外来植物南美蟛蜞菊对模拟盐胁迫的响应-《江苏农业科学》(2020年4期).docx

龙源版权所有 外来植物南美蟛蜞菊对模拟盐胁迫的响应作者：张彬 何伟杰 周羽新 郑乾璐 祁珊珊 杜道林 黄萍来源：《江苏农业科学》2020年第04期 摘要：外来植物入侵已成为全球性环境问题，而全球的环境变化如气候变暖、氮沉降及盐渍化等因素又反过来会影响入侵植物的形态属性、入侵性等。以外来植物南美蟛蜞菊和本地蟛蜞菊为研究对象，采用同质园试验研究比较了南美蟛蜞菊和本地蟛蜞菊对模拟盐胁迫的生理生态响应，初步探讨了南美蟛蜞菊对盐环境的适应性。结果表明，南美蟛蜞菊呈现出盐胁迫抑制生长的规律，而本地蟛蜞菊呈现出低盐胁迫（0.1 mol/L）促进生长，中高盐胁迫（0.2、0.3 mol/L）抑制生长的规律，对植物生长的抑制作用主要表现为总生物量、相对株高、茎节数以及根长的减少。其中低盐胁迫下2种植物的叶片数均有所增加。随着盐浓度的升高，2种植物叶片中的脯氨酸含量、丙二醛含量、过氧化物酶和过氧化氢酶活性都呈现先增加后下降的趋势。这些结果可为今后南美蟛蜞菊适生区的预测及其入侵防控提供理论依据。 关键词：外来植物;南美蟛蜞菊;同质园实验;盐胁迫;抗氧化系统 中图分类号： S451;Q945.78文献标志码： A 文章编号：1002-1302（2020）04-0105-06 收稿日期：2018-12-27 基金项目：国家自然科学基金（编号31570414;江苏省自然科学基金（编号：B;江苏大学高级人才基金（编号：11JDG150）。 作者简介：张彬（1992—），男，湖北黄石人，硕士研究生，主要从事入侵生态学研究。E-mail：forbingo@163.com。 通信作者：黄萍，副教授，主要从事植物生态学研究。E-mail：huangjiehp@163.com。 在全球人口快速增长，耕地面积逐步减少，土地质量逐渐下降的大背景下，盐分作为影响植物正常生长的重要因素，引起人们越来越多的关注。这是由于植物在高浓度盐胁迫的条件下常表现出吸水困难、光合速率下降、生物膜被破坏等生理紊乱的现象，最终表现出植物叶片脱落、生物量下降甚至死亡[1]。 当外来植物进入入侵地时，它会受到入侵地新的环境因子的影响，从而表现出不同的响应与适应机制[1]。深入探讨入侵植物成功入侵的机理并进行有效防控一直是入侵生态学研究的核心与热点[2]。有学者在研究入侵植物互花米草时发现，无论低盐胁迫还是高盐胁迫都会抑制互花米草的生长，而处于同一生态位的芦苇却只受高盐胁迫的影响[3]。Ma等认为入侵植物非洲菊面临盐胁迫时会将更多的资源分配给根部，这有利于植物生物量的积累，提高自身耐盐性[4]。不同入侵植物对盐胁迫的响应也不同，郭水良等发现加拿大一枝黄花面临盐胁迫时植株茎弯曲，下部黄叶增多，并且随着土壤盐胁迫的增加，其叶片的丙二醛含量增加，过氧化物酶活性下降[5]。而刘海燕等研究发现，盐胁迫（0.3 mol/L NaCl）对加拿大一枝黄花的叶片数、株高、地上/地下生物量、净光合速率、气孔导度和蒸腾速率等方面均抑制显著[6]。任艳萍等对外来植物黄顶菊的研究表明，较低浓度的盐胁迫（0.01 mol/L）一定程度上促进了黄顶菊种子的萌发，刺激了胚根的伸长，这种对低盐分的喜好及耐受高盐分土壤的特点可能有助于促进其入侵[7]。通过对比本地植物和入侵植物对盐胁迫的响应，Liu等发现在无盐胁迫环境本地植物生长更好，而在盐胁迫条件下五爪金龙比本地植物具有更高的竞争优势[8]。Filippou等研究发现，入侵植物臭椿可以通过调节超氧化物歧化酶和过氧化氢酶来改善盐胁迫对其造成的损害，与对照相比臭椿的过氧化氢酶和超氧化物歧化酶的活性在中高浓度盐胁迫（0.15、0.3 mol/L NaCl）下显著增加[9]。 南美蟛蜞菊[Wedelia trilobata（L.） Hitchc.]是菊科蟛蜞菊属植物，原产热带美洲，繁殖能力较强，对逆境有较好的适应性，覆盖力强且少有病虫害发生，已被IUCN列为“世界100大恶性入侵物种”之一，广泛分布于我国南方各地。2018年11月14日中国农业科学研究院农业基因组研究所与植物保护研究所在深圳成立了IAS1000联盟并启动了IAS1000计划（1 000种入侵物种基因组计划），旨在深度阐述生物入侵的分子机理与过程。IAS1000联盟首批确定了25个重要入侵物种的测序工作，南美蟛蜞菊便名列其中[10]。目前对南美蟛蜞菊的研究大都集中在資源化利用[11-14]、化感作用[15-16]、克隆繁殖策略分析[17-18]以及环境因子胁迫响应[19-21]等方面，对盐胁迫响应的研究相对较少。因此，本研究旨在通过比较南美蟛蜞菊和本地蟛蜞菊对模拟盐胁迫的生理生态响应，探究南美蟛蜞菊对盐环境的适应性，为今后南美蟛蜞菊适生区