三葉鬼針草的化感

三葉鬼針草的化感作用研究三葉鬼針草(BidenspilosaL.)又名毛針草、細(xì)毛針草，為菊科的一年生草本植物，通常高25-100厘米；莖通常4棱狀。葉

片通常3或5深裂至羽狀復(fù)葉，很少下部為單葉。頭狀花序有長(zhǎng)梗；舌狀花白色或黃色，4-7朵或無(wú)。瘦果線形，成熟后黑褐色?；ü?-11月。三葉鬼針草原產(chǎn)熱帶美洲瘦果冠毛芒狀，具倒鉤刺，可能附著于人畜和貨物帶入我國(guó)，由于其強(qiáng)烈的入侵性，目前已廣泛分布于我國(guó)，是重要的旱地雜草。入侵物種（Invasivespecies）是引進(jìn)物種的一個(gè)子集。如果一個(gè)物種被人為引入一個(gè)其先前不曾自然存在過(guò)的地區(qū)，并具備了在無(wú)更多人為干預(yù)的情況下在當(dāng)?shù)匕l(fā)展成一定數(shù)量的能力，以至威脅到了當(dāng)?shù)厣锏亩鄻有猿蔀楫?dāng)?shù)毓?，就可稱之為“入侵物種”。入侵物種生態(tài)適應(yīng)、繁殖、傳播能力極強(qiáng)。據(jù)農(nóng)業(yè)部的初步統(tǒng)計(jì)，截至2012年中國(guó)有488種外來(lái)入侵物種，每年造成直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)1200億元。外來(lái)生物入侵已經(jīng)成為威脅生物多樣性和生態(tài)環(huán)境的一個(gè)重要因素，其危害僅次于生境破壞。嚴(yán)重干擾和威脅特定生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能造成入侵地區(qū)生物多樣性不可彌補(bǔ)的減少和本地物種的滅絕甚至影響到人類健康和農(nóng)林牧漁業(yè)生產(chǎn)。造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。在2003年1月10日國(guó)家?？偩止?6種《中國(guó)第一批外來(lái)入侵物種名單》中就有三葉鬼針草?；凶饔檬侵参锷鷳B(tài)學(xué)新的分支學(xué)科生態(tài)生化（EcologicalBiochemistry）研究?jī)?nèi)容的一部分。植物化感作用最開(kāi)始的定義是指植物通過(guò)向環(huán)境釋放特定的次生物質(zhì)從而對(duì)鄰近其它植物(含微生物及其自身)生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生的有益和有害的影響。現(xiàn)在，植物化感作用研究事實(shí)上已擴(kuò)展到以植物為中心的一切有機(jī)體及環(huán)境間通過(guò)化學(xué)物質(zhì)為媒介的化學(xué)相互作用。植物化感物質(zhì)指植物所產(chǎn)生的影響其他生物生長(zhǎng)、行為和種群生物學(xué)的化學(xué)物質(zhì)，不僅包括植物間的化學(xué)作用物質(zhì)，也包括植物和動(dòng)物間的化學(xué)作用物質(zhì)，而且這些化學(xué)物質(zhì)并沒(méi)有被要求必須進(jìn)入環(huán)境，也可以在體內(nèi)進(jìn)行。植物通常會(huì)通過(guò)莖，葉，根向空氣或土壤中揮發(fā)化學(xué)物質(zhì)，一些腐爛的枝葉也不斷向環(huán)境釋放化學(xué)物質(zhì)，這些物質(zhì)對(duì)周圍植物的促進(jìn)或是抑制的作用。國(guó)內(nèi)近5年研究進(jìn)展及成果2007年杜鳳移,張苗苗等運(yùn)用生物測(cè)定法,對(duì)三葉鬼針草的化感作用進(jìn)行研究。比較了用不同部位及其不同濃度水浸提液對(duì)不同作物化感作用的差異,并初步探討了三葉鬼針草對(duì)小麥和萵苣幼苗生長(zhǎng)的化感機(jī)制。結(jié)果表明,三葉鬼針草不同部位水浸提液對(duì)2種受體植物影響均表現(xiàn)出抑制效應(yīng),其強(qiáng)弱為葉>莖>根。其水浸提液對(duì)2種受體植物的種子萌發(fā)、幼苗生長(zhǎng)和光合色素均有顯著的抑制作用。Peason相關(guān)性分析表明,葉綠素A和葉綠素b含量與水浸提液濃度存在顯著的負(fù)相關(guān)性,類胡蘿卜素?zé)o明顯變化。丙二醛隨濃度增加而有上升趨勢(shì),但差異不顯著,說(shuō)明三葉鬼針草對(duì)受體植物膜的透性影響不大。2007年杜鳳移,于樹(shù)華等為了解入侵植物三葉鬼針草的化感作用機(jī)制，運(yùn)用蠶豆根尖微核技術(shù)和植物切片技術(shù),研究了不同質(zhì)量濃度的三葉鬼針草水浸提液對(duì)蠶豆根尖細(xì)胞的遺傳損傷和對(duì)根生長(zhǎng)的影響。結(jié)果表明，三葉鬼針草水浸提液對(duì)蠶豆根尖細(xì)胞有絲分裂及生長(zhǎng)產(chǎn)生不同程度的抑制和損傷，具有明顯的遺傳毒性。水浸提液對(duì)蠶豆根尖的影響存在顯著的時(shí)間效應(yīng)和質(zhì)量濃度效應(yīng)。本研究結(jié)果表明三葉鬼針草水溶性化感物質(zhì)對(duì)植物的遺傳穩(wěn)定性及細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)具有一定的影響，三葉鬼針草的化感作用可能是其成功入侵的機(jī)制之一。2008年賈海江,唐賽春等利用生物檢測(cè)法研究了三葉鬼針草葉和根水浸液對(duì)任豆和香椿的種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響,及葉水浸液對(duì)任豆和香椿幼苗光合作用的影響。結(jié)果表明,三葉鬼針草葉片水浸液對(duì)香椿的種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)有明顯抑制作用,根部水浸液僅在高濃度(0.1g/ml)對(duì)香椿的種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)有輕微抑制作用;三葉鬼針草葉片和根部的水浸液在0.1g/ml濃度時(shí)對(duì)任豆種子萌芽和幼苗生長(zhǎng)有輕微抑制作用,其它濃度時(shí)均為促進(jìn)作用。香椿的種子萌芽和幼苗生長(zhǎng)對(duì)三葉鬼針草浸提液比任豆更敏感;葉片的化感抑制作用強(qiáng)于根部。三葉鬼針草使任豆幼苗的凈光合速率下降,使香椿幼苗的凈光合速率增強(qiáng)。2009年徐高峰,張付斗等用水作為溶劑對(duì)云南省薇甘菊發(fā)生地伴生的常見(jiàn)本地物種異型莎草(Cyperusdifformis)、水蓼(Polygonumhydropiper)和外來(lái)物種空心蓮子草(Alternantheraphiloxcroides)、三葉鬼針草(BidenspilosaL.)以及農(nóng)糧作物紅薯(Ipomoeabatatas)地上部分進(jìn)行提取,后將各提取液配制成一定質(zhì)量濃度的營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)薇甘菊幼苗,12d后測(cè)其對(duì)薇甘菊幼苗的生長(zhǎng)抑制情況。結(jié)果表明,5種供試植物的水提取物均能抑制薇甘菊幼苗的生長(zhǎng),且彼此間存在一定的差異。5種植物化感作用的綜合抑制效應(yīng)總體表現(xiàn)為:空心蓮子草>異型莎草>三葉鬼針草,水蓼和紅薯對(duì)薇甘菊幼苗生長(zhǎng)的抑制程度相似,但強(qiáng)度明顯弱于前3種植物;不同供試植物的水提取物對(duì)薇甘菊幼苗新增質(zhì)量的受抑制程度均大于莖長(zhǎng)和根長(zhǎng)的受抑制程度。說(shuō)明入侵地許多與薇甘菊伴生的物種具有抑制薇甘菊幼苗生長(zhǎng)的化感作用,其中外來(lái)種群的抑制作用總體強(qiáng)于本地種群。2010年毛丹鵑,謝俊芳等用室內(nèi)生物監(jiān)測(cè)法研究了三葉鬼針草植株水浸提液對(duì)白三葉、紫花苜蓿兩種牧草種子萌發(fā)與幼苗生長(zhǎng)的化感效應(yīng)。結(jié)果表明,低濃度(≤20mg/mL)的水浸提液對(duì)兩種牧草種子幼芽的生長(zhǎng)具有一定的促進(jìn)作用;高濃度(≥100mg/mL)的水浸液能夠?qū)ζ浞N子萌發(fā)與幼苗生長(zhǎng)產(chǎn)生顯著的抑制作用,種子的發(fā)芽勢(shì)和萌發(fā)率下降,幼芽和根生長(zhǎng)的長(zhǎng)度縮短,芽長(zhǎng)和根長(zhǎng)抑制指數(shù)上升,且隨著浸提液濃度的增加其抑制效應(yīng)不斷增強(qiáng)。說(shuō)明三葉鬼針草具有較強(qiáng)的化感作用。2010年馮卓森,李偉華等研究了5種地被植物對(duì)3種蔬菜種子萌發(fā)的化感作用,結(jié)果表明:3種草坪草(大葉油草、蔓花生和紅花酢漿草)對(duì)3種蔬菜種子的綜合化感效應(yīng)(SE)均表現(xiàn)為抑制,紅花酢漿草(SE=0
87)最大,蔓花生(SE=0
38)中等,大葉油草(SE=0
14)最低.這為紅花酢漿草草坪和蔓花生草坪雜草較少,而大葉油草草坪雜草較多提供了理論依據(jù).2種護(hù)坡野生地被植物中,三葉鬼針草表現(xiàn)出較強(qiáng)的化感抑制作用(SE=059),鋪地黍則較弱(SE=019).可見(jiàn),鋪地黍比三葉鬼針草更適于與其它草種共生.城市綠化中單純草地要選擇化感抑制作用強(qiáng)的草種以減少雜草的發(fā)生,而邊坡護(hù)坡草種的選擇要盡量避免化感抑制作用強(qiáng)的草種以利于邊坡植被群落的穩(wěn)定.建議增加化感作用作為地被植物選擇的標(biāo)準(zhǔn)之一.2011年陳亮，李會(huì)娜等通過(guò)比較外來(lái)植物薇甘菊和三葉鬼針草對(duì)入侵地土壤細(xì)菌群落的影響，以期揭示外來(lái)植物入侵的土壤微生物學(xué)機(jī)制。我們小組研究方向近年來(lái)，蕨類植物配子體對(duì)環(huán)境的響應(yīng)研究十分活躍，但它對(duì)外來(lái)植物入侵的響應(yīng)還知之甚