全 文 ：
摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 (SHENGTAI XUEBAO)
摇 摇 第 33 卷 第 5 期摇 摇 2013 年 3 月摇 (半月刊)
目摇 摇 次
前沿理论与学科综述
氮沉降对森林土壤有机质和凋落物分解的影响及其微生物学机制 王晶苑,张心昱,温学发,等 (1337)………
工业大麻对重金属污染土壤的治理研究进展 梁淑敏,许艳萍,陈摇 裕,等 (1347)………………………………
最佳管理措施评估方法研究进展 孟凡德,耿润哲,欧摇 洋,等 (1357)……………………………………………
灌木年轮学研究进展 芦晓明,梁尔源 (1367)………………………………………………………………………
个体与基础生态
华北落叶松夜间树干液流特征及生长季补水格局 王艳兵,德永军,熊摇 伟,等 (1375)…………………………
土壤干旱胁迫对沙棘叶片光合作用和抗氧化酶活性的影响 裴摇 斌,张光灿,张淑勇,等 (1386)………………
湖北石首麋鹿昼间活动时间分配 杨道德,李竹云,李鹏飞,等 (1397)……………………………………………
三种杀虫剂亚致死浓度对川硬皮肿腿蜂繁殖和搜寻行为的影响 杨摇 桦,杨摇 伟,杨春平,等 (1405)…………
种群、群落和生态系统
三沙湾浮游动物生态类群演替特征 徐佳奕,徐兆礼 (1413)………………………………………………………
滇西北高原纳帕海湿地湖滨带优势植物生物量及其凋落物分解 郭绪虎,肖德荣,田摇 昆,等 (1425)…………
安徽新安江干流滩涂湿地草本植物区系及物种多样性 杨文斌,刘摇 坤,周守标 (1433)………………………
湿地芦苇根结合好气细菌群落时空分布及其与水质因子的关系 熊摇 薇,郭逍宇,赵摇 霏 (1443)……………
三种温带树种叶片呼吸的时间动态及其影响因子 王兆国,王传宽 (1456)………………………………………
不同土壤水分条件下杨树人工林水分利用效率对环境因子的响应 周摇 洁,张志强,孙摇 阁,等 (1465)………
不同生态区域沙地建群种油蒿的钙组分特征 薛苹苹,高玉葆,何兴东 (1475)…………………………………
藏北高寒草甸植物群落对土壤线虫群落功能结构的影响 薛会英,胡摇 锋,罗大庆 (1482)……………………
铜尾矿废弃地土壤动物多样性特征 朱永恒,沈摇 非,余摇 健,等 (1495)…………………………………………
环丙沙星对土壤微生物量碳和土壤微生物群落碳代谢多样性的影响 马摇 驿 ,彭金菊,王摇 芸,等 (1506)…
基于生态水位约束的下辽河平原地下水生态需水量估算 孙才志,高摇 颖,朱正如 (1513)……………………
景观、区域和全球生态
佛山市高明区生态安全格局和建设用地扩展预案 苏泳娴,张虹鸥,陈修治,等 (1524)…………………………
不同护坡草本植物的根系特征及对土壤渗透性的影响 李建兴,何丙辉,谌摇 芸 (1535)………………………
京沪穗三地近十年夜间热力景观格局演变对比研究 孟摇 丹,王明玉,李小娟,等 (1545)………………………
窟野河流域河川基流量变化趋势及其驱动因素 雷泳南,张晓萍,张建军,等 (1559)……………………………
模拟氮沉降条件下木荷幼苗光合特性、生物量与 C、N、P 分配格局 李明月,王摇 健,王振兴,等 (1569)………
铁炉渣施加对稻田甲烷产生、氧化与排放的影响 王维奇,李鹏飞,曾从盛,等 (1578)…………………………
资源与产业生态
食用黑粉菌侵染对茭白植株抗氧化系统和叶绿素荧光的影响 闫摇 宁,王晓清,王志丹,等 (1584)……………
佛手低温胁迫相关基因的差异表达 陈文荣,叶杰君,李永强,等 (1594)…………………………………………
美洲棘蓟马对不同蔬菜寄主的偏好性 朱摇 亮,石宝才,宫亚军,等 (1607)………………………………………
茉莉酸对棉花单宁含量和抗虫相关酶活性的诱导效应 杨世勇,王蒙蒙,谢建春 (1615)………………………
造纸废水灌溉对毛白杨苗木生长及养分状况的影响 王摇 烨,席本野,崔向东,等 (1626)………………………
基于数据包络分析的江苏省水资源利用效率 赵摇 晨,王摇 远,谷学明,等 (1636)………………………………
研究简报
太岳山不同郁闭度油松人工林降水分配特征 周摇 彬,韩海荣,康峰峰,等 (1645)………………………………
基于 TM卫星影像数据的北京市植被变化及其原因分析 贾宝全 (1654)………………………………………
薇甘菊萎蔫病毒感染对薇甘菊光合特性和 4 种酶活性的影响 王瑞龙,潘婉文,杨娇瑜,等 (1667)……………
第七届现代生态学讲座、第四届国际青年生态学者论坛通知 (玉)………………………………………………
中、美生态学会联合招聘国际期刊主编 (印)………………………………………………………………………
期刊基本参数:CN 11鄄2031 / Q*1981*m*16*338*zh*P* ￥ 90郾 00*1510*34*
室室室室室室室室室室室室室室
2013鄄03
封面图说:美丽的油松松枝———油松又称红皮松、短叶松。 树高可达 30m,胸径达 1m。 其树皮下部灰褐色,裂成不规则鳞块;针
叶 2 针一束,暗绿色,较粗硬;球果卵形或卵圆形,长 4—7cm,有短柄,与枝几乎成直角。 油松适应性强,根系发达,树
姿雄伟,枝叶繁茂,有良好的保持水土和美化环境的功能,是中国北方广大地区最主要的造林树种之一,在华北地区
无论是山区或平原到处可见,人工林很多,一般情况下在山区生长最好。 在山区生长的油松,多在阴坡、半阴坡,土
壤湿润和较肥沃的地方。
彩图及图说提供: 陈建伟教授摇 北京林业大学摇 E鄄mail: cites. chenjw@ 163. com
第 33 卷第 5 期
2013 年 3 月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol. 33,No. 5
Mar. ,2013
http: / / www. ecologica. cn
基金项目:国家自然科学基金项目(31000260, 31100286, 31028018); 广东省自然科学基金项目(S2011040004336)
收稿日期:2012鄄10鄄31; 摇 摇 修订日期:2013鄄01鄄16
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: rszeng@ scau. edu. cn
DOI: 10. 5846 / stxb201210311513
王瑞龙, 潘婉文, 杨娇瑜, 张晖, 夏晴晴, 苏贻娟, 曾任森. 薇甘菊萎蔫病毒感染对薇甘菊光合特性和 4 种酶活性的影响. 生态学报,2013,33
(5):1667鄄1674.
Wang R L, Pan W W, Yang J Y, Zhang H, Xia Q Q, Su Y J, Zeng R S. Effects of Mikania micrantha wilt virus infection on photosynthesis and the
activities of four enzymes in Mikania micrantha H. B. K. . Acta Ecologica Sinica,2013,33(5):摇 鄄 摇 .
薇甘菊萎蔫病毒感染对薇甘菊光合特性
和 4 种酶活性的影响
王瑞龙1,2,3, 潘婉文1,2,3, 杨娇瑜1,2,3, 张晖1,2,3, 夏晴晴1,2,3,
苏贻娟1,2,3, 曾任森1,2,3,*
(1. 华南农业大学亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室,广州摇 510642;
2. 农业部华南热带农业环境重点实验室, 广州摇 510642;3 广东省普通高等学校农业生态与农村环境重点实验室,广州摇 510642)
摘要:为明确薇甘菊萎蔫病毒(Mikania micrantha wilt virus, MMWV)对薇甘菊(Mikania micrantha)叶片生理生化的影响,探讨了
MMWV侵染对薇甘菊叶片超氧化物岐化酶 ( superoxide dismutase, SOD)、过氧化物酶 ( peroxidase, POD)、多酚氧化酶
(polyphenol oxidase, PPO)和苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonia鄄lyase, PAL)活性及叶绿素总含量和光合特性的影响。 结
果表明: MMWV感染薇甘菊 16d内叶片的 SOD 活性均比对照组高,其中第 16 天达最大值,但接种后第 24 和 32 天 SOD 活性分
别比对照低了 13. 28%和 25. 37% ;POD活性在接种后 16—32d均显著高于对照。 PPO和 PAL变化趋势相似,在接种后第 8 天
这两个酶的活性分别比对照高了 77. 75%和 23. 58% ,而在第 32 天分别比对照减少了 14. 27%和 20. 53% 。 随着侵染时间的增
加,感病薇甘菊叶片中叶绿素含量减少,叶绿素 a / b值逐步降低; 同时最大净光合速率(Pmax)和光饱和点(LSP)分别比健康对
照减少了 32. 34%和 12. 52% ,而对暗呼吸速率(Rd),光补偿点(LCP)和表观量子效率(AQY)无显著影响。 表明 MMWV侵染可
减低薇甘菊叶片光合作用的效率。
关键词:薇甘菊; 薇甘菊萎蔫病毒; 超氧化物岐化酶; 过氧化物酶; 苯丙氨酸解氨酶; 多酚氧化酶; 光合作用
Effects of Mikania micrantha wilt virus infection on photosynthesis and the
activities of four enzymes in Mikania micrantha H. B. K.
WANG Ruilong1,2,3, PAN Wanwen1,2,3, YANG Jiaoyu1,2,3, ZHANG Hui1,2,3, XIA Qingqing1,2,3, SU Yijuan1,2,3,
ZENG Rensen1,2,3,*
1 State Key Laboratory for Conservation and Utilization of Subtropical Agricultural Bio鄄resources, South China Agricultural University, Guangzhou
510642, China
2 Key Laboratory of Tropical Agro鄄environment, Ministry of Agriculture, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, China
3 Key Laboratory of Agroecology and Rural Environment of Guangdong Regular Higher Education Institutions, South China Agricultural University,
Guangzhou 510642, China
Abstract: Mikania micrantha (Compositae) is one of the world忆s most aggressive weeds and is responsible for substantial
damage caused to natural ecosystems and biodiversity in South china. A new virus infecting Mikania micrantha, designated
Mikania micrantha wilt virus (MMWV), belongs to a third subgroup of the genus Fabavirus and represents a distinct new
isolate of Gentian mosaic virus (GeMV). Although MMWV is not lethal to M. micrantha, MMWV efficiently inhibits the
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growth of its host under both laboratory and field conditions. The feasibility of using MMWV to control M. micrantha is
therefore worth exploring further. To gain further understanding concerning the physiological and biochemical effects of
MMWV infection on Mikania micrantha, the activities of superoxide dismutase (SOD), peroxidase (POD), phenylalanine
ammonia鄄lyase ( PAL), polyphenol oxidase ( PPO), as well as chlorophyll a / b ratios, total chlorophyll content, and
photosynthetic activity were evaluated in M. micrantha leaf tissues following MMWV infection. In comparison with
uninfected control leaves, our results revealed that chlorophyll a, b and total chlorophyll contents, and the ratio of
chlorophyll a / b decreased by 30. 76% , 18. 76% , 26. 41% and 17. 84% , respectively, by 32 d post鄄MMWV infection.
SOD activity significantly increased and reached maximal levels within 16 d post鄄infection, however activities at 24 and 32 d
were 13. 28% and 25. 37% lower than those of control (uninfected) plants, respectively. POD activities were significantly
higher in leaves of inoculated plants relative to control plants throughout the experimental period, with maximal levels
occurring by 24 d post鄄infection. POD activities at 16, 24 and 32 d post鄄infection were increased by 16. 70% , 41. 12%
and 16. 11% , respectively, relative to levels observed in control plants. The activity of PPO in infected M. micrantha
leaves reached maximal levels at 8 d post鄄infection, increasing to 77. 75% above control levels, however PPO levels were
14. 27% below control levels by 32 d. PAL activities following MMWV infection exhibited a pattern similar to that observed
for PPO, increasing to 23. 58% above control levels, then subsequently declining to 20. 53% below control levels, at 8 and
32 d day post鄄infection, respectively. Maximal net photosynthetic rate ( Pmax ), dark respiration rate ( Rd ), light
compensation point (LCP), light saturation point (LSP) and apparent quantum yield (AQY) were 11. 76 滋mol·m-2·s-1,
-2. 23 滋mol·m-2·s-1, 42. 56 滋mol·m-2·s-1, 1063. 92 滋mol·m-2·s-1 and 0. 04 滋mol / 滋mol, respectively,in MMWV鄄
infected leaves at 32 d post鄄infection. In contrast, Pmax, Rd, LCP, LSP and AQY values were 17. 37 滋mol·m
-2·s-1,
-2. 43滋mol·m-2·s-1, 36. 21 滋mol·m-2·s-1, 1216. 13 滋mol·m-2·s-1 and 0. 05 滋mol / 滋mol, respectively, in uninfected
leaves at 32 d. In comparison with control leaves, Pmax and LSP values declined by 32. 34 and 12. 52% following MMWV
infection, however, Rd, LCP and AQY values showed no significant change during the experimental period. Our results
provide key information concerning the reduction of photosynthetic efficiency in leaves of M. micrantha associated with
MMWV infection.
Key Words: Mikania micrantha H. B. K. ; Mikania micrantha wilt virus; superoxide dismutase; peroxidase; phenylalanine
ammonia鄄lyase; polyphenlo oxidase; photosynthesis
研究表明,植物体感染病毒后常出现花叶、矮化、叶片皱缩、顶枯等症状,从而使植物的营养生长受到抑
制,严重时可引起植物局部或系统坏死[1鄄4]。 寄主植物感染病毒后体内会发生复杂的生理生化变化,如光合
速率下降,叶绿素降解,叶绿体受到破坏, 光化学活性下降等[3鄄6]。 病毒侵染可引起与植物抗病反应有关的一
些酶类如超氧化物岐化酶( Superoxide dismutase, SOD)、过氧化物酶( Peroxidase, POD)、苯丙氨酸解氨酶
(Phenylalanine ammonia鄄lyase, PAL)和多酚氧化酶(Polyphenol oxidase, PPO)等活性的变化[7鄄10]。
薇甘菊(Mikania micrantha H. B. K. )是菊科(Compositae)假泽兰属(Mikania)多年生草质藤本,属世界性
杂草,原产地为中南美洲[11],是我国危害性极强的外来入侵植物,目前已经入侵到广东、广西、海南、云南、香
港、台湾、澳门等地[11鄄13]。 因其生长速度快,种子量巨大且极易扩散,可以覆盖其他植物引起森林生态系统退
化,对当地的生态环境造成巨大的破坏[12鄄14],控制薇甘菊在我国的蔓延已经刻不容缓。
作者发现一种可致使薇甘菊叶片出现萎蔫、叶畸形、皱缩等症状的新病毒,将其命名为薇甘菊萎蔫病毒
(Mikania micrantha wilt virus,MMWV),该病毒属于豇豆花叶病毒科(Comoviridae)蚕豆病毒属(Fabavirus)龙胆
花叶病毒(Gentian mosaic virus,GeMV)的一种新的分离株[15鄄16]。 实验室内和野外试验表明,MMWV 虽不能使
薇甘菊致死,但可有效地抑制薇甘菊的生长,MMWV有可能成为生物防治薇甘菊入侵的方法之一[15鄄16]。
本文从生理生化角度研究了 MMWV侵染对薇甘菊光合特性及与植物抗病反应相关的 4 种主要酶活性的
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影响,旨在探明 MMWV 侵染对薇甘菊生理生化指标的影响,为利用 MMWV 生物防治薇甘菊提供理论参考
依据。
1摇 材料与方法
1. 1摇 供试材料
MMWV分离自田间发病的薇甘菊,利用分子生物学方法鉴定属于 MMWV[15鄄16]。
薇甘菊茎段采自华南农业大学试验农场,剪成长度约 9 cm的茎段,扦插在直径为 16 cm的花盆中,每盆 1
株。 待成活后选长势良好、大小一致的薇甘菊 40 株。
1. 2摇 试验方法
1. 2. 1摇 接种处理
在薇甘菊幼苗长到有 5—6片叶时,采用常规汁液摩擦方法接种 MMWV,以接种磷酸缓冲液为对照, 分别
在接种处理后第 8、16、24、32 天采集接种叶片并测定各项指标。
1. 2. 2摇 SOD活性的测定
SOD的测定参照王爱国[17]的方法。 称取薇甘菊叶片 0. 25 g,液氮研磨后加入 2. 5 mL 0. 05 mol / L 磷酸缓
冲液,涡旋 10 s,12000 r / min 离心 15 min,取上清液为酶液,4 益保存备用。 将 0. 05 mol / L 磷酸缓冲液 1. 5
mL,130 mmol / L 甲硫氨酸溶液 0. 3 mL,750 滋mol / L 氮蓝四唑 0. 3 mL,100 滋mol / L EDTA鄄Na2 0. 3 mL,20
滋mol / L 核黄素 0. 3 mL,酶液 50 滋L,蒸馏水 0. 25 mL加入到比色杯中。 混匀后将一管置于黑暗处,其余各管
置于 4000 lx 日光灯下反应 20 min。 反应结束后,以黑暗处的为空白对照,分别测定吸光度值,重复 4 次。
1. 2. 3摇 PAL活性的测定
PAL的测定用分光光度法[18]。 称取薇甘菊叶片 0. 1 g,液氮研磨后转移至 2 mL 的离心管中,加入 1 mL
PAL酶提取液,振荡 1 min,4 益 12 000 r / min 离心 15 min,取上清液为酶源,4 益保存备用。 在试管中各加入
0. 02 mol / L L鄄苯丙氨酸 1 mL, 0. 05 mol / L Tris鄄H2SO4缓冲液 2 mL,0. 5 mL 酶液,对照只加入 0. 5 mL PAL 酶
提取液。 40 益水浴 30 min,在 290 nm处测吸光度值,以 OD290 nm值变化 0. 01 为一酶活力单位,重复 4 次。
1. 2. 4摇 POD活性的测定
POD采用愈创木酚法测定,参照袁庆华等[10]的方法。 称薇甘菊叶片 0. 25 g,液氮研磨后转入离心管,加
2. 5 mL 0. 05 mol / L 磷酸缓冲液(pH值 7. 2, 内含 5% 聚乙烯基吡咯烷酮),振荡 10 s,12 000 r / min 离心 15
min,取上清液,4 益保存备用。 在比色杯中依次加入 1 mL 0. 1 mol / L 磷酸缓冲液(pH值 7. 2),1 mL 0. 1 mol / L
愈创木酚,1 mL 0. 8% H2O2,50 滋L 酶液后迅速用封口膜封口摇匀,在 470 nm 处测吸光度值,记录 0—120 s的
OD470 值,每 10 s记录 1 次,重复 4 次。
1. 2. 5摇 PPO活性的测定
PPO测定参照朱广廉[19]的方法,略有改进。 称取薇甘菊叶片 0. 25 g,液氮研磨后转入离心管,加入少量
预冷的 0. 05 mol / L磷酸缓冲液(pH 值 7. 8, 内含 5% 聚乙烯基吡咯烷酮),振荡 10 s,12 000 r / min 离心 15
min,取上清液,4 益保存备用。 在试管中加入 3. 9 mL 0. 05 mol / L 磷酸缓冲液(pH值 7. 8);1 mL 0. 05 mol / L
儿茶酚溶液;0. 1 mL 酶液。 37 益 15 min,迅速转入冰浴并加入 2 mL 20%三氯乙酸溶液终止反应,在 525 nm
处测吸光度值,重复 4 次。
1. 2. 6摇 叶绿素含量的测定
参照舒展等[20]的方法,称 0. 1 g薇甘菊叶片放入研钵中,加少量石英砂研磨成糊状,用 80%的丙酮水溶
液分批提取叶绿素,直至残渣无色为止。 将丙酮提取液过滤后定容,分别在 663、645 和 440 nm 处测吸光度
值。 根据下列各式计算出叶绿素 a、叶绿素 b、叶绿素总含量,叶绿素 a / b的比值[21],重复 4 次。
叶绿素 a = 12. 7 伊 OD663-2. 69 伊 OD645
叶绿素 b = 22. 9 伊 OD645-4. 86 伊 OD663
总叶绿素含量 = 8. 02 伊 OD663+20. 2 伊 OD645
9661摇 5 期 摇 摇 摇 王瑞龙摇 等:薇甘菊萎蔫病毒感染对薇甘菊光合特性和 4 种酶活性的影响 摇
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1. 2. 7摇 光合作用参数测定
用 LI鄄6400 便携式光合仪(LI鄄COR, Nebraska, USA)测定 MMWV 侵染 32d 后及健康对照薇甘菊叶片在
8:00—11:30 的光响应曲线,测定时光强梯度由强到弱,依次设定光量子通量密度(photon flux density, PFD)
为 1500、1000、800、600、400、200、100、80、40、20 和 0 mmol·m-2·s-1,叶室温度设置为 25 益,测定时将参比室的
CO2 浓度稳定在 380 mmol·mol
-1,在每个光梯度下平衡 180 s 后测定净光合速率( net photosynthetic rate,
Pn) [22]。 每株测定顶端第 5 片叶子,重复 5 次。 依据 Bassman和 Zwier[23]的方法拟合 Pn鄄PFD 曲线,计算最大
净光合速率(Maximal net photosynthetic rate, Pmax)、表观量子效率(Apparent quantum yield, AQY)、暗呼吸速
率(Dark respiration rate, Rd)、光饱和点(Light saturation point, LSP)和光补偿点(Light compensation point,
LCP)。 模型的参数通过 SPSS 16. 0(SPSS Inc. , Chicago, IL, USA)的非线性评价模型进行计算。
1. 3摇 数据处理
运用 SPSS 16. 0 对实验数据进行分析,用独立样本 t 检验分析 MMWV 侵染对薇甘菊叶片光合特性的影
响,所有数据均为平均值依标准误。
2摇 结果与分析
2. 1摇 MMWV侵染对 SOD、POD、PPO和 PAL活性的影响
从图 1 可以看出,健康对照薇甘菊叶片内 SOD活性保持相对稳定,接种MMWV后,薇甘菊叶片中 SOD活
性在接种后 8—16d分别比对照提高了 19. 20%和 14. 19% 。 而接种 MMWV 24—32d 后,薇甘菊叶片内 SOD
活性逐渐减低,其中第 32 天达到最低值,比对照减低了 25. 37% 。 接种 MMWV后引起薇甘菊叶片内 POD 活
性发生明显变化。 接种 8d后,POD活性比对照逐渐升高,第 24 天达到最大值, 比对照增加了 41. 12% ,24d
后 POD活性有下降的趋势,但仍显著高于对照组。 薇甘菊接种 MMWV 8d 后,叶片内 PPO活性达到最大值,
比对照显著增加了 77. 75% 。 接种后 16—32d PPO活性总的变化趋势与健康对照组基本一致。 接种 MMWV
8d后,薇甘菊叶片中 PAL 活性比对照显著增加了 23. 58% 。 随后接种薇甘菊叶片内 PAL活性开始降低,之后
PAL活性又升高,第 24 天再达峰值,即 PAL活性曲线有 2 个酶峰。 第 32 天感病叶片内 PAL活性比对照显著
减低了 20. 53% 。
2. 2摇 MMWV侵染对薇甘菊叶片叶绿素含量的影响
健康对照薇甘菊叶片中的叶绿素 a、叶绿素 b、叶绿素总含量、叶绿素 a / b保持相对稳定。 受 MMWV侵染
的薇甘菊叶片中叶绿素 a、叶绿素 b、叶绿素总含量自接种后第 8 天开始缓慢下降,至 32d 后下降幅度最大。
MMWV侵染薇甘菊 32d后,薇甘菊叶片中叶绿素 a、叶绿素 b、叶绿素总含量、叶绿素 a / b 分别比对照组减少
了 30. 76% ,18. 76% ,26. 41%和 17. 84% (图 2)。
2. 3摇 MMWV侵染对薇甘菊叶片光合特性的影响
MMWV侵染对薇甘菊叶片的 Rd,LCP 和 AQY 无显著影响,其中 MMWV 侵染使叶片的 LCP 比对照增加
17. 53% 。 MMWV侵染薇甘菊使其叶片的 Pmax 和 LSP分别比对照显著减少 32. 34%和 12. 52% ,表明 MMWV
侵染可影响薇甘菊叶片的光合效率(表 1)。
表 1摇 MMWV侵染对薇甘菊叶片光合参数的影响
Table 1摇 Photosynthetic parameters in the leaves of Mikania micrantha after infection by MMWV
光合作用参数
Photosynthetic parameters
对照植物
Control plants
感病植物
MMWV infected plants
最大净光合速率 Maximal net photosynthetic rate Pmax / (滋mol·m-2·s-1) 17. 374依0. 790 11. 755依0. 625**
暗呼吸速率 Dark respiration rate Rd / (滋mol·m-2·s-1) -2. 427依0. 262 -2. 234依0. 406
光补偿点 Light compensation point LCP / (滋mol·m-2·s-1) 36. 208依1. 698 42. 555依2. 941
光饱和点 Light saturation point LSP / (滋mol·m-2·s-1) 1216. 132依41. 384 1063. 916依28. 071*
表观量子效率 Apparent quantum yield AQY / (滋mol / 滋mol) 0. 046依0. 003 0. 035依0. 004
摇 摇 *P<0. 05,** P<0. 01 数据均为平均值依标准误
0761 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 33 卷摇
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图 1摇 MMWV侵染对薇甘菊叶片中 SOD、POD、PPO、PAL活性的影响
Fig. 1摇 Changes of SOD, POD, PPO and PAL activities in the leaves of M. micrantha after infection by MMWV
数据均为平均值依标准误
3摇 讨论
研究表明病毒侵染可引起寄主植物体内 SOD,POD,PPO 等与植物抗病性相关的酶活性变化[7鄄8,10,24鄄26]。
野生大豆(Glycine max)的 PPO 和 PAL 活性与对大豆花叶病毒(Soybean mosaic virus, SMV)的抗性呈显著正
相关,可利用叶片中 PPO和 PAL活性水平作为野生大豆病毒病抗性鉴定的参考指标[8]。 研究发现烟草接种
黄瓜花叶病毒(Cucumber mosaic virus, CMV)的 PE、M 和 Xb等 3 种毒株后,Xb 和 M 毒株可引起 SOD活性前
期升高、后期活性下降;M 毒株导致 PAL活性一直保持在较高水平,而 PE毒株则导致 PAL活性下降。 PE 和
M 毒株均导致 POD酶活性升高[7]。 本实验结果显示 MMWV 侵染薇甘菊前期可诱导 SOD、POD、PPO和 PAL
活性提高,尤其是 PPO活性比健康对照增加了 77. 75% 。 随着侵染时间的增加,感病薇甘菊叶片中 SOD、PPO
和 PAL的活性逐渐降低,而 POD的活性则保持相对较高的水平(图 1)。 同理黄瓜(Cucumis sativus)苗期感染
黄瓜枯萎病(Fusarium axysporum f. sp. cucumerinum Owen)后,叶片组织中 POD,SOD,PPO活性变化曲线存在
2 个酶峰,PAL活性变化曲线存在 1 个单峰;其中抗病品系的 POD和 PAL 活性的提高与抗性呈显著正相关,
而 SOD和 PPO活性的提高与抗性呈极显著正相关[9]。
病毒侵染寄主植物后,在细胞内大量地复制、增殖可破坏寄主细胞叶绿体结构和功能使叶绿素含量下
降[23,27],导致寄主植物的光合作用效率降低甚至死亡[1,5鄄16,28]。 番茄黄化曲叶病毒(Tomato yellow leaf curl
virus, TYLCV)侵染可导致番茄(Lycopersicon esculentum)叶片中叶绿素 a、叶绿素 b、叶绿素总含量、净光合速率
和气孔导度分别比健康植株下降 50. 2% 、24. 19% 、43. 84% 、43. 28%和 27. 07% [2]。 马铃薯 Y 病毒(Potato
virus Y, PVY) 侵染马铃薯 (Solanum tuberosum)60d后,侵染叶片中的净光合速率、叶绿素含量和电子传递速
率分别减少了 49. 4% 、40. 2%和 72. 9% [4]。 芜菁花叶病毒(Turnip mosaic virus, TuMV)侵染青菜(Brassica
chinensis)和芥菜(Brassica juncea)后导致寄主叶片的叶绿素含量、光合速率、蒸腾速率明显降低[3]。 蚕豆萎蔫
病毒 2(Broad bean wilt virus 2, BBWV 2) B935 和 PV131 侵染蚕豆(Vicica faba)使感病蚕豆叶片中叶绿素含量
1761摇 5 期 摇 摇 摇 王瑞龙摇 等:薇甘菊萎蔫病毒感染对薇甘菊光合特性和 4 种酶活性的影响 摇
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图 2摇 MMWV侵染薇甘菊后不同时间阶段叶片中叶绿素含量
Fig. 2摇 Chlorophyll contents in the leaves of Mikania micrantha at different stages after infection by MMWV
数据均为平均值依标准误
减少,叶绿素 a / b值逐渐降低[29]。 本研究结果显示 MMWV侵染薇甘菊 32d后使叶片中叶绿素 a、叶绿素 b和
叶绿素总含量显著减低(图 2),同时叶片中 Pmax 和 AQY 分别比对照显著降低了 32. 34%和 12. 52% (表 1)。
表明 MMWV侵染可影响薇甘菊叶片中叶绿体的结构和功能,从而导致叶片光合效率降低。 病毒侵染导致寄
主的叶绿素含量降低是由于叶绿体结构发生破坏所致[27],碳同化酶活性下降, 可能是造成光合作用速率降
低的主要原因[4,30鄄31]。
目前防治薇甘菊的措施主要有 4 种即人工清除、化学防除、生物防治和生态控制[11]。 人工清除适用于薇
甘菊危害面积较小的区域,大面积人工清除费时费力且易复发。 化学防除易造成环境污染,薇甘菊可能在数
年后再次为害。 生物防治是利用薇甘菊的病原微生物和天敌昆虫(真菌、细菌、病毒、螨类等) 进行控制。
Ellison等[32]发现薇甘菊柄锈菌 Puccinia spegazzinii仅侵染薇甘菊属植物。 安婀珍蝶(Actinote anteas) [33]、紫红
短须螨 (Brevipalpus phoenicis) [34] 和小蓑蛾 ( Acanthophyche sp) [35] 等可取食薇甘菊的茎叶。 田野菟丝子
(Cuscuta campestris) 可控制薇甘菊生长,但不能根除薇甘菊[11]。 生态控制目前主要是利用幌伞枫
(Heteropanax fragrans) [11]和芒萁(Dicranopteris pedata) [36]等本地物种控制薇甘菊的生长。 发现和利用天敌控
制外来入侵生物作为新兴的方法值得做深入的研究[15鄄16]。 研究发现 MMWV 侵染薇甘菊 30d 后,其茎的长
度、根、茎和叶的鲜重分别比健康对照植株减少了 75. 3% 、75. 6% 、79. 5% 和 91. 6% ,MMWV可抑制薇甘菊
的生长[16]。 当前,薇甘菊的防治仍是世界性难题,研究所发现的天敌虽可使薇甘菊致病甚至死亡,但在实际
应用中控制薇甘菊的扩散尚未见报道[11,15,37]。
本研究表明 MMWV通过降低薇甘菊叶片的光合特性和与抗病性相关的酶活性,从而抑制薇甘菊的生长。
虽然该病毒有望被用来进行薇甘菊的生物控制,有关生态风险评价尚需深入研究。
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4761 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 33 卷摇
ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 33,No. 5 March,2013(Semimonthly)
CONTENTS
Frontiers and Comprehensive Review
The effect of nitrogen deposition on forest soil organic matter and litter decompostion and the microbial mechanism
WANG Jingyuan, ZHANG Xinyu, WEN Xuefa, et al (1337)
…………………
………………………………………………………………………
Advances and the effects of industrial hemp for the cleanup of heavy metal pollution
LIANG Shumin, XU Yanping, CHEN Yu,et al (1347)
…………………………………………………
……………………………………………………………………………
A review for evaluating the effectiveness of BMPs to mitigate non鄄point source pollution from agriculture
MENG Fande, GENG Runzhe, OU Yang, et al (1357)
……………………………
……………………………………………………………………………
Progresses in dendrochronology of shrubs LU Xiaoming, LIANG Eryuan (1367)………………………………………………………
Autecology & Fundamentals
The characteristics of nocturnal sap flow and stem water recharge pattern in growing season for a Larix principis鄄rupprechtii plan鄄
tation WANG Yanbing, DE Yongjun, XIONG Wei, et al (1375)…………………………………………………………………
Effects of soil drought stress on photosynthetic characteristics and antioxidant enzyme activities in Hippophae rhamnoides Linn.
seedings PEI Bin, ZHANG Guangcan, ZHANG Shuyong, et al (1386)…………………………………………………………
Diurnal activity time budget of P侉re David忆s deer in Hubei Shishou Milu National Nature Reserve, China
YANG Daode,LI Zhuyun, LI Pengfei,et al (1397)
……………………………
…………………………………………………………………………………
Sublethal effects of three insecticides on the reproduction and host searching behaviors of Sclerodermus sichuanensis Xiao
(Hymenoptera: Bethytidae) YANG Hua, YANG Wei, YANG Chunping, et al (1405)…………………………………………
Population, Community and Ecosystem
Seasonal succession of zooplankton in Sansha Bay, Fujian XU Jiayi, XU Zhaoli (1413)………………………………………………
Biomass production and litter decomposition of lakeshore plants in Napahai wetland, Northwestern Yunnan Plateau, China
GUO Xuhu, XIAO Derong, TIAN Kun,et al (1425)
…………
………………………………………………………………………………
The flora and species diversity of herbaceous seed plants in wetlands along the Xin忆anjiang River from Anhui
YANG Wenbin, LIU Kun, ZHOU Shoubiao (1433)
………………………
…………………………………………………………………………………
Spatial鄄temporal variation of root鄄associated aerobic bacterial communities of phragmites australis and the linkage of water quality
factors in constructed
wetland XIONG Wei, GUO Xiaoyu, ZHAO Fei (1443)…………………………………………………………………………………
Temporal dynamics and influencing factors of leaf respiration for three temperate tree species
WANG Zhaoguo, WANG Chuankuan (1456)
…………………………………………
………………………………………………………………………………………
Environmental controls on water use efficiency of a poplar plantation under different soil water conditions
ZHOU Jie, ZHANG Zhiqiang, SUN Ge, et al (1465)
……………………………
………………………………………………………………………………
An analysis of calcium components of Artemisia ordosica plant on sandy lands in different ecological regions
XUE Pingping,GAO Yubao, HE Xingdong (1475)
…………………………
…………………………………………………………………………………
Effects of alpine meadow plant communities on soil nematode functional structure in Northern Tibet, China
XUE Huiying, HU Feng, LUO Daqing (1482)
…………………………
………………………………………………………………………………………
Soil fauna diversity of abandoned land in a copper mine tailing area ZHU Yongheng, SHEN Fei, YU Jian, et al (1495)……………
Effects of ciprofloxacin on microbial biomass carbon and carbon metabolism diversity of soil microbial communities
MA Yi, PENG Jinju, WANG Yun, et al (1506)
…………………
……………………………………………………………………………………
Estimation of ecological water demands based on ecological water table limitations in the lower reaches of the Liaohe River Plain,
China SUN Caizhi, GAO Ying, ZHU Zhengru (1513)……………………………………………………………………………
Landscape, Regional and Global Ecology
The ecological security patterns and construction land expansion simulation in Gaoming
SU Yongxian, ZHANG Hong忆ou, CHEN Xiuzhi, et al (1524)
………………………………………………
……………………………………………………………………
Root features of typical herb plants for hillslope protection and their effects on soil infiltration
LI Jianxing,HE Binghui,CHEN Yun (1535)
…………………………………………
………………………………………………………………………………………
The dynamic change of the thermal environment landscape patterns in Beijing,Shanghai and Guangzhou in the recent past decade
MENG Dan, WANG Mingyu, LI Xiaojuan, et al (1545)
…
……………………………………………………………………………
Change trends and driving factors of base flow in Kuye River Catchment
LEI Yongnan, ZHANG Xiaoping, ZHANG Jianjun, et al (1559)
………………………………………………………………
…………………………………………………………………
Photosynthetic characteristics, biomass allocation, C,N and P distribution of Schima superba seedlings in response to simulated
nitrogen deposition LI Mingyue, WANG Jian, WANG Zhenxing, et al (1569)……………………………………………………
Effect of iron slag adding on methane production, oxidation and emission in paddy fields
WANG Weiqi, LI Pengfei, ZENG Congsheng, et al (1578)
……………………………………………
………………………………………………………………………
Resource and Industrial Ecology
Antioxidative system and chlorophyll fluorescence of Zizania latifolia Turcz. plants are affected by Ustilago esculenta infection
YAN Ning, WANG Xiaoqing, WANG Zhidan, et al (1584)
………
………………………………………………………………………
Analysis of cold鄄regulated gene expression of the Fingered Citron(Citrus medica L. var. sarcodactylis Swingle)
CHEN Wenrong, YE Jiejun, LI Yongqiang, et al (1594)
………………………
…………………………………………………………………………
Hosts preference of Echinothrips americanus Morgan for different vegetables ZHU Liang, SHI Baocai, GONG Yajun, et al (1607)…
Induction effects of jasmonic acid on tannin content and defense鄄related enzyme activities in conventional cotton plants
YANG Shiyong, WANG Mengmeng, XIE Jianchun (1615)
………………
…………………………………………………………………………
Effects of irrigation with paper mill effluent on growth and nutrient status of Populus tomentosa seedlings
WANG Ye, XI Benye, CUI Xiangdong, et al (1626)
……………………………
………………………………………………………………………………
Water use efficiency of Jiangsu Province based on the data envelopment analysis approach
ZHAO Chen,WANG Yuan,GU Xueming, et al (1636)
……………………………………………
……………………………………………………………………………
Research Notes
Characteristics of precipitation distribution in Pinus tabulaeformis plantations under different canopy coverage in Taiyue Mountain
ZHOU Bin, HAN Hairong, KANG Fengfeng,et al (1645)
……
…………………………………………………………………………
Driving factor analysis on the vegetation changes derived from the Landsat TM images in Beijing JIA Baoqun (1654)………………
Effects of Mikania micrantha wilt virus infection on photosynthesis and the activities of four enzymes in Mikania micrantha H. B. K.
WANG Ruilong, PAN Wanwen, YANG Jiaoyu, et al (1667)………………………………………………………………………
《生态学报》2013 年征订启事
《生态学报》是由中国科学技术协会主管,中国生态学学会、中国科学院生态环境研究中心主办的生态学
高级专业学术期刊,创刊于 1981 年,报道生态学领域前沿理论和原始创新性研究成果。 坚持“百花齐放,百家
争鸣冶的方针,依靠和团结广大生态学科研工作者,探索自然奥秘,为生态学基础理论研究搭建交流平台,促
进生态学研究深入发展,为我国培养和造就生态学科研人才和知识创新服务、为国民经济建设和发展服务。
《生态学报》主要报道生态学及各分支学科的重要基础理论和应用研究的原始创新性科研成果。 特别欢
迎能反映现代生态学发展方向的优秀综述性文章;研究简报;生态学新理论、新方法、新技术介绍;新书评价和
学术、科研动态及开放实验室介绍等。
《生态学报》为半月刊,大 16 开本,300 页,国内定价 90 元 /册,全年定价 2160 元。
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生摇 态摇 学摇 报
(SHENGTAI摇 XUEBAO)
(半月刊摇 1981 年 3 月创刊)
第 33 卷摇 第 5 期摇 (2013 年 3 月)
ACTA ECOLOGICA SINICA
摇
(Semimonthly,Started in 1981)
摇
Vol郾 33摇 No郾 5 (March, 2013)
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