[目的]黄星蓟是一种极具危险性的杂草,在美国和澳大利亚等地区被列为有毒有害杂草并加以控制.目前在我国新疆等局部区域,已发现有黄星蓟的定殖,且呈蔓延危害加剧的趋势.对黄星蓟进行适生性分析及风险评估,可为该有害生物的预警防控提供理论依据.[方法]利用MaxEnt模型对黄星蓟在我国的潜在适生区进行预测,并采用多指标赋值运算,对其入侵的风险进行定量分析.[结果]黄星蓟在我国的潜在适生区达 32.96%,其中高度适生区、中度适生区和低度适生区的面积分别为 11.21 万、34.16万、272.28 万km2.其危险性综合评估风险值R为 2.01,为高度危险.[结论]我国很多区域均属于黄星蓟的适生区,需要高度重视,其预测结果为建立黄星蓟长效预警与防控机制提供必要的理论基础.

入侵杂草南美蟛蜞菊(Sphagneticola trilobata)的优势生长严重危害本土植物群落和生态系统的稳定性.近年来,化学防治依然是最主要的杂草防控手段.丛枝菌根真菌(AMF)作为一种菌根共生体,在宿主植物的生长和抵抗外界环境胁迫中起到重要的作用.该研究通过温室控制实验设置4种处理方式:对照组、只接种AMF、只喷施除草剂以及喷施除草剂并接种AMF,以验证AMF是否在入侵杂草南美蟛蜞菊响应除草剂中起到重要作用.结果显示:在草甘膦铵盐除草剂的胁迫下,南美蟛蜞菊的菌根侵染率、泡囊数以及菌根侵染丰度等级占比都显著上升;相比于只喷施除草剂处理,接种AMF显著增加南美蟛蜞菊的叶面积、地上生物量和根冠比,显著减少黄酮醇相对含量以及叶片损害数.首次发现与AMF的共生能缓解除草剂对入侵杂草南美蟛蜞菊的胁迫.因此,在杂草的化学防治过程中,与AMF的共生可能极大提高杂草对除草剂的抗性,可为入侵杂草的有效防控提供新的思考途径.

[目的]不实雀麦、硬雀麦、双雄雀麦和旱雀麦因具危害性已被公认为入侵性杂草,其种子(小花)常随进境农产品进入中国,由于外观形态较为接近易引起混肴,需对其进行进一步研究并建立鉴定方法.[方法]使用光学显微镜和扫描电镜对4种雀麦小花的小穗轴、基盘、内稃、外稃等外部结构进行形态学观察和比对.[结果]不实雀麦外稃脉纹呈脊状排列;旱雀麦内稃脊具长毛被,小穗轴疤痕面明显塌陷;硬雀麦小穗轴和基盘疤痕明显拉长等宏观特征可用于种间区别.在微形态方面可通过内外稃冠细胞分布密度进行区别.[结论]结合宏观和微形态特征的鉴定方法可用于4种雀麦属杂草种子的快速识别.

[目的]结合薇甘菊较强的节节生根能力的生物学特性,研发利用RNAi技术抑制薇甘菊根系生长基因表达的生物防治技术,为进一步开发薇甘菊靶向防控技术奠定基础.[方法]利用同源比对方法,鉴定出调控薇甘菊根系发育的关键基因(MmEXPA4),体外合成该基因的双链RNA(dsMmEXPA4),利用dsMmEXPA4注射薇甘菊根部,研究其对薇甘菊根系生长的作用.[结果]与对照组相比,dsMmEXPA4处理30 d后,所有不定根的数量、鲜重和最长不定根的长度均显著降低.qRT-PCR检测结果表明,在dsMmEXPA4处理后第4和第5天,MmEXPA4基因的表达量显著下调,沉默效率分别为43.96％和52.11％.此外,通过Fluorescent Stereo Microscope Leica M165 FC发现,被荧光标记的dsMmEXPA4能在根系中测检到较强的绿色荧光信号.[结论]MmEXPA4基因可作为抑制薇甘菊根系发育及快速生长的潜在靶点,为利用RNA干扰技术生物防治薇甘菊提供理论基础.

加拿大一枝黄花Solidago canadensis Lour现已入侵至包括中国在内的亚洲大部分国家、欧洲中西部国家,以及澳大利亚和新西兰等地,成为一种世界性入侵杂草,严重影响各区域的生态结构、生态安全和环境.在中药资源化学理论的指导下,基于中药及天然药物资源的多宜性原则,在前人较为系统的研究基础上,针对性地提出采用"化害为利"策略,引导和促进这一外来入侵物种的转化利用,将其归化为可造福于我国经济社会和生态健康发展的特色优势资源,为促进人与自然和谐共生、丰富我国中药及天然药物资源种类做出应有贡献.

为揭示入侵杂草与草本花卉之间的竞争关系,以入侵植物小蓬草为供体材料,常用的花卉波斯菊、观赏油菜为受体材料,研究了小蓬草根、叶水浸提液对受体植物种子萌发、幼苗生长、抗氧化酶活性(SOD、POD和CAT)以及丙二醛(MDA)含量的化感效应差异.结果表明,(1)小蓬草浸提液对受体植物的种子萌发均具有显著化感效应,基本表现为"低促高抑"的趋势,且波斯菊、观赏油菜的种子萌发率在根、叶浸提液浓度为25 g/L时最高,在浸提液浓度为100 g/L时最低.(2)小蓬草浸提液对受体植物幼苗上下胚轴生长具有"低促高抑"的浓度效应,且浓度越大抑制作用越显著.(3)在小蓬草根、叶浸提液处理下,观赏油菜的SOD和POD活性大多显著高于对照,波斯菊SOD和POD活性则大多显著低于对照;波斯菊、观赏油菜CAT活性整体呈先缓慢升高后降低的趋势.(4)波斯菊幼苗MDA含量随小蓬草根、叶浸提液浓度的增加均呈现逐渐升高的趋势,并大多高于对照水平,而观赏油菜幼苗MDA含量随着根浸提液浓度增加而逐渐升高,却随着叶浸提液浓度的增加而降低,但大多显著低于对照水平.研究发现,小蓬草浸提液对2种花卉种子萌发和幼苗生长均表现出"低促高抑"化感作用,且综合效应强弱表现为观赏油菜大于波斯菊,根浸提液处理大于叶浸提液.

[目的]开发外来入侵生物三裂叶豚草和豚草不同生育期、不同部位的环介导等温扩增(loop-medi-ated isothermal amplification,LAMP)技术,以达到田间快速、准确和高效识别的目的.[方法]以 SYBR GreenⅠ为指示剂,分别针对三裂叶豚草和豚草不同发育阶段(幼苗期、生长期、种子期)开展LAMP技术开发.[结果]特异性验证结果显示,所检测杂草的LAMP产物均呈阳性(产生白色沉淀),而与其对照的其他 2 种杂草的LAMP产物均为阴性(无白色沉淀).灵敏度检测结果显示,该体系的DNA最低检测限为 10-10 ng·μL-1,比常规聚合酶链式反应灵敏度高.[结论]本研究建立的LAMP检测体系能有效应用于三裂叶豚草和豚草样本的快速检测,为其快速、高效识别提供技术支撑.

近年来,在气候变化和人类放牧活动的共同作用下,新疆地区有毒杂草发展迅速,草地退化严重,影响了新疆草地生态系统及草地畜牧业的发展.了解新疆主要有毒杂草的时空分布及影响其分布的主要生态因子,对新疆畜牧业可持续发展具有重要意义.使用最大熵模型(MaxEnt),预测了不同气候情景下新疆主要有毒杂草的潜在分布区.结果表明:1)使用MaxEnt最大熵模型在三种气候情景下的模拟精度值均大于0.8,处于"好"水平,表明模型模拟结果有较高的可信度;2)白喉乌头受等温性和最干月降水量的影响,主要分布在阿勒泰等地区;无叶假木贼主要受到放牧率和最干月降水量的影响,沿天山山脉以及塔里木盆地西、北部分布;影响纳里橐吾的是平均气温日较差和等温性,分布在巴音郭楞州等地;小花棘豆主要受到平均气温日较差和降水量季节性变化的影响,集中分布在新疆西北部地区;苦豆子受海拔和最冷季降水量影响,主要分布于塔里木盆地等地区;3)有毒杂草入侵概率较低的区域(非适生区)占比51.69％;入侵的高危区面积占比5.62％,主要集中在阿勒泰、塔城、昌吉自治州、五家渠、博尔塔拉州、伊犁自治州、石河子市、乌鲁木齐市、阿克苏、克孜勒苏州和喀什;4)未来气候情景下,新疆主要有毒杂草呈现进一步扩散趋势;SSP245情境下有毒杂草扩张蔓延趋势比在SSP126情境下更为明显,这说明在较高辐射强迫的气候情境下,有毒杂草表现出较高的适应能力;未来平均气温日较差变小的区域更易被有毒杂草入侵,而最干月份降水量明显增加的区域,有毒杂草入侵的可能性较小,其面积发生退缩.

薇甘菊(Mikania micrantha)是华南地区危害最严重的外来入侵杂草,对天然次生林及其他生境造成了极大危害.为了探明本地植物粉葛(Pueraria lobata var.thomsonii)对薇甘菊进行替代控制的可能性,本实验设置了3个水分水平(土壤含水量低于10％、60-70％和120-130％)分别模拟干旱、正常水分(对照)和涝害,比较了粉葛与薇甘菊对干旱和涝害胁迫的生理响应差异.结果表明,在干旱胁迫条件下,薇甘菊的总生物量显著降低,为对照的72％.在涝害胁迫条件下,粉葛的总生物量与对照相比上升了16％,薇甘菊则下降了15％.在干旱条件下,粉葛的根冠比、叶绿素含量均显著高于对照(P＜0.05),恢复正常水分后仍维持在较高水平;薇甘菊的根冠比则与对照无显著差异(P＞0.05),仅叶绿素含量显著高于对照(P＜0.05),在恢复正常水分后低于正常水平.这可能与粉葛体内积累了较多的渗透调节物质脯氨酸和可溶性糖有关.在涝害条件下,粉葛的丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量约为对照的2.1倍,薇甘菊则为对照的3.0倍;恢复正常水平后,薇甘菊和粉葛的MDA含量仍维持在较高水平,分别为对照组的1.72倍和1.45倍,显示粉葛受涝害影响的膜脂过氧化水平低于薇甘菊.可见,粉葛比薇甘菊有更强的抗干旱能力和抗涝害能力,对水分胁迫有更强的抗逆性,抵抗力指数也印证了这一点.这为选用粉葛对华南地区天然次生林林缘或林窗生境薇甘菊的替代控制提供了理论支持.

[目的]薇甘菊是世界最具危害性的入侵杂草之一,对我国生态环境和农业、林业生产造成了严重的危害.颈盲蝽是控制薇甘菊的一种潜在的重要天敌昆虫.本研究旨在探讨薇甘菊被颈盲蝽取食后,叶片防御相关酶系活性、营养物质和叶绿素含量的变化,阐明颈盲蝽取食对薇甘菊生理功能的影响,为利用颈盲蝽防控薇甘菊提供依据.[方法]从云南瑞丽野外采集薇甘菊的本地天敌昆虫颈盲蝽,测定了颈盲蝽取食前及取食12、24、48、96 h后,薇甘菊叶片中过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)活性,以及可溶性糖、可溶性蛋白及叶绿素含量,以取食前的植株作为对照.[结果]与对照相比,颈盲蝽取食12 h时,薇甘菊叶片中的POD、CAT活性升高,SOD活性降低;之后POD、SOD活性上升,CAT活性降低,取食48 h时,POD和SOD活性达到最高值,CAT活性达到最低值;取食96 h时,POD与SOD活性降低,但仍高于对照,CAT活性与取食48 h时相近.颈盲蝽取食后,薇甘菊叶片中的可溶性糖含量明显上升,取食96 h达到最高值;可溶性蛋白和叶绿素含量显著降低,在96 h达到最低值,分别低于对照39.30％和69.94％.[结论]颈盲蝽取食严重破坏了薇甘菊叶片的正常生理功能,并最终导致其叶片萎蔫和坏疽.