外来入侵杂草刺萼龙葵

2003年北京首次发现外来入侵杂草刺萼龙葵(Solanum rostratumDunal.)。2005年在北京顺义区试验地进行了刺萼龙葵生育期观察,并在北京延庆县野外自然群落中随机取样带回室内测定。本文对其形态特征、生物学特性、分布及危害进行了叙述。     

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。     

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。     

重要检疫性杂草刺萼龙葵分子生物学检测的研究

刺萼龙葵属于茄属植物,是我国规定禁止进境的检疫性有害杂草。选取与刺萼龙葵种子形态非常近似的同科5种植物为研究对象,依据茄科植物GBSSI基因序列差异,设计刺萼龙葵的特异PCR引物SRSF1/SRSR1,扩增片段约为500bp,用于对刺萼龙葵的特异检测。本研究建立了刺萼龙葵快速简便、稳定可靠的分子生物学检测方法,一个工作日内完成检测。     

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。     

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     

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。     

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。     

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。     

不同贮藏条件下龙葵种子的季节性休眠特性

龙葵是农田恶性杂草?为明确龙葵种子休眠与季节温度的关系, 研究了室内和室外不同贮藏条件下其种子萌发对温度的响应规律?结果表明, 室外贮藏条件下的龙葵种子萌发呈季节性变化, 从10月到翌年5月, 龙葵种子萌发率均在95%以上, 随着夏季温度的升高, 萌发率从6月开始下降, 9月达到最低值(25.4%), 由此进行年际间休眠和非休眠周期的循环?夏季6月-9月的高温可诱导龙葵种子进入休眠状态, 而秋冬季的相对低温有利于解除种子休眠, 使种子恢复萌发状态?龙葵种子休眠和非休眠状态之间的切换受季节性温度变化的影响?室内贮藏的种子, 由于环境温度较为稳定, 其萌发率年际变化较小, 在20%~50%之间?本文明确了龙葵种子休眠的周期性变化规律, 有助于精准预测其出苗时间, 研究结果可为阐明龙葵种子休眠萌发机制和制订基于萌发调控的绿色防控策略提供依据?     

4种处理对龙葵种子萌发的影响

以龙葵种子为材料,研究了微波、超声波、酸度和Al3＋对龙葵种子萌发的影响。结果表明,在适宜的条件下,450 W微波处理20 s、超声波处理15 min、pH值5．0～6．5最利于龙葵种子萌发;Al3＋处理能降低龙葵种子的发芽率、发芽势和发芽指数。     

利用双标准曲线法检测刺萼龙葵 SrDOG1基因的表达

双标准曲线法是基因表达定量研究中应用较广的一种相对定量检测方法。本研究结合绝对定量的原理,对传统双标准曲线法进行了改进。以刺萼龙葵延迟萌发基因DELAY OF GERMINATION 1(DOG1)的表达检测为例,选择β-actin为内参基因,分别将目的基因和内参基因片段插入pEASY-Blunt Zero载体,制作标准质粒。提取冷藏或常温储藏种子的RNA进行荧光扩增,同时将标准质粒梯度稀释液作为模板构建标准曲线,以此计算SrDOG1的相对表达量。结果表明,双标准曲线法能够灵敏地检测SrDOG1基因的差异表达,发现冷藏种子中SrDOG1基因的表达量较常温储藏显著增高。双标准曲线法检测结果稳定,重现性好,数据处理简单,适用于多种条件下基因表达水平的比较,为进一步系统研究刺萼龙葵DOG1基因的表达特性和基因功能奠定了基础。