紫莖澤蘭入侵種群的抗蟲性與化感作用對澤蘭實蠅寄生的響應.pdf

1、紫莖澤蘭(Ageratina adenophora Sprengel)是一種世界惡性入侵雜草，現(xiàn)已在30多個國家和地區(qū)廣泛分布，造成了嚴重的經(jīng)濟損失和生態(tài)災難，甚至對人畜健康構成一定威脅。該植物自二十世紀40年代傳入我國云南后，迅速蔓延擴散，現(xiàn)廣泛分布于西南地區(qū)和臺灣等地，造成了農(nóng)林牧副業(yè)的重大危害。近年的研究證實紫莖澤蘭對入侵地植物有明顯的化感抑制作用，尤其在根際化感作用方面。外來植物入侵后，在與本地物種的互作過程中，常出現(xiàn)環(huán)境適應性

2、的生物和生態(tài)學特性改變。許多入侵植物會在生長與防御物質(zhì)資源方面進行再分配，如降低應對專食性天敵防御的投入，而將更多的資源用于生長發(fā)育或用于強化抑制排擠本地植物的化感作用。近來發(fā)現(xiàn)紫莖澤蘭入侵種群產(chǎn)生了葉氮由細胞壁向光合機構再分配的進化，表明其入侵后體內(nèi)資源對生長發(fā)育在偏向性增加供給。澤蘭實蠅（Procecidochares utilis Stone）是我國上世紀80年代引進用于控制入侵雜草紫莖澤蘭的專食性天敵，已在很多地區(qū)建立了穩(wěn)定的自

3、然種群，但控制作用較弱。因此，本研究以原產(chǎn)地和入侵地紫莖澤蘭種群為材料，分析澤蘭實蠅寄生脅迫下，紫莖澤蘭化感/抗蟲物質(zhì)含量的變化規(guī)律，以期評價外來植物入侵種群的天敵適應性與化感作用之間的聯(lián)動效應，揭示天敵作用下紫莖澤蘭如何適應并持續(xù)擴張的生態(tài)機制。主要結果如下:
　　1.選擇原產(chǎn)地（墨西哥，2個種群:M1、M2）和入侵地(中國，3個種群:C1、C2、C3)紫莖澤蘭為材料，通過掃描電鏡檢測芽尖形態(tài)的差異，并檢測對比不同種群植株地上部

4、分碳氮比，以及澤蘭實蠅寄生下，6種抗蟲物質(zhì)（單寧類:單寧酸、兒茶素、鞣花酸;類黃酮:槲皮素、異槲皮素、山奈酚）的含量。結果表明:原產(chǎn)地和入侵地紫莖澤蘭的澤蘭實蠅寄生點芽尖處均覆蓋濃密單毛，通過芽尖橫切面觀察發(fā)現(xiàn)，無論是厚壁組織結構還是皮層細胞層數(shù)，入侵地種群與原產(chǎn)地種群相比均無明顯差異;地上部分碳氮比結果表明，入侵地的3個種群均顯著低于原產(chǎn)地的2個種群，尤其在莖稈部位（入侵地種群比原產(chǎn)地種群低18.4％）。抗蟲物質(zhì)檢測結果表明，紫莖澤蘭

5、入侵種群的抗蟲物質(zhì)含量顯著低于原產(chǎn)地種群，其中芽尖部位單寧酸和兒茶素含量尤為明顯，它們分別比原產(chǎn)地種群的低26.4％和32.3％;澤蘭實蠅寄生后，無論是原產(chǎn)地種群還是入侵地種群抗蟲物質(zhì)含量均呈上升趨勢，尤其是單寧類化合物，其中M1種群寄生植株在蟲癭破膜前，兒茶素含量比未寄生植株升高了163.2％?？梢姡锨o澤蘭入侵種群在抗蟲特性方面產(chǎn)生了資源再分配的適應性變化，這對它在新生境天敵缺乏下的持續(xù)擴張明顯是有利的。原產(chǎn)地種群和入侵地種群相比，

6、雖然澤蘭實蠅寄生均誘導紫莖澤蘭抗蟲物質(zhì)的增加，但原產(chǎn)地種群增加的幅度更大。表明，紫莖澤蘭入侵后對專食性天敵脅迫的適應性已經(jīng)明顯下降。
　　2.采用營養(yǎng)液培育幼苗結合籠罩接蟲法，測定比較了澤蘭實蠅寄生下，紫莖澤蘭入侵地種群和原產(chǎn)地種群的化感物質(zhì)含量。
　　結果表明:入侵地種群澤蘭二酮的分泌量顯著高于原產(chǎn)地種群，但羥基澤蘭酮的含量差異不顯著;澤蘭實蠅寄生后，入侵地種群化感物質(zhì)的含量產(chǎn)生了顯著變化，在蟲癭初現(xiàn)時，寄生植株比未寄生植