黃頂菊(Flaveria bidentis)對其入侵生境的主要生態(tài)適應性分析.pdf

1、黃頂菊Flaveria bidentis(L.)Kuntze原產(chǎn)于南美洲，大約于上世紀90年代傳入我國，截至2007年底，僅河北省的黃項菊疫情已擴大到11地市89縣(區(qū)、市)，嚴重危害面積達56萬多畝，呈現(xiàn)以河北省中南部為中心向周邊其它省市擴散趨勢。目前國內(nèi)外對黃項菊的研究多集中在對其形態(tài)特征、發(fā)生特點與危害、防除對策、黃菊屬植物的系統(tǒng)進化、光合生理特性與C4途徑演化、遺傳學以及黃頂菊體內(nèi)C4重要光合酶及次生代謝產(chǎn)物等方面的研究，對黃頂

2、菊的抗逆性和光照適應性的研究還未見報道。
　　 本研究通過植物盆栽試驗測定了黃頂菊的抗旱性、耐鹽性、耐堿性及對光照強度的反應，由此分析黃頂菊對其入侵生境的生態(tài)適應性。
　　 1.黃頂菊的抗旱性：通過土壤停止供水處理獲得不同含水率的土壤，測定這些土壤中生長的黃頂菊植株地上組織含水率(PWC)、超氧化歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)、過氧化氫酶(CAT)活性、脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)和可溶性糖(WSS)含量等

3、生理生化指標，綜合評價黃頂菊的抗旱能力。試驗結果表明，隨著停止供水處理時間的延長，土壤含水率呈下降趨勢，黃頂菊植株地上組織含水率也隨之下降，其它生化指標都顯著升高(P＜0.05)。各生理生化指標的初始值和對照是相同的，在處理過程中，對照的各生理生化指標基本穩(wěn)定，在處理之后的10 d，對照植株的土壤含水率(SWC)、PWC、Pro、MDA、WSS、SOD、POD和CAT分別為25.0％、77.4％、106.7μg/gFW、4.7μmol/

4、gFW、0.17 mg/g FW、70.8 U/gFW、2.1 U/g FW、0.07 U/gFW；在處理之后的10 d，土壤停止供水處理植株的SWC和PWC分別下降到5.6％和17.3％，而其它6個指標分別升高到：199.2μg/gFW、6.3μmol/gFW、0.24 mg/g FW、122.9U/g FW、6.2 U/g FW和0.10 U/g FW；在處理之后的15 d，處理植株的SWC和PWC分別下降到2.8％和6.7％，而其

5、它各指標分別升高到941.4μg/g FW、19.6 μmol/FW、0.85 mg/g FW、185.3 U/g FW、41.1 U/g FW和0.28 U/g FW。由此看出，在土壤停水處理后期，黃頂菊表現(xiàn)出了很強的抗旱性。比較黃頂菊和其它抗旱性植物的這些指標，黃項菊的抗旱能力比地枇杷、扶芳藤、絡石、常春藤等抗旱性的藤本植物強，與強耐旱禾本科植物高羊茅相當，黃頂菊屬于抗旱性很強的植物。
　　 2.黃頂菊的耐堿性：通過不同pH

6、值(pH7.00(對照)、8.77、9.12、9.50、9.90、10.28、10.57)的溶液澆灌黃頂菊植株，測定其株高(PL)、葉片過氧化物酶(POD)活性、相對電導率(REC)、脯氨酸(Pro)、可溶性糖(WSS)和丙二醛(MDA)含量等6個生理生化指標，綜合分析黃頂菊的耐堿性。隨著堿處理的加強和處理時間的持續(xù)，POD、REC、Pro、WSS和MDA等5個生化指標明顯升高(P＜0.05)，在pH＞9.90時，黃頂菊植株的生長受到明

7、顯抑制，而在pH8.77時，堿處理對黃頂菊的生長有明顯的促進作用(P＜0.05)，這一點與其它耐鹽堿植物相一致。對照和堿處理黃頂菊各生理生化指標的初始值相當，堿處理下的各指標在處理20 d之后變化最顯著(P＜0.05)，此時對照植株的PL、POD、REC、Pro、WSS和MDA依次為37.8 cm、2.1 U/g FW、2.2％、98.6μg/g FW、0.17 mg/g FW、4.1 μmol/g FW，而pH8.77處理下的6個指標

8、分別均有明顯提高：42.4 cm、4.6 U/g FW、6.2％、125.9μg/gFW、0.19 mg/g FW、5.8 μmol/gFW；pH9.90時的6個指標分別則為35.5 cm、13.0 U/g FW、11.8％、194.0μg/gFW、0.28 mg/gFW、8.0 μmol/gFW。從形態(tài)觀察來看，在高pH值情況下植株仍生長發(fā)育良好，沒有出現(xiàn)葉片黃化、萎蔫或植株死亡等現(xiàn)象；同時，與其它耐堿性植物相比，黃頂菊的耐堿性高于甜

9、菜等栽培作物，與堿地膚、翅堿蓬等強耐堿鹽生植物相當。以上研究結果表明，黃頂菊具有相當強的耐堿能力，屬于強耐堿性植物。
　　 3.黃頂菊的耐鹽性：以不同濃度的NaCl溶液(0(對照)、100、200、300和400 mmol/L)澆灌黃頂菊，測定其株高(PL)、葉片過氧化物酶(POD)活性、相對電導率(REC)、脯氨酸(Pro)、可溶性糖(WSS)和丙二醛(MDA)含量等6個生理生化指標，綜合分析黃項菊的耐鹽性。隨著鹽溶液濃度的升

10、高和處理時間的持續(xù)，POD、REC、Pro、WSS和MDA等5個生化指標逐漸升高，在鹽濃度＞200 mmol/L時，黃頂菊植株的生長受到明顯抑制，其它指標顯著升高(P＜0.05)，而在鹽濃度為100 mmol/L時，鹽處理對黃項菊植株的生長有明顯的促進作用(P＜0.05)，這一點與其它鹽生植物相一致。對照和鹽處理黃頂菊各生理生化指標的初始值相當，鹽處理下的各指標在處理21 d之后變化很快。在處理的第28 d時對照植株的POD、REC、P

11、ro、WSS和MDA分別為8.1 U/g FW、2.6％、76.3μg/g FW、0.12 mg/g FW、5.3 μmol/gFW,而此時隨著鹽濃度的增大，這5項指標的值也升高，如鹽濃度為200 mmol/L處理下的5個指標分別為25.4％、29.0 U/g FW、230.8μg/g FW、0.32 mg/g FW、7.9 μmol/g FW，而當鹽濃度增大到300 mmol/L時它們的值分別進一步升高到42.4％、34.2 U/g

12、FW、429.1μg/gFW、0.38 mg/g FW和10.7 μmol/gFW。在實驗中還觀察到，在鹽含量400 mmol/L濃度后黃項菊植株出現(xiàn)萎蔫死亡，在低于200mmol/L的鹽處理下未出現(xiàn)死苗且鹽害率都低于15％。由此得出，黃頂菊最大耐鹽度為200～300 mmol/L，其耐鹽性比棉花和甜菜等其它作物更強，與強耐鹽生植物翅堿蓬相當，屬于強耐鹽性植物。
　　 4.黃頂菊對光照強度的適應性：通過不同光照強度(0(無光照)

13、、2330、7700、6240、3770和10230 lux)處理黃頂菊種子和幼苗，觀察黃頂菊種子萌發(fā)情況和測定黃頂菊苗期植株株高、根頸直徑、光合速率、可溶性蛋白和光合色素的含量變化，由此分析黃頂菊對光照強度的適應性。在處理5 d后記載不同光照強度下黃頂菊種子發(fā)芽率分別為31.6％、90.0％、82.0％、83.2％、92.4％和62.0％。處理20 d時觀察，無光照處理植株全部死亡，而其它光照強度處理的黃頂菊幼苗都生長正常，株高分別為

14、9.6、10.3、11.1、10.9和10.6 cm，根頸直徑分別為1.87、1.97、2.32、2.25和2.49 mm，可溶性蛋白含量分別為0.04、0.67、1.10、1.39和1.56 mg/g FW，總葉綠素含量分別為1.03、1.19、2.39、2.52和2.73 mg/g FW，類胡蘿卜素含量分別為0.21、0.18、0.42、0.58和0.65 mg/g FW，光合速率分別為19.7、20.7、20.7、21.0和22.

15、7 μmol/m2 s。由這些數(shù)據(jù)可以看出，黃頂菊種子萌發(fā)需要一定的光照，在無光照下，發(fā)芽率很低生長受阻且很快死亡，而在光照強度為2330 lux以上時黃頂菊都能正常萌發(fā)和生長。在較強光照條件下，黃頂菊的光合作用能力遠遠高于苦草、魔芋、蘋果、金線蓮、菠菜、反枝莧、廣玉蘭和茶樹等陽性植物，表明黃項菊是一種強陽性植物。
　　 以上研究結果表明，黃頂菊是一種強陽性植物，具有嗜鹽、耐堿和耐干旱等特點，抗逆性強，對其入侵的生態(tài)環(huán)境具有很強