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 9 期摇 摇 2013 年 5 月摇 (半月刊)
目摇 摇 次
前沿理论与学科综述
可持续发展研究的学科动向 茶摇 娜,邬建国,于润冰 (2637)……………………………………………………
代谢异速生长理论及其在微生物生态学领域的应用 贺纪正,曹摇 鹏,郑袁明 (2645)…………………………
植物内生菌促进宿主氮吸收与代谢研究进展 杨摇 波,陈摇 晏,李摇 霞,等 (2656)………………………………
中国园林生态学发展综述 于艺婧,马锦义,袁韵珏 (2665)………………………………………………………
个体与基础生态
基于最小限制水分范围评价不同耕作方式对土壤有机碳的影响 陈学文,王摇 农,时秀焕,等 (2676)…………
草原土壤有机碳含量的控制因素 陶摇 贞,次旦朗杰,张胜华,等 (2684)…………………………………………
外源钙离子与南方菟丝子寄生对喜旱莲子草茎形态结构的影响 车秀霞,陈惠萍,严巧娣,等 (2695)…………
毛竹出笋后快速生长期茎秆色素含量与反射光谱的相关性 刘摇 琳,王玉魁,王星星,等 (2703)………………
巴郎山异型柳叶片功能性状及性状间关系对海拔的响应 冯秋红,程瑞梅,史作民,等 (2712)…………………
外源磷或有机质对板蓝根吸收转运砷的影响 高宁大,耿丽平,赵全利,等 (2719)………………………………
不同猎物饲喂对南方小花蝽捕食量和喜好性的影响 张昌容,郅军锐,莫利锋 (2728)…………………………
捕食风险对东方田鼠功能反应格局的作用 陶双伦,杨锡福,姚小燕,等 (2734)…………………………………
基于线粒体细胞色素 c氧化酶亚基 I基因序列的帘蛤科贝类分子系统发育研究
程汉良,彭永兴,董志国,等 (2744)
………………………………
……………………………………………………………………………
不同实验生态环境对海刺猬遮蔽行为的影响 常亚青,李云霞,罗世滨,等 (2754)………………………………
种群、群落和生态系统
基于 RS与 GIS的赣江上游流域生态系统服务价值变化 陈美球,赵宝苹,罗志军,等 (2761)…………………
长江口及邻近海域富营养化指标响应变量参照状态的确定 郑丙辉,朱延忠,刘录三,等 (2768)………………
长江口及邻近海域富营养化指标原因变量参照状态的确定 郑丙辉,周摇 娟,刘录三,等 (2780)………………
鸭绿江口及邻近海域生物群落的胁迫响应 宋摇 伦,王年斌,杨国军,等 (2790)…………………………………
杭州西溪湿地大型底栖动物群落特征及与环境因子的关系 陆摇 强,陈慧丽,邵晓阳,等 (2803)………………
生物土壤结皮对荒漠土壤线虫群落的影响 刘艳梅,李新荣,赵摇 昕,等 (2816)…………………………………
大棚模拟条件下角倍蚜春季迁飞数量动态及其与气象因子的关系 李摇 杨,杨子祥,陈晓鸣,等 (2825)………
宁南山区植被恢复对土壤团聚体水稳定及有机碳粒径分布的影响 程摇 曼,朱秋莲,刘摇 雷,等 (2835)………
1958—2008 年太白山太白红杉林碳循环模拟 李摇 亮,何晓军,胡理乐,等 (2845)……………………………
不同干扰对黄土区典型草原物种多样性和生物量的影响 陈芙蓉,程积民,刘摇 伟,等 (2856)…………………
乌拉山自然保护区白桦种群的年龄结构和点格局分析 胡尔查,王晓江,张文军,等 (2867)…………………
西南干旱对哀牢山常绿阔叶林凋落物及叶面积指数的影响 杞金华,章永江,张一平,等 (2877)………………
阿尔泰山小东沟林区乔木物种丰富度空间分布规律 井学辉,曹摇 磊,臧润国 (2886)…………………………
景观、区域和全球生态
太湖流域生态风险评价 许摇 妍,高俊峰,郭建科 (2896)…………………………………………………………
基于 GIS的关中鄄天水经济区土地生态系统固碳释氧价值评价 周自翔,李摇 晶,冯雪铭 (2907)………………
资源与产业生态
淹水条件下控释氮肥对污染红壤中重金属有效性的影响 梁佩筠,许摇 超,吴启堂,等 (2919)…………………
研究简报
高温强光对小麦叶绿体 Deg1 蛋白酶和 D1 蛋白的影响及水杨酸的调节作用
郑静静,赵会杰,胡巍巍,等 (2930)
…………………………………
……………………………………………………………………………
不同 CO2 浓度变化下干旱对冬小麦叶面积指数的影响差异 李小涵,武建军,吕爱锋,等 (2936)……………
期刊基本参数:CN 11鄄2031 / Q*1981*m*16*308*zh*P* ￥ 90郾 00*1510*32*
室室室室室室室室室室室室室室
2013鄄05
封面图说: 肥美的当雄草原———高寒草甸是在寒冷的环境条件下,发育在高原和高山的一种草地类型。 其植被组成主要是多
年生草本植物,冬季往往有冰雪覆盖,土壤主要为高山草甸土。 当雄草原位于藏北高原, 藏南与藏北的交界地带,
海拔高度为 5200—4300m, 受海洋性气候影响,呈现高原亚干旱气候,年平均降水量 293—430mm。 主要有小嵩草草
甸、藏北嵩草草甸和沼泽草甸等,覆盖度为 60%—90% ,其中小嵩草草甸分布面积最大,连片分布于广阔的高原面
上。 高寒草甸草层低,草质良好,是畜牧业优良的夏季牧场。
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 9 期
2013 年 5 月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol. 33,No. 9
May,2013
http: / / www. ecologica. cn
基金项目:国家自然科学基金(30800133);中国博士后基金(20080440557);浙江省自然科学基金(Y5090253, Y5110227)
收稿日期:2012鄄02鄄11; 摇 摇 修订日期:2012鄄10鄄16
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: gxlsc@ sina. com
DOI: 10. 5846 / stxb201202110177
车秀霞, 陈惠萍, 严巧娣, 李永慧,杨蓓芬,李钧敏, 梁士楚.外源钙离子与南方菟丝子寄生对喜旱莲子草茎形态结构的影响.生态学报,2013,33
(9):2695鄄2702.
Che X X, Chen H P,Yan Q D, Li Y H, Yang B F, Li J M,Liang S C. Antagonistic interactive effects of exogenous calcium ions and parasitic Cuscuta
australis on the morphology and structure of Alternanthera philoxeroides stems. Acta Ecologica Sinica,2013,33(9):2695鄄2702.
外源钙离子与南方菟丝子寄生对
喜旱莲子草茎形态结构的影响
车秀霞1,2, 陈惠萍2, 严巧娣2, 李永慧2,3,杨蓓芬2,李钧敏2, 梁士楚1,*
(1. 广西师范大学生命科学学院,桂林摇 541000;2. 台州学院生态研究所, 临海摇 317000;
3. 山西师范大学生命科学学院,临汾摇 041004)
摘要:外源钙离子对植物响应外界环境胁迫具有重要作用。 寄生植物对入侵植物具有显著的抑制作用。 以入侵植物喜旱莲子
草为研究对象,采用完全随机区组的实验设计分析不同钙离子浓度与南方菟丝子寄生对喜旱莲子草茎形态结构的影响,探讨外
源钙离子在寄主植物响应寄生植物胁迫中的作用。 研究结果表明南方菟丝子寄生可以显著改变喜旱莲子草茎的形态结构,如
显著降低喜旱莲子草茎的总长、分枝数、分节数、茎直径和髓腔直径,显著增加茎的厚角厚度与皮层厚度。 外源钙离子对喜旱莲
子草茎总长、分枝数、分节数、茎直径、髓腔直径和维管束直径没有显著影响,但可增加喜旱莲子草茎的维管束数目,降低茎的节
间长、厚角厚度与皮层厚度。 外源钙离子与南方菟丝子寄生相互作用可以显著增加喜旱莲子草茎的厚角厚度与皮层厚度,表明
南方菟丝子寄生与高浓度的钙离子对喜旱莲子草茎的厚角厚度和皮层厚度具有显著的拮抗的交互作用。 这种交互作用可以提
高寄主植物的防御能力,减少寄生植物对寄主植物的损伤。
关键词:喜旱莲子草;南方菟丝子;外源钙离子;寄生植物;入侵植物;茎
Antagonistic interactive effects of exogenous calcium ions and parasitic Cuscuta
australis on the morphology and structure of Alternanthera philoxeroides stems
CHE Xiuxia1,2, CHEN Huiping2,YAN Qiaodi2, LI Yonghui2,3, YANG Beifen2, LI Junmin2,LIANG Shichu1, *
1 School of Life Science, Guangxi Normal University, Guilin 541000, China
2 Institute of Ecology, Taizhou University, Linhai 317000, China
3 School of Life Sciences, Shanxi Normal University, Linfen 041004, China
Abstract: Exogenous calcium ions play an important role in the response of plants to environmental stresses, and parasitic
plants cause significant damage to the growth of invasive plants. However, there has been no empirical study on the
interactive effect of exogenous calcium ions and parasitic plants on the growth of invasive plants. Alternanthera philoxeroides
(Amaranthaceae), native to South America, is a globally noxious invasive weed that has expanded into China and is now
widespread throughout the country. Cusucta australis (Convolvulaceae), a native holoparasitic plant, is found to parasitize
A. philoxeroides in the field. Here, we conducted a greenhouse experiment to test the interactive effect of parasitic C.
australis and exogenous calcium ions on the morphology and structure of invasive Alternanthera philoxeroides stems, with the
aim of elucidating the role played by calcium ions during the response of invasive plants to native parasitic plants. Parasitic
C. australis significantly decreased the total length, branch number, internode number, diameter and pulp cavity diameter
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of A. philoxeroides stems, but significantly increased the collenchyma and cortex thickness of A. philoxeroides stems. The
addition of exogenous calcium ions had no significant effect on the total length, branch number, internode number,
diameter, pulp cavity diameter and vascular bundles diameter of A. philoxeroides stems, but increased the number of
vascular bundles, and decreased the internode length, collenchyma thickness and cortex thickness of A. philoxeroides
stems. The interaction between parasitism and exogenous calcium ions was found to have an effect on the collenchyma and
cortex thickness of A. philoxeroides stems, with the result of increased thickness in both parts. This indicated an
antagonistic interactive effect between parasitism and exogenous calcium ions on the collenchyma and cortex thickness of A.
philoxeroides stems. This antagonistic interactive effect suggests that exogenous calcium ions could significantly improve the
defense of host plants to parasitic plants and reduce the damage caused by parasitic plants on their hosts.
Key Words: Alternanthera philoxeroides; Cuscuta australis; exogenous calcium ion; parasitic plant; invasive plant; stem
在植物必需的营养元素中,钙具有极其重要的作用,它在植物生长发育及许多生理活动中起着重要作用,
如酶的调控作用、作为第二信使参与信号传导等。 植物在受到非生物胁迫时,细胞质内钙离子浓度显著升高,
能够将外界环境胁迫信号转导到细胞内通过调节基因表达诱导一些生理生化代谢途径改变[1]。 外源的钙离
子浓度的升高可以引起植保素的积累[2],可以增加植物的抗性[3]。 另外,研究发现钙在胞间层可以形成多聚
半乳糖醛酸钙,提高细胞壁的稳定性,通过改善植株体结构(细胞膜、细胞壁等)来抵御病原菌的入侵[4]。
寄生植物掠夺寄主植物的养分,通常会给后者的生长、繁殖和生理代谢等带来负面影响,这在很多研究中
已得到证实[5]。 田野菟丝子可以显著抑制入侵植物薇甘菊的光合作用能力,抑制其生长和开花能力,降低生
物量,最终导致薇甘菊死亡,达到生物防治的目的[6]。 南方菟丝子寄生可以显著抑降低入侵植物三叶鬼针草
的株高和冠幅,降低生物量,达到防治的目的[7]。 但寄生植物诱导寄主植物产生一系列的生理与形态反应的
生理生化通路仍是未知。 钙离子作为第二信使介导的信号传导在植物响应外界环境胁迫的生理化变化中起
了重要的作用[8]。 大花菟丝子(Cuscuta reflexa)寄生蕃茄后会首先引起吸器周围寄主细胞钙离子的释放[9]。
有关寄生植物诱导植物体内钙离子变化的相关研究较少,而有关外源钙离子对寄生植物与寄主相关作用的影
响的研究未见报道。 那么,外源钙离子对寄生植物引起的寄主的变化是否有影响呢? 基于钙离子在生理活动
中的作用,外源钙离子对寄生植物引起的寄生的变化具有拮抗作用,可以增强寄主对寄生植物的耐受。
喜旱莲子草[Alternanthera philoxeroides (Martius) Grisebach]为苋科莲子草属入侵植物。 喜旱莲子草原产
南美洲,于 20 世纪 30 年代初传入中国,目前已经广泛危害于我国长江中下游及华南等地区[10]。 喜旱莲子草
从原产地(阿根廷)到入侵地(中国和美国)其遗传多样性降低,入侵地喜旱莲子草种群间茎的形态变异主要
为表型可塑性[11]。 草食动物可以显著降低喜旱莲子草茎的长度和结节数量[12]。 喜旱莲子草的茎的解剖结
构,如维管束密度等,与其对草食动物的抗性具有一定的相关性[12]。 野外调查发现全寄生植物南方菟丝子
(C. australis)天然寄生喜旱莲子草,显著降低茎生物量和茎生物量比,抑制其生长[13]。 鉴于喜旱莲子草茎部
形态结构的高度变异性,本研究通过分析不同浓度钙离子对南方菟丝子寄生对喜旱莲子草茎部形态结构的变
化的影响,以明确以下科学问题:1)植物寄生是否可改变喜旱莲子草茎的形态结构? 2)外源钙离子是否会影
响喜旱莲子茎的形态结构? 3)外源钙离子是否会改变植物寄生所引起的喜旱莲子草茎的形态结构的变化?
本研究结果不仅可以探讨钙离子在寄生植物与寄主相互作用的可能机制,而且可为菟丝子属植物防治入侵植
物提供理论参考依据。
1摇 材料与方法
1. 1摇 实验材料的培养
于 2011 年 7 月 7 日,选取长 37 cm宽 27 cm的塑料培养箱,内装不含钙离子的 Hoagland忆s(霍格兰氏)营
养液,上盖 1 块厚约 0. 5 cm的黑色泡沫板,泡沫板上用打孔器打取 2 行共 6 个直径 3 cm的圆洞,孔与孔间隔
为 9 cm,两侧各打一个直径 1 cm的通气小孔。 在浙江省临海市生态园内水沟边选取长势相似的喜旱莲子草
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若干株,选择中间部位剪成长约 4 cm左右的小段喜旱莲子草,用海绵固定植于培养液中(图 1)。
南方菟丝子于台州学院生态园由本地植物构成的人工群落中自然培养。
图 1摇 实验中培养的喜旱莲子草
Fig. 1摇 Alternanthera philoxeroides in the experiments
1. 2摇 实验设计及指标测定
3 周后,当培养的喜旱莲子草长度约 15 cm左右,挑选长势良好外形相似、大小相同的喜旱莲子草进行实
验。 采用 2伊5 完全析因实验设计来分析南方菟丝子寄生(寄生与不寄生)和不同钙离子浓度(0、2、4、6、8
mmol / L)对喜旱莲子草茎部形态结构的影响。 以 15 cm 南方菟丝子茎段(保证菟丝子顶端完整)1 段按顺时
针方向缠绕喜旱莲子草茎作为寄生处理。 在 Hoagland忆s营养液中添加 CaCl2 至 0、2、4、6、8 mmol / L 为不同钙
离子浓度处理。 Hoagland忆s营养液每周更换 1 次。 实验共 10 个处理,每个处理重复 3 组。
2 个月后,待寄生组的菟丝子生长旺盛时,测量所有植株的茎总长,分枝数量和茎节数量。 取植株顶部成
熟茎(放入牛皮纸袋,带回实验室马上用于切片制作。 将茎段制成徒手切片,每个茎段制作 3 个重复切片。
在解剖镜下(L2,德国莱卡公司)观察各切片,记录维管束的数目(4伊);在显微镜(DMLS,德国莱卡公司)下观
察切片结构。 采用测微尺测量维管束直径、茎直径、皮层厚度、维管柱直径、厚角组织厚度和髓腔的直径(10
伊)。 3 个重复切片的平均值对应为一个样品数据。
1. 3摇 数据分析
数据采用平均值依标准差表示。 采用 SPSS 16. 0 软件的双因素方差( two鄄way ANOVAs)分析钙离子浓度
(0、2、4、6、8 mmol / L )和寄生(寄生与不寄生)对喜旱莲子草茎形态结构的主要及交互影响,以寄生和钙离子
浓度处理为固定因子。 寄生处理间的自由度为 1,钙离子浓度处理组的自由度为 4。
当钙离子浓度与南方菟丝子寄生对喜旱莲子草茎形态结构具有显著性影响的时候,通过计算 4 个响应值
来判断两者之间对茎形态结构的交互作用是协同还是拮抗[14]:寄生响应(PR)=无钙离子寄生时的茎形态结
构参数 /无钙离子无寄生时的茎形态结构参数;钙离子响应(CR)=无寄生时添加不同浓度钙离子时的茎形态
结构参数 /无寄生无添加钙离子时的茎形态结构参数;期望的总响应值(TP pred)= PR 伊 CR;实际的总响应值
(TP true)=寄生且添加不同浓度钙离子时的茎的形态结构参数 /无寄生无添加钙离子时的茎形态结构参数。
7962摇 9 期 摇 摇 摇 车秀霞摇 等:外源钙离子与南方菟丝子寄生对喜旱莲子草茎形态结构的影响 摇
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采用单因素方差分析 TRpred 与 TRtrue 之间是否存在显著性差异。 如果 TRpred>TRtrue 则表明钙离子与寄生对喜
旱莲子草的茎形态结构的影响协同的交互作用;而 TRpred
交互作用。
2摇 结果及分析
2. 1摇 外源钙离子与南方菟丝子寄生对喜旱莲子草茎外部形态的影响
寄生可以显著降低喜旱莲子草茎的总长、分枝数、分节数和茎直径,但对节间长没有显著性影响(图 2,表
1)。 外源钙离子的添加对茎总长、分枝数、分节数和茎直径没有显著性影响,但对喜旱莲子草的节间长有显
著性影响(图 2,表 1);多重比较显示与不添加钙离子的处理组相比,2 mmol / L钙离子浓度可以显著降低喜旱
莲子草茎的节间长,但随着钙离子浓度的升高,节间长又恢复至对照组的长度。 外源钙离子与南方菟丝子寄
生的交互作用对喜旱莲子草茎的形态指标均没有显著性影响(图 2,表 1)。
图 2摇 南方菟丝子寄生不同钙离子浓度下的喜旱莲子草茎形态的比较
Fig. 2摇 Comparison of stem form of Alternanthera philoxeroides under different calcium ion concentration and parasitic of Cuscuta australis
表 1摇 南方菟丝子寄生与外源钙离子添加对喜旱莲子草茎外部形态的影响的方差分析
Table 1摇 Two鄄way ANOVAs of the effect of parasitism and addition of Ca2+ on the morphological traits of Alternanthera philoxeroides stems
变异来源
Sources of variations
自由度
df
茎直径
Stem diameter
茎总长
Total stem
length
平均节间长
Mean length
of internodes
分枝数
Number of
branches
总节数
Number of
internodes
主效应 Main
寄生 Parasite(P) 1 8. 645** 19. 367** 0. 001 11. 392** 18. 248**
钙离子浓度 Content of calcium ion(C) 4 0. 176 1. 919 3. 207* 2. 513 0. 474
交互效应 Interaction
P 伊 C 4 1. 561 1. 457 0. 413 0. 981 1. 401
误差 Error 20
8962 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 33 卷摇
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2. 2摇 外源钙离子与南方菟丝子寄生对喜旱莲子草茎内部结构的影响
寄生可以显著降低喜旱莲子草茎的髓腔直径,显著增加茎的厚角厚度与皮层厚度,但对茎的维管束数目
与直径没有显著性影响(图 3,表 2)。 外源钙离子的添加对茎的维管束数目、厚角厚度与皮层厚度有显著性
影响,但对髓腔直径和维管束直径没有显著影响(图 3,表 2);多重比较显示与对照相比,在低浓度钙离子
(2—4 mmol / L)存在时,浓度的增高可以显著增加茎的维管束数目,但当浓度增高至 6 mmol / L时,又恢复至 2
mmol / L钙离子浓度时的数目;2 mmol / L钙离子浓度下,茎的厚角厚度要显著低于其它浓度;在较高浓度的钙
离子(6—8 mmol / L)存在时,钙离子浓度的增高可以显著下降茎的皮层厚度。
外源钙离子与南方菟丝子寄生的交互作用对喜旱莲子草茎的厚角厚度和皮层厚度具有显著性影响(图
3,表 2)。 不同钙离子浓度下,厚角厚度与皮层厚度的 TRpred 均小于 TRtrue,且当钙离子浓度为 8 mmol / L 时,厚
角厚度与皮层厚度的 TRpred 与 TRtrue 之间存在显著性差异,表明南方菟丝子寄生与钙离子对喜旱莲子草茎的
厚角厚度与皮层厚度均存在拮抗的交互作用(图 4)。
图 3摇 南方菟丝子寄生不同钙离子浓度下的喜旱莲子草茎结构的比较
Fig. 3 摇 Comparison of stem structure of Alternanthera philoxeroides under different calcium ion concentration and parasitic of
Cuscuta australis
表 2摇 南方菟丝子寄生与外源钙离子添加对喜旱莲子草茎内部结构的影响的方差分析
Table 2摇 Two鄄way ANOVAs of the effect of parasitism and addition of Ca2+ on the structural traits of Alternanthera philoxeroides stems
变异来源
Sources of variations 自由度 df
维管束数目
Vascular bundles
number
维管束直径
Vascular bundles
diameter
髓腔直径
Pulp cavity
diameter
厚角厚度
Collenchyma
thickness
皮层厚度
Cortex thickness
主效应 Main
寄生 Parasite(P) 1 0. 114 0. 169 6. 155* 16. 677** 75. 464***
钙离子浓度 Content of calcium ion(C) 4 5. 671** 2. 100 0. 598 4. 437* 2. 882*
交互效应 Interaction
P 伊 C 4 0. 757 2. 633 2. 761 4. 185* 8. 933***
误差 Error 20
9962摇 9 期 摇 摇 摇 车秀霞摇 等:外源钙离子与南方菟丝子寄生对喜旱莲子草茎形态结构的影响 摇
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图 4摇 不同钙离子浓度下茎的皮层厚度和厚角厚度总响应值的比较
Fig. 4摇 Comparison of total response of cortex thickness and collenchyma thickness under different calcium ion concentration
3摇 讨论
喜旱莲子草茎的形态结构存在较大的变异,与其入侵能力存在密切的关系[11]。 本研究结果显示南方菟
丝子寄生可以显著改变喜旱莲子草茎的形态结构,如显著降低降低喜旱莲子草茎的总长、分枝数、分节数、茎
直径、髓腔直径,显著增加茎的厚角厚度与皮层厚度。 喜旱莲子草茎的输导和通气组织发达而机械支持组织
较弱[11]。 髓部空腔的形成是喜旱莲子草茎适应水生环境的典型特征[11]。 本实验的材料采自水生型喜旱莲
子草,且采用水培的方式开展实验,因此南方菟丝子寄生显著降低喜旱莲子草的茎直径和髓腔直径,表明寄生
可以降低喜旱莲子草对水生环境的适应能力。 厚角组织是喜旱莲子草茎的主要机械支持组织[11],因此南方
菟丝子寄生引起厚角厚度的增加,表明在寄生胁迫下喜旱莲子草通过厚角厚度的增加来增强机械支持能力。
喜旱莲子草茎的皮层与其通气能力有关[11],因此南方菟丝子寄生显著增加喜旱莲子草茎的厚度,表明寄生胁
迫下,喜旱莲子草通过增加皮层厚度来提高通气能力。 菟丝子属植物的寄生可以使寄主植物的叶片的光合作
用能力迅速下降[6],而厚角细胞与皮层细胞常具有叶绿素,可以进行光合作用,其厚度的增加,细胞的增多将
有利于补偿寄主叶片光合作用能力的下降。 这与寄生植物寄生导致植物叶片比叶面积的增加,增强植物的光
源捕获能力[7]具有异曲同工之效。 在寄生的胁迫下,喜旱莲子草通过厚角厚度与皮层厚度的增加来增强茎
的光合作用能力、机械支持能力及防御能力,以补偿寄生胁迫产生的生长抑制作用。
不同浓度的有机钙可以显著提高黄金轮的株高和茎粗,这可能与外源钙离子的添加可以促进厚壁组织的
生长和维管束数量的增加有关[15]。 本研究结果发现,外源钙离子的添加对茎总长、分枝数、分节数、茎直径、
髓腔直径和维管束直径没有显著影响,但对喜旱莲子草的节间长、维管束数目、厚角厚度与皮层厚度有一定的
影响。 低浓度的钙离子浓度可以提高维管束数目,而高浓度的钙离子浓度可却使皮层厚度下降。 这可能与植
物在正常情况下对的无机钙的耐受能力较低有关,较高浓度的无机钙离子易引起植株的损伤,甚至中毒[15]。
本研究发现在喜旱莲子草被南方菟丝子寄生时,高浓度的外源钙离子的添加反而促进喜旱莲子草茎的厚
角厚度与皮层厚度的增加。 产生这种效应的主要原因目前尚不可知,但可能与寄生条件下,钙离子吸收的增
加及植物体响应寄生植物而诱发的次生代谢产物的增加有关。 外源的钙离子需要通过钙离子通道才可进入
细胞内。 在正常情况下,钙离子通道关闭,当细胞受到生理性刺激因素或是外界压力的作用下,钙离子通道打
开,钙离子才从细胞外进入细胞内[16]。 而植物体内的次生代谢产物,如果胶,与钙离子的结合将会促使厚角
细胞厚度的增加,进一步促进次生代谢产物的贮存[17]。 这仍有待进一步的实验验证。
钙离子作为第二信使激发下游的水杨酸信号通路或是茉莉酸信号通路,最终诱导机体产生防御反应(抗
性与耐受性) [18]。 这种拮抗的交互作用促使在外源钙离子存在下(尤其是较高浓度时),植物可以提高对寄
生的胁迫的耐受与适应,减弱寄生植物对寄主的影响。 进一步的实验研究要关注寄生与钙离子协同作用下寄
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主的防御相关性状的变化及意义,及所诱发的可能的信号传导通路。
菟丝子属植物的寄生可以引起入侵植物生物量的下降,入侵群落多样性的增加,促进本地群落的恢复,可
以作为一种有效的生物防治剂[19鄄20]。 8 我们可以预测在一些农田中,由于外源施加农药、化肥等导致土壤钙
离子浓度增高的区域,将不利于菟丝子属植物对喜旱莲子草的寄生与防治。 关于钙离子与寄生植物对寄主植
物的生长性状的拮抗作用仍在进一步研究中。
References:
[ 1 ]摇 Hu X H. Studies on Effects of Ca2+ on Carbon and Nitrogen Metabolism in Cucumber Seedlings under Hypoxia Stress [D]. Nanjing: Nanjing
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1072摇 9 期 摇 摇 摇 车秀霞摇 等:外源钙离子与南方菟丝子寄生对喜旱莲子草茎形态结构的影响 摇
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2072 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 33 卷摇
ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 33,No. 9 May,2013(Semimonthly)
CONTENTS
Frontiers and Comprehensive Review
Analysis of subject trends in research on sustainable development CHA Na, WU Jianguo, YU Runbing (2637)………………………
Metabolic scaling theory and its application in microbial ecology HE Jizheng, CAO Peng, ZHENG Yuanming (2645)………………
Research progress on endophyte鄄promoted plant nitrogen assimilation and metabolism
YANG Bo, CHEN Yan, LI Xia,et al (2656)
…………………………………………………
………………………………………………………………………………………
Review on the development of landscape architecture ecology in China YU Yijing, MA Jinyi, YUAN Yunjue (2665)………………
Autecology & Fundamentals
Evaluating tillage practices impacts on soil organic carbon based on least limiting water range
CHEN Xuewen,WANG Nong, SHI Xiuhuan, et al (2676)
…………………………………………
…………………………………………………………………………
Controls over soil organic carbon content in grasslands TAO Zhen, CI Dan Langjie, ZHANG Shenghua, et al (2684)………………
Antagonistic interactive effects of exogenous calcium ions and parasitic Cuscuta australis on the morphology and structure of
Alternanthera philoxeroides stems CHE Xiuxia, CHEN Huiping,YAN Qiaodi, et al (2695)………………………………………
Correlation between pigment content and reflectance spectrum of Phyllostachys pubescens stems during its rapid growth stage
LIU Lin, WANG Yukui, WANG Xingxing, et al (2703)
…………
…………………………………………………………………………
Response of leaf functional traits and the relationships among them to altitude of Salix dissa in Balang Mountain
FENG Qiuhong, CHENG Ruimei, SHI Zuomin, et al (2712)
……………………
………………………………………………………………………
Effects of phosphate and organic matter applications on arsenic uptake by and translocation in Isatis indigotica
GAO Ningda, GENG Liping, ZHAO Quanli, et al (2719)
………………………
…………………………………………………………………………
Effect of different preys on the predation and prey preference of Orius similis ZHANG Changrong, ZHI Junrui, MO Lifeng (2728)…
Effects of predation risk on the patterns of functional responses in reed vole foraging
TAO Shuanglun,YANG Xifu,YAO Xiaoyan, et al (2734)
…………………………………………………
…………………………………………………………………………
Phylogenetic analysis of Veneridae (Mollusca: Bivalvia) based on the mitochondrial cytochrome c oxidase subunit I gene fragment
CHENG Hanliang, PENG Yongxing, DONG Zhiguo, et al (2744)
…
…………………………………………………………………
Effects of different ecological environments in the laboratory on the covering behavior of the sea urchin Glyptocidaris crenularis
CHANG Yaqing, LI Yunxia, LUO Shibin, et al (2754)
………
……………………………………………………………………………
Population, Community and Ecosystem
The ecosystem services value change in the upper reaches of Ganjiang River Based on RS and GIS
CHEN Meiqiu, ZHAO Baoping, LUO Zhijun,et al (2761)
…………………………………
…………………………………………………………………………
The reference condition for Eutrophication Indictor in the Yangtze River Estuary and adjacent waters response variables
ZHENG Binghui, ZHU Yanzhong, LIU Lusan, et al (2768)
…………
………………………………………………………………………
The reference condition for eutrophication Indictor in the Yangtze River Estuary and adjacent waters Causal Variables
ZHENG Binghui, ZHOU Juan, LIU Lusan, et al (2780)
……………
…………………………………………………………………………
The stress response of biological communities in China忆s Yalu River Estuary and neighboring waters
SONG Lun, WANG Nianbin, YANG Guojun,et al (2790)
…………………………………
…………………………………………………………………………
Ecological characteristics of macrobenthic communities and its relationships with enviromental factors in Hangzhou Xixi Wetland
LU Qiang,CHEN Huili,SHAO Xiaoyang, et al (2803)
……
……………………………………………………………………………
Effects of biological soil crusts on desert soil nematode communities LIU Yanmei, LI Xinrong, ZHAO Xin, et al (2816)……………
Associations between weather factors and the spring migration of the horned gall aphid, Schlechtendalia chinensis
LI Yang, YANG Zixiang, CHEN Xiaoming,et al (2825)
……………………
……………………………………………………………………………
Effects of vegetation on soil aggregate stability and organic carbon sequestration in the Ningxia Loess Hilly Region of northwest
China CHENG Man, ZHU Qiulian, LIU Lei, et al (2835)………………………………………………………………………
Simulation of the carbon cycle of Larix chinensis forest during 1958 and 2008 at Taibai Mountain, China
LI Liang, HE Xiaojun,HU Lile, et al (2845)
……………………………
………………………………………………………………………………………
Effects of different disturbances on diversity and biomass of communities in the typical steppe of loess region
CHEN Furong ,CHENG Jimin,LIU Wei, et al (2856)
…………………………
……………………………………………………………………………
Age structure and point pattern of Butula platyphylla in Wulashan Natural Reserve of Inner Mongolia
HU Ercha, WANG Xiaojiang, ZHANG Wenjun, et al (2867)
…………………………………
……………………………………………………………………
The impacts of the Southwest China drought on the litterfall and leaf area index of an evergreen broadleaf forest on Ailao Mountain
QI Jinhua, ZHANG Yongjiang, ZHANG Yiping,et aln (2877)
…
……………………………………………………………………
Spatial distribution of tree species richness in Xiaodonggou forest region of the Altai Mountains, Northwest China
JING Xuehui, CAO Lei, ZANG Runguo (2886)
……………………
……………………………………………………………………………………
Landscape, Regional and Global Ecology
The ecological risk assessment of Taihu Lake watershed XU Yan, GAO Junfeng, GUO Jianke (2896)………………………………
The value of fixing carbon and releasing oxygen in the Guanzhong鄄Tianshui economic region using GIS
ZHOU Zixiang, LI Jing, FENG Xueming (2907)
………………………………
……………………………………………………………………………………
Resource and Industrial Ecology
Effect of different controlled鄄release nitrogen fertilizers on availability of heavy metals in contaminated red soils under waterlogged
conditions LIANG Peijun,XU Chao,WU Qitang,et al (2919)……………………………………………………………………
Research Notes
Effect of heat and high irradiation stress on Deg1 protease and D1 protein in wheat chloroplasts and the regulating role of salicylic
acid ZHENG Jingjing, ZHAO Huijie, HU Weiwei, et al (2930)…………………………………………………………………
The difference of drought impacts on winter wheat leaf area index under different CO2 concentration
LI Xiaohan, WU Jianjun, L譈 Aifeng, et al (2936)
…………………………………
…………………………………………………………………………………
4492 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 33 卷摇
《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
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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
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《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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