔因素不但没有减弱,反而有所增强,因而光合速率和产量都有所提高。水分胁迫严重时,供氮不但抑制了光合作用的气孔因素,还更严重地抑制了非气孔因素,导致光合速率和作物产量严重下降。供氮对光合作用影响的水分依赖性为调控氮素营养提供了有力依据。     

ALA对NaCl胁迫下不同品种番茄植株光合作用、保护酶活性及果实产量的影响

以耐盐性不同的番茄品种金鹏超冠(耐盐性较强)和中杂9号(耐盐性较弱)为材料,研究了叶面喷施5-氨基乙酰丙酸(ALA)对150 mmol/L,250 mmol/L NaCl胁迫下番茄光合作用、保护酶系统及产量的影响。结果表明,ALA能使NaCl胁迫下番茄叶片的叶绿素含量、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)升高,胞间二氧化碳浓度(Ci)降低;ALA处理显著提高了高盐胁迫下的SOD、POD和CAT活性,且降低了丙二醛含量,尤其是中杂9号更为显著,ALA处理可能是通过促进保护酶系统活性,保护细胞的光合性能,促进光合作用,从而促进番茄的生长发育,提高产量,缓解盐胁迫对番茄的抑制作用。     

水稻基腐病菌毒素对烟草活性氧代谢及细胞超微结构的影响

 用水稻基腐病菌毒素注射烟草叶片后,烟草细胞中O₂^-_·和NO大量增加,H₂O₂含量明显降低,SOD、CAT和POD等酶的活性发生变化。毒素引起烟草细胞死亡,但没有细胞程序性死亡(PCD)的DNA梯特征。病菌毒素处理烟草叶片后,电导率增大,细胞膜透性增加。电镜观察烟草细胞的超微结构表明,毒素处理8h后,叶绿体变形,叶绿体基质片层大部分消解,基粒结构消失,叶绿体外膜和内膜剥离,质壁分离和细胞膜内陷,细胞器消解;处理48h后,细胞内含物完全消解,细胞膜消失,细胞壁皱缩变形。本研究表明,毒素引起烟草细胞死亡与植物抗病反应HR中细胞坏死的生理生化机制不同,但可能存在相似的信号传导途径。     

黑斑毒素对感病和抗病向日葵叶组织超微结构的影响

 本文用向日葵黑斑病菌毒素处理20日龄苗向日葵的第2对真叶,来研究毒素对叶细胞超微结构的影响。结果表明:毒素处理后,叶细胞的细胞壁变形,质壁分离,质膜断裂,叶绿体膜、线粒体膜、核膜膨胀、断裂,内部间质电子透明化,叶绿体片层排列紊乱,线粒体脊膨胀甚至消失,损害发生早和严重的是叶绿体片层和质膜,抗病品种的膜系统比感病品种的受害轻,近细胞壁处有电子密集物沉积。     

大豆花叶病毒引发大豆不同症状的生理特性比较

以接种3个SMV株系后分别表现无症状、花叶和坏死症状的大豆品系浙A8901为材料,研究3类症状叶片的生理指标差异,包括细胞超微结构、H_2O_2积累、水杨酸(SA)含量、光合作用及细胞病毒含量。结果表明:无症状叶片细胞中除叶绿体片层结构轻微扭曲外,其它细胞结构未见异常;CeCl_3标记H_2O_2电镜观察,发现H_2O_2仅在细胞壁外侧少量积累;在接种1d后SA含量较对照显著升高。花叶症状叶片细胞中出现髓鞘状结构和多泡体结构,核膜边缘有染色质凝集现象;细胞壁外侧观察到较多H_2O_2的积累;SA含量在接种后第2 d较对照显著增加。坏死症状叶片中细胞变形严重,细胞器解体,在细胞壁外侧和细胞质中均观察到H_2O_2的大量积累;接种后第2 d SA含量较对照显著增加。三类症状叶片的光合速率、最大光能转化效率(Fv/Fm)和实际光量子效率(ΦPSⅡ)的测定发现,与对照相比均无显著变化。