應(yīng)用部分植物性狀和DNA C-值評(píng)估被子植物入侵性的研究.pdf

1、中國(guó)是當(dāng)今世界上受外來(lái)植物入侵最為嚴(yán)重的國(guó)家之一，并且隨著經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和各種內(nèi)外交流的不斷發(fā)展，防治形勢(shì)越來(lái)越嚴(yán)峻，新的入侵種爆發(fā)的危險(xiǎn)性極高，建立有效的植物入侵性評(píng)估體系，從而制定有效的管理策略成為當(dāng)務(wù)之急。本文通過(guò)對(duì)入侵種性狀與環(huán)境因子、性狀與植物入侵性、以及DNA C-值與植物入侵性間關(guān)系的研究，試圖篩選與植物入侵性密切相關(guān)的具體指標(biāo)，并探討相關(guān)指標(biāo)的應(yīng)用價(jià)值和方法等。主要研究結(jié)果如下： 1.被子植物的入侵性與雜草性是一致的

2、，可以通過(guò)研究雜草性來(lái)研究植物的入侵性。并且性狀在不同類(lèi)群中往往存在較大的差異，因而在相關(guān)的研究和評(píng)估實(shí)踐中應(yīng)充分考慮不同系統(tǒng)發(fā)育背景的影響。本文證明了同屬植物比較研究方法的價(jià)值和必要性。 2.在浙江省金華市郊73個(gè)樣地展開(kāi)的調(diào)查和典范對(duì)應(yīng)分析表明：在不同的生境類(lèi)型中入侵種表現(xiàn)出不同的性狀分布特征，從而反應(yīng)出不同的生態(tài)適應(yīng)策略。例如，在土壤含水量相對(duì)較高的區(qū)域，外來(lái)雜草多數(shù)具有營(yíng)養(yǎng)繁殖能力、多年生、無(wú)地上莖、有根狀莖、兩側(cè)對(duì)稱(chēng)花

3、等植物學(xué)性狀；在林地中的外來(lái)雜草，多數(shù)為兩年生或具有根狀莖、攀緣莖、有棘刺、有毒、葉片較厚等特點(diǎn)；在經(jīng)常翻耕的土壤中，外來(lái)雜草多數(shù)為一年生；而在住宅周?chē)徒煌l繁的地段，外來(lái)雜草有毒的比例高，種子大、胞果的比例較高等特點(diǎn)。 3.對(duì)江蘇、上海、浙江境內(nèi)1750種草本被子植物性狀與入侵性間關(guān)系進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)在蘇浙滬地區(qū)，入侵性物種傾向于具有以下性狀：種子產(chǎn)量高、有性繁殖傳播單元(種子或果實(shí))個(gè)體小、常有粘液、刺或芒，花兩性、風(fēng)媒傳

4、粉，植株有毒、無(wú)營(yíng)養(yǎng)繁殖器官、生活史短、寄生、植株直立、蓮座狀生活型等生物學(xué)性狀；而植株有刺、中生等性狀在入侵性植物中的比例較低。 4.以野碗豆屬(Vicia)、燕麥屬(Avena)、胡蘿卜屬(Daucus)、萵苣屬(Lactuca)和一枝黃花屬(Solidago)五個(gè)屬的7種雜草和5種非雜草為材料，實(shí)驗(yàn)檢測(cè)了它們?cè)?0℃至35℃下萌發(fā)情況，發(fā)現(xiàn)在無(wú)休眠種子中，相對(duì)于同屬非入侵性種，入侵性種(雜草)在適宜條件下的萌發(fā)指數(shù)較低；在

5、萌發(fā)抑制或萌發(fā)周期延長(zhǎng)方面，入侵性植物的種子對(duì)溫度協(xié)迫更為敏感；總萌發(fā)率這一指標(biāo)在植物入侵性評(píng)估上的應(yīng)用價(jià)值較低。 5.3676種被子植物的統(tǒng)計(jì)分析表明，DNA C－值和基因組大小在不同植物類(lèi)群中差異極大，其平均值在單子葉植物中顯著高于雙子葉植物，草本植物顯著高于木本植物，多年生植物顯著高于非多年生植物。作物的DNA C-值和基因組大小與雜草接近而顯著低于非作物。在大多數(shù)類(lèi)群中DNA C-值(基因組大小)都與被子植物的入侵性顯著

6、相關(guān)，如：草本、單子葉、雙子葉、多年生、非多年生、二倍體、多倍體、以及禾本科和菊科中；然而在在木本植物以及豆科這兩個(gè)類(lèi)群中無(wú)顯著的相關(guān)性。在入侵性評(píng)估中，目的植物的染色體倍性信息非常重要，對(duì)于多倍體而言，基因組大小更適合用于被子植物的入侵性評(píng)估。綜合統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，多倍體植物傾向于較高的入侵性至少部分原因在于伴隨著多倍化的進(jìn)程，植物的基因組變小。 6.以野碗豆屬中的入侵性種類(lèi)大巢菜(Vicia.sativa)、四籽野豌豆(V.te

7、trasperma)、小巢菜(V.hirsuta)和非入侵性種線葉野豌豆(V.tenuifolia)和蠶豆(V.faba)為材料，開(kāi)展了細(xì)胞核大小、細(xì)胞大小、細(xì)胞分裂速率、幼苗生長(zhǎng)相對(duì)速率、種子產(chǎn)量、生活周期等實(shí)驗(yàn)研究。發(fā)現(xiàn)根尖分生區(qū)細(xì)胞核較小的植物傾向于細(xì)胞核、細(xì)胞、種子較小，細(xì)胞分裂速率、相對(duì)幼苗生長(zhǎng)速率較快，種子產(chǎn)量較高而生活史較短，因而傾向于具有較高的入侵性。這表明，根尖分生區(qū)細(xì)胞核大小，可替代DNA C-值或者作為其補(bǔ)充，作為