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.

[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.

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.

气候变暖已是不争的事实.外来入侵植物随着温度升高有可能作出积极的响应,采取有效策略来扩大入侵范围,造成更大的危害.以世界性杂草马缨丹(Lantana camara)为研究对象,对不同温度处理下(22、26℃和30℃)的生长和分配特征及构型效应进行对比研究,并借助异速生长分析方法,对不同温度下马缨丹幼株各构件生长关系进行分析.结果表明:随着温度升高,马缨丹幼株减少了对地下生物量的分配,地上部分生物量投资的增加主要表现在对茎的投资上,并利用有限的叶生物量投资扩大叶面积,即在高度和广度两方面都增加了对光能的获取.这些响应有利于其同化作用的增强从而提高竞争力,表明温度增加会增强马缨丹的入侵力,这也是马缨丹在全球气候变暖背景下扩大其分布范围的有效策略.

为了解褐黄水灰藓化感潜能,以其配子体5种浓度水浸提液为处理液培养外来入侵植物圆叶牵牛种子(蒸馏水作为对照),通过分析圆叶牵牛种子发芽率(GR)、发芽势(GE)、幼苗长度(SL)、生物量以及活力指数(VI)、化感作用响应指数(RI)、化感综合效应(SE)等指标,初步阐明了褐黄水灰藓的化感效应.研究结果表明:圆叶牵牛种子萌发及幼苗生长受到褐黄水灰藓水提液显著抑制,且随水提液浓度升高,所受抑制程度逐渐增强,当水提液浓度为80 mg/mL时,圆叶牵牛种子萌发和幼苗生长受抑制水平达到最强,尤以幼苗全长及生物量对褐黄水灰藓提取液浓度变化最为敏感,在中高浓度条件下即已受到强烈抑制;各浓度提取液处理下的圆叶牵牛活力指数均显著低于对照组,并表现出明显的浓度效应.化感作用响应指数分析显示,褐黄水灰藓水提取液对圆叶牵牛的化感综合效应最高达-0.837(±0.038),表明褐黄水灰藓在利用化感作用控制圆叶牵牛等杂草方面具有潜在应用价值.

为探索不同降雨年型及栽培方式下外来杂草与本地作物的竞争机制,为未来全球变化背景下控制外来杂草提供理论依据,本研究以广泛入侵东北农田生态系统的外来杂草反枝苋(Amaranthus retroflexus)和本地作物大豆(Glycine max)为研究对象,在遮雨棚内人工模拟正常、欠缺、丰沛三种降雨年型,采用盆栽实验的方法,研究两种植物在单种和混种条件下的生长季节动态.结果表明,降雨丰沛年两种植物的株高和总生物量均大于降雨正常年,降雨欠缺年则均小于降雨正常年.生长季初期两种植物的根冠比均在降雨欠缺年最高,说明两种植物均可通过增大根系的生物量分配,减少地上生物量的分配来适应干旱环境.在三种降雨年型下,混种时大豆的株高、相对生长速率及总生物量均显著小于单种大豆,而反枝苋则相反,尽管有时不显著,说明种间竞争抑制大豆生长而促进反枝苋的生长,两种植物之间的竞争是不对称竞争.总的来看,降雨增加有利于提高大豆的竞争能力,降雨减少有利于提高反枝苋的竞争能力,随着生长发育的推移,这种现象更明显.反枝苋可以在较广的降雨变化范围内保持较高的株高、相对生长速率及生物量,这很可能是其成为全球范围成功入侵的外来杂草的重要原因之一;干旱更有利于反枝苋入侵大豆田.

[目的]黄顶菊是20世纪90年代入侵我国的恶性外来杂草,近年来呈快速扩散蔓延趋势.全面解析黄顶菊在我国的扩散动态对制定早期监测预警等管理措施具有重要意义.[方法]通过查阅文献和标本记录及实地调查等途径重建了黄顶菊在我国扩散的历史过程,分析了其地理分布格局及其主要扩散路线,以及最早入侵地与传入途径.[结果]黄顶菊最早入侵河北省南部的邯郸、衡水,其后主要沿公路扩散蔓延,71％的分布点在距入侵地国道等主要公路2 km的范围内.目前,该杂草已从最初的入侵地向北扩散到天津市,向东扩散到山东省东营市,向西扩散到了山西省黎城市,向南扩散到了河南省开封市.黄顶菊向4个方向扩散的直线距离不等(100～350 km),这种差异与自然屏障和扩散通道相关.太行山脉是黄顶菊向西扩散的地理屏障,但这个屏障已逐渐被突破.至今,黄顶菊已入侵华北地区5个省市(河北、山东、天津、河南和山西)的100余个县.[结论]黄顶菊在我国仍处于快速扩散阶段,未来应该会继续沿公路向南和向西蔓延.因此,亟需在扩散的前沿地带开展监测预警工作,以抑制其在我国的进一步扩散.

随着全球化进程的发展,生物入侵的危害日趋严重(Paini et al.,2016). 生物入侵的防控已成为21世纪全球各国政府关注的主要问题和科学研究的热点. 中国已成为世界上生物入侵危害最为严重的国家之一(万方浩等,2011). 外来生物入侵已经对我国的生态环境和农业生产造成了极大危害,而且还在随着国际交流的发展不断增强(万方浩等,2009). 由于我国地理环境多样,为不同物种的入侵提供了天然生境. 因此,我国不同地区存在着不同的入侵物种,这些物种对当地的生态系统造成了极大危害. 其中,紫茎泽兰Ageratina adenophora ( Sprengel ) R. King & H. Robinson、豚草 Ambrosia artemisiifolia L.、空心莲子草 Alternanthera philoxe-roides ( Mart.) Griseb.、薇甘菊 Mikania micrantha Kunth、黄顶菊Flaveria bidentis (L.) Kuntze.

[目的]云南是外来入侵生物的重灾区,了解外来有害生物入侵现状、加强防控尤为紧迫.[方法]从入侵云南外来有害生物类别、入侵途径、造成的损失等方面对云南省外来有害生物的入侵现状进行了阐述,对云南口岸疫情进行统计分析.[结果]按进境检疫物上截获有害生物批次及疫情货物批次统计的国家主要为缅甸、老挝、泰国、越南、荷兰5个国家;按检疫方式分类统计,货检截获批次最多,旅检次之,二者之和占总截获批次的99％;按有害生物类别分类统计,昆虫截获最多,占总截获批次的70.0％至73.9％,杂草、真菌居次,细菌、线虫、病毒、螨类、其他又次之;按货物类别统计,截获有害生物批次最多为粮豆类,占总截获批次的46％.[结论]提出了相应的检疫监管对策与建议,以期为口岸检疫提供参考,降低外来有害生物的入侵风险.

[目的]全球恶性杂草腺龙葵最早于20世纪80年代入侵我国辽宁,90年代以后在河南被发现,近年来在新疆和北京都有入侵记录.明确其潜在的适生区对制定防控措施具有重要意义.[方法]通过查找全球生物多样性信息数据库、标本记录、文献信息以及实地调查等途径获得了腺龙葵在全球的分布点,利用Maxent生态位模型模拟了其适应的气候生态位,并投影到中国预测了其潜在适生区.[结果]适生区预测结果显示,腺龙葵在我国存在广阔的适生区,除海南、广东、黑龙江、吉林外的27省区都存在其适生区.[结论]腺龙葵在我国进一步扩散蔓延的风险极高.建议对新入侵地采取早期监测预警和根除措施,并加大对适生区内进口货物接受区的监测力度,以预防其再次入侵.