全 文 ：
摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 (SHENGTAI XUEBAO)
摇 摇 第 31 卷 第 9 期摇 摇 2011 年 5 月摇 (半月刊)
目摇 摇 次
EAM会议专刊述评———气候变化下旱区农业生态系统的可持续性
李凤民, Kadambot H. M Siddique, Neil C Turner,等 ( 玉 )
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第二届生态系统评估与管理(EAM)国际会议综述 李朴芳,赵旭喆,程正国, 等 (2349)………………………
应对全球气候变化的干旱农业生态系统研究———第二届 EAM国际会议青年学者论坛综述
赵旭喆,李朴芳,Kadambot H. M Siddique,等 (2356)
…………………
…………………………………………………………
微集雨模式与降雨变律对燕麦大田水生态过程的影响 强生才,张恒嘉,莫摇 非,等 (2365)……………………
黑河中游春小麦需水量空间分布 王摇 瑶,赵传燕,田风霞,等 (2374)……………………………………………
祁连山区青海云杉林蒸腾耗水估算 田风霞,赵传燕,冯兆东 (2383)……………………………………………
甘肃小陇山不同针叶林凋落物量、养分储量及持水特性 常雅军,陈摇 琦,曹摇 靖,等 (2392)…………………
灌水频率对河西走廊绿洲菊芋生活史对策及产量形成的影响 张恒嘉,黄高宝,杨摇 斌 (2401)………………
玛纳斯河流域水资源可持续利用评价方法 杨摇 广,何新林,李俊峰,等 (2407)…………………………………
西北旱寒区地理、地形因素与降雨量及平均温度的相关性———以甘肃省为例
杨摇 森,孙国钧,何文莹,等 (2414)
…………………………………
……………………………………………………………………………
黑河河岸植被与环境因子间的相互作用 许莎莎,孙国钧,刘慧明,等 (2421)……………………………………
干旱胁迫对高山柳和沙棘幼苗光合生理特征的影响 蔡海霞,吴福忠,杨万勤 (2430)…………………………
树锦鸡儿、柠条锦鸡儿、小叶锦鸡儿和鹰嘴豆干旱适应能力比较 方向文,李凤民,张海娜,等 (2437)…………
胡杨异形叶叶绿素荧光特性对高温的响应 王海珍,韩摇 路,徐雅丽,等 (2444)…………………………………
柠条平茬处理后不同组织游离氨基酸含量 张海娜,方向文,蒋志荣,等 (2454)…………………………………
玛河流域扇缘带盐穗木土壤速效养分的“肥岛冶特征 涂锦娜,熊友才,张摇 霞,等 (2461)……………………
摩西球囊霉对三叶鬼针草保护酶活性的影响 宋会兴,钟章成,杨万勤,等 (2471)………………………………
燕麦属不同倍性种质资源抗旱性状评价及筛选 彭远英,颜红海,郭来春,等 (2478)……………………………
光周期对燕麦生育时期和穗分化的影响 赵宝平,张摇 娜,任长忠,等 (2492)……………………………………
水肥条件对新老两个春小麦品种竞争能力和产量关系的影响 杜京旗,魏盼盼,袁自强,等 (2501)……………
猪场沼液对蔬菜病原菌的抑制作用 尚摇 斌,陈永杏,陶秀萍,等 (2509)…………………………………………
不同夏季填闲作物种植对设施菜地土壤无机氮残留和淋洗的影响 王芝义, 郭瑞英,李凤民 (2516)…………
不同群体结构夏玉米灌浆期光合特征和产量变化 卫摇 丽,熊友才,Baoluo Ma,等 (2524)……………………
脱硫废弃物对碱胁迫下油葵幼叶细胞钙分布及 Ca2+ 鄄ATPase活性的影响
毛桂莲,许摇 兴,郑国琦,等 (2532)
………………………………………
……………………………………………………………………………
过去 30a玛纳斯河流域生态安全格局与农业生产力演变 王月健, 徐海量, 王摇 成,等 (2539)………………
基于 RS和转移矩阵的泾河流域生态承载力时空动态评价 岳东霞,杜摇 军, 刘俊艳, 等 (2550)……………
毛乌素沙地农牧生态系统能值分析与耦合关系 胡兵辉, 廖允成 (2559)………………………………………
民勤绿洲农田生态系统服务价值变化及其影响因子的回归分析 岳东霞,杜摇 军,巩摇 杰,等 (2567)…………
青岛市城市绿地生态系统的环境净化服务价值 张绪良,徐宗军,张朝晖,等 (2576)…………………………
基于 3S技术的祖厉河流域农村人均纯收入空间相关性分析 许宝泉,施为群 (2585)…………………………
专论与综述
全球变化下植物物候研究的关键问题 莫摇 非,赵摇 鸿,王建永,等 (2593)………………………………………
区域气候变化统计降尺度研究进展 朱宏伟,杨摇 森,赵旭喆,等 (2602)…………………………………………
干旱胁迫下植物根源化学信号研究进展 李冀南,李朴芳,孔海燕,等 (2610)……………………………………
山黧豆毒素 ODAP的生物合成及与抗逆性关系研究进展 张大伟,邢更妹,熊友才,等 (2621)…………………
旱地小麦理想株型研究进展 李朴芳,程正国,赵摇 鸿,等 (2631)…………………………………………………
小麦干旱诱导蛋白及相关基因研究进展 张小丰,孔海燕,李朴芳,等 (2641)……………………………………
期刊基本参数:CN 11鄄2031 / Q*1981*m*16*306*zh*P* ￥ 70郾 00*1510*35*
室室室室室室室室室室室室室室
2011鄄05
封面图说: 覆膜鄄垄作燕麦种植———反映了雨水高效利用和农田水生态过程的优化(详见强生才 P2365)。
彩图提供: 兰州大学干旱与草地生态教育部重点实验室莫非摇 E鄄mail:mofei371@ 163. com
生 态 学 报 2011,31(9):2471—2477
Acta Ecologica Sinica
http: / / www. ecologica. cn
基金项目:国家自然科学基金资助项目(30670334); 国家科技部“十一五冶科技支撑计划项目(2008BADA9B00鄄08)
收稿日期:2010鄄10鄄17; 摇 摇 修订日期:2010鄄12鄄27
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: cqb@ sicau. edu. cn
摩西球囊霉对三叶鬼针草保护酶活性的影响
宋会兴1,2,钟章成2,杨万勤3,陈其兵1,*
(1. 四川农业大学 风景园林学院, 四川 成都摇 611130; 2. 西南大学 生命科学学院,重庆 北碚 摇 400715;
3. 四川农业大学 林学院,四川 雅安摇 625014)
摘要:旱地农田入侵杂草三叶鬼针草(Bidens pilosa L. )与摩西球囊霉(Glomus mosseae)(AM真菌)经常形成长效的共生体,该霉
菌对三叶鬼针草的入侵能力起到促进作用,但机理并不清楚。 盆栽试验对正常浇水、中度干旱和重度干旱条件下接种 AM真菌
的三叶鬼针草植株与未接种植株之间叶片丙二醛(MDA)含量及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸氧化酶
(ASP)和过氧化物酶(POD)等保护酶活性进行了比较研究。 结果表明,干旱胁迫导致三叶鬼针草叶片内 MDA含量升高,SOD、
CAT、ASP和 POD的活性升高;正常浇水条件下,接种 G. mosseae 对 MDA含量,SOD、ASP和 CAT活性影响不显著;中度干旱条
件下,接种没有显著影响 ASP活性,但对 SOD和 CAT活性影响显著;在处理前期(7,14,21d)POD活性影响不显著,在处理后期
(28,35d)接种植株显著低于未接种植株;重度干旱条件下,未接种植株 MDA含量、CAT活性显著高于接种植株,POD活性差异
不显著。 ASP活性在 21d前差异不显著,之后,未接种植株显著高于接种植株。 因此,AM真菌 G. mosseae 有效地降低了干旱胁
迫对三叶鬼针草的伤害程度,随着土壤含水量的严重亏缺和胁迫时间的延长,摩西球囊霉对三叶鬼针草的保护作用逐渐减弱。
由于三叶鬼针草和 AM真菌之间普遍存在着共生关系,该共生关系可能是三叶鬼针草入侵能力强的关键生物因子之一。
关键词:干旱胁迫;摩西球囊霉;三叶鬼针草;保护酶;入侵能力
Analysis of the activities of protective enzymes in Bidens pilosa L. inoculated with
Glomus mosseae under drought stress
SONG Huixing1, 2, ZHONG Zhangcheng2, YANG Wanqin3, CHEN Qibing1,*
1 School of Landscape Architecture, Sichuan Agricultural University, Chengdu 611130, Sichuan Province, China
2 School of Life Science, Southwest University, Chongqing 400715, China
3 School of Forestry, Sichuan Agricultural University, Ya忆an 625014, Sichuan Province, China
Abstract: Biological invasion not only led to the loss of species biodiversity and the destruction of ecological balance but
also resulted in the significant economic losses. Biden (Bidens pilosa L. ), originating from south America, is recorded as a
tenacious annual weed in many countries and has been spread into the most tropical and subtropical areas of China. Previous
studies have shown that Glomus mosseae (one of AM fungi) can form a long鄄lasting symbiosis with biden. Under drought
stress, this AM fungus greatly increased stomatal conductance and carboxylation efficiency, which improved plant growth
and productivity. The objective of this study was to clarify the drought resistance ability of biden under a symbiotic
relationship with AM fungus and gave support to the invasive mechanism of biden. The experiment was carried out at the
ecological farm located at Southwest University, Chongqing and included three treatments including well鄄watered ( as
control), moderate drought stress, and severe drought stress companied with AM fungus inoculation. The lipid peroxidation
and antioxidant system from the AM and non鄄AM seedlings were analyzed under the controlled drought stress conditions.
Our results showed that drought stress led to the accumulation of reactive oxygen species, subsequently resulted in the rise
of MDA content and the significant increase of the antioxidative enzymes (SOD, CAT, ASP and POD) activities. The MDA
content within leaf was significantly higher in the moderate and severe drought stress treatments than that in well鄄watered
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(control) after seven days treatment both in the AM and non鄄AM plants. Only under severe stress, the MDA content was
significantly higher in non鄄AM seedlings than that in AM seedlings after 14 days drought stress treatment. The antioxidant
enzymes (SOD, CAT, ASP and POD) activities were also significantly higher in the moderate and severe drought stress
treatments than those in control after seven days treatments or during the whole experimental period, and the difference
increased dramatically with the aggravation of drought stress both in the non鄄AM and AM seedlings. Under the control
condition, there was no significantly difference on the activities of antioxidant enzymes (SOD, ASP and CAT) between the
non鄄AM and AM plants, while the POD activity was dramatically lower in AM seedlings than that in non鄄AM seedlings after
21 days drought treatment. Under the moderate drought stress, the activities of CAT and SOD in non鄄AM plants were
significantly higher than those in AM plants within the whole experimental period, while the increased activity of POD in
non鄄AM plants was only observed 28 days after drought stress treatment. Under the severe stress treatment, the AM
inoculation only led to the decrease of ASP and CAT activity, and did not affect the activity of SOD and POD. The ASP
activity was greatly higher in non鄄AM plants than that in AM plants 28 days after drought treatment. While the increased
CAT activity during the whole treatment time. Our results indicated that this AM fungus greatly decreased the damage of
plant cell membrane through adjusting the antioxidant system and reactive oxygen species, thus it accelerated B. pilosa
growth and improved plant vigor under the drought stress. These results suggested that the prevalent symbiotic relationship
between B. pilosa and the AM fungus was presumably one of the key biological factors affecting the tenacious invasive
ability of B. pilosa weeds.
Key Words: drought stress; Glomus mosseae; Bidens pilosa L. ; protective enzymes; invasive ability
生物多样性是人类赖以生存和发展的物质基础。 然而,生物多样性目前受到了严重威胁,其中外来物种
入侵已经成为生物多样性丧失的重要原因之一[1]。 通常认为,影响生境可侵入性的原因主要有 5 个方面:进
化历史、群落结构、繁殖体压力、干扰以及胁迫,且这些因素往往相互交织、共同作用的,其中以群落结构,包括
群落物种组成、物种多样性等方面对入侵影响较大[2]。 由于可控实验能力的限制,有关生境与生物入侵机制
的实验性研究尚不多见。
丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AM真菌)是一类土壤中广泛存在的共生真菌,它与宿主植物
营养根系形成共生体,进而调节土壤资源的有效性、促进宿主植物获取营养等[3]。 生理生态学的研究表明,
丛枝菌根能够改变植物组织水分状态进而影响宿主植物的抗逆性[4]。 因此,土壤中 AM真菌可能会改变地上
植物群落物种间的竞争关系[5鄄6]。 它对外来种与土著物种之间竞争关系的影响尤为引人注意[7]。
三叶鬼针草(Bidens pilosa L. ),又称鬼针草,由于其强烈的入侵性,目前已广泛分布于我国华东、华中、华
南、中南、西南以及河北兴隆县(雾灵山) [8]。 已有研究发现 AM 真菌能够侵染三叶鬼针草,并能够改善干旱
胁迫条件下三叶鬼针草气孔导度和羧化效率,从而减弱水分亏缺对三叶鬼针草的伤害[9鄄11]。 水分亏缺是生境
易受外来物种入侵的重要因素之一[12]。 水分亏缺造成植物体内的氧化胁迫,引发膜质过氧化作用,造成膜系
统破坏。 因此,水分胁迫条件下的膜质过氧化反应和保护酶系统的变化是植物对水分胁迫反应机理研究的重
要内容。 本研究的目的即通过模拟干旱胁迫处理,测定 AM 真菌对外来物种三叶鬼针草保护酶活性等的变
化,探讨 AM真菌对三叶鬼针草抗旱性的影响,为进一步研究三叶鬼针草入侵的机理奠定理论基础。
1摇 材料与方法
1. 1摇 试验材料
三叶鬼针草(Bidens pilosa L. )种子采自重庆市北碚近郊鸡公山。 取籽粒饱满的种子,在 10%的双氧水中
表面消毒 20min,无菌水冲洗 5 次后播种于无菌土中,待幼苗长出 3 对真叶后选取生长整齐、高矮一致的实生
苗进行移栽。 培养基质为黑色石灰土,理化性质为 pH 值 6. 77,全氮 1. 337g / kg,有效磷 2. 095mg / kg,有效钾
133. 08mg / kg,田间持水量 18. 7% ,土壤有机质含量为 3. 02% 。 试验用土在高压灭菌锅压力 0. 14 MPa,124—
2742 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
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126 益连续灭菌 1. 5h备用。
试验用盆为塑料盆,规格为上口内径 27cm,盆底内径 24cm,高度 26cm。 每盆装培养基质 3. 540Kg,另施
加尿素 2g,以避免土壤贫瘠对三叶鬼针草水分状态的干扰。 供试 AM 真菌为摩西球囊霉(Glomus mosseae)
(中国丛枝菌根种质资源库编号:BGC XJ01,约 300 个孢子 / 20g),由北京市农林科学院植物营养与资源研究
所提供。
1. 2摇 试验设计与处理
根据 Hsiao的方法选择 3 个水分梯度[13],即土壤含水量控制在田间持水量的 80%—90%作为对照,正常
浇水(记作 A);中度干旱胁迫(记作 B)土壤含水量为田间持水量的 65%—75% ;重度干旱胁迫(记作 C)土壤
含水量为田间持水量的 35%—45% 。 每一水分梯度设不接种(T0)和接种(T1)处理,每个处理 5 盆重复,共
150 盆,每盆栽植三叶鬼针草实生苗 3 株。 接种处理的植株按照 20g 菌土 /盆的剂量进行,菌土在移栽时均匀
撒在实生苗根系周围。 考虑到干旱可能对 AM真菌孢子萌发的抑制作用,故水分处理试验在接种 G. mosseae
10d后开始水分处理。 通过称重法控制土壤含水量,每天计算失水量并补充,使土壤含水量控制在试验条件
下。 试验在西南大学生态学园地完成,生态学园地海拔高度为 249m。
水分处理开始后每隔 7d 10: 00 定时采样,选取植株倒数第 2 至第 3 对真叶进行生理指标测定。 每次测
定设 3 个重复,每项测定重复 3 次,数据为各处理的平均值。 并运用 SPSS 11. 5 进行有关的统计分析。
1. 3摇 酶活性等参数的测定
丙二醛(MDA)含量的测定按林植芳等[14]的方法;过氧化物酶(POD)活性测定参照 Chance 和 Maehly[15]
的方法,定义在测定条件下以 A470值在 1min 内增加 0. 01 为 1 个酶活单位 U;SOD 活性测定参照 Stewert 和
Bewley的 NBT 法[16],以单位时间内抑制光化还原 50% 的氮蓝四唑(NBT) 为 1 个酶活单位;抗坏血酸过氧化
物酶(ASP) 活性测定结合 Nakano 和 Asada[17]以及 Knorzer等[18]的方法,以单位时间内抗坏血酸减少量计算
酶活性;过氧化氢酶(CAT)活性测定参照 He[19]的方法,以单位时间内每克鲜重的吸光值的降低来表示。
丛枝菌根的侵染率依照 Phillips 和 Hayman 的方法[20]进行,以感染根段数占检查根段数的百分比为菌根
侵染率。
2摇 研究结果
在实验全部结束时,正常浇水、中度胁迫和重度胁迫条件下接种三叶鬼针草植株菌根侵染率分别为
(73郾 48依12. 47)% 、(63. 33依8. 52)% 、(60. 70依9. 89)% ,表现为随着土壤含水量的降低而降低,但差异不显著
(P>0. 05)。 未接种植株侵染率低于 5. 0% ,因此试验过程中忽略杂菌感染。
2. 1摇 接种摩西球囊霉对植株 MDA含量的影响
在水分处理 7d时,只有重度胁迫条件下未接种植株(CT0)MDA 含量显著高于正常浇水的接种处理组
AT1,其它处理组之间没有显著性差异(图 1)。 随着时间的延长,植株 MDA 含量都明显高于正常浇水植株,
并且这种差异随着水分处理时间的延长更加明显。
接种植株与未接种植株之间 MDA含量因土壤含水量的不同而不同。 正常浇水条件下,接种植株与未接
种植株之间没有显著性差异(图 1);在中度干旱条件下,未接种植株(BT0)通常具有比接种植株(BT1)更高
的丙二醛含量,但差异不显著;在重度干旱条件下,未接种植株均高于接种植株,并差异显著。
2. 2摇 接种摩西球囊霉对植株叶片 SOD活性的影响
土壤水分亏却导致三叶鬼针草叶片中 SOD活性升高,并且这种变化随着处理时间的延长而更加明显(图
2)。 在正常浇水条件下,接种植株与未接种植株之间 SOD 活性除 28d 外没有显著性差异;在中度干旱条件
下,未接种植株 SOD活性明显高于接种植株,在水分处理的 14、21、35d,差异达到显著水平;重度干旱条件下,
未接种植株在 7、21、28d 时 SOD活性高于接种植株,但差异不显著。
2. 3摇 接种摩西球囊霉对植株组织内 POD活性的影响
图 3 表明,在水分处理的初期(7d),三叶鬼针草体内 POD活性非常低,处理组之间没有显著性差异。 随
3742摇 9 期 摇 摇 摇 宋会兴摇 等:摩西球囊霉对三叶鬼针草保护酶活性的影响 摇
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着处理时间的延长,POD活性升高,表现为中度干旱 POD活性高于正常浇水组,重度干旱处理组高于中度处
理组的趋势。
aaaaa aaaaa
bbb
aa
cbcbb
a
ccbbc
a
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cb
0
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
0.12
7 14 21 28 35
丙二
醛含
量
MDA
cont
ent/ (
mmo
l/ g 鲜
重 ) AT1 AT0 BT1 BT0 CT1 CT0
.
处理时间 Treatment time/d
摇 图 1摇 土壤水分和 AM真菌接种对三叶鬼针草叶片中 MDA 含量
的影响
Fig. 1摇 Effects of AM fungi and soil moisture on MDA content of
B. pilosa L. in leaves
A为正常浇水,B 为中度干旱,C 为重度干旱; T1 为接种 AM 真
菌,T0 为未接种; 同一列中字母的差异意味着在 5%水平上差异
显著
aaaaa
a
baaa
bc
abb
cc
bcb
cc
bccbc
cc
ccc
40
80
120
160
7 14 21 28 35
SOD
活性
SOD
activ
ity/(U
/g-1 . 鲜
重. m
in-1 ) AT1 AT0 BT1 BT0 CT1 CT0.
处理时间 Treatmen time/d
摇 图 2摇 土壤水分和 AM真菌接种对三叶鬼针草叶片中超氧化物歧
化酶活性的影响
Fig. 2摇 Effects of AM fungi and soil moisture on SOD activity of
B. pilosa L. in leaves
A为正常浇水,B 为中度干旱,C 为重度干旱; T1 为接种 AM 真
菌,T0 为未接种; 同一列中字母的差异意味着在 5%水平上差异
显著
接种同样影响了三叶鬼针草叶片内 POD的活性变化。 正常浇水时,未接种植株比接种植株具有更高的
POD活性,在水分处理后期(21、28、35d),二者差异显著;在中度胁迫条件下,未接种植株在处理的 28d和 35d
时显著高于接种植株;在重度胁迫条件下,则只在处理的 35d时未接种植株显著高于接种植株。
2. 4摇 接种摩西球囊霉对植株叶片 ASP活性的影响
随着土壤含水量的降低,三叶鬼针草叶片内 ASP 活性有升高的趋势,并随处理时间的延长,趋势越来越
明显(图 4)。 在处理 7d时,只有重度胁迫条件下未接种植株叶片内 ASP活性显著高于正常浇水处理组;在处
理的 28d和 35d,干旱胁迫处理组的 ASP活性都高于正常浇水组,且差异显著。
a
aa
aa
b
bbab
a
b
bbcb
a
c
cbbc
a
d
cdcdc
a
e
dcc
a0
500
1000
1500
2000
2500
3000
7 14 21 28 35 处理时间 Treatment time/d
AT1 AT0 BT1 BT0 CT1 CT0.
POD
活性
POD
activ
ity/(u
nit/g
鲜重
)
摇 图 3摇 土壤水分和 AM真菌接种对三叶鬼针草叶片中过氧化物酶
活性的影响
Fig. 3摇 Effects of AM fungi and soil moisture on POD activity of
B. pilosa L. in leaves
A为正常浇水,B为中度干旱,C为重度干旱;T1 为接种 AM真菌,
T0 为未接种;同一列中字母的差异意味着在 5%水平上差异显著
aaaaba aaaaa
abbcbaba
bcbcbc
a
bcbcacabb c
c
d
c
0
0.02
0.04
0.06
0.08
7 14 21 28 35
处理时间 Treatment time/d
AT1 AT0 BT1 BT0 CT1 CT0.
ASP
活性
ASP
activ
ity/(u
nit/g
鲜重
)
摇 图 4摇 土壤水分和 AM 真菌接种对三叶鬼针草叶片中 ASP 活性
的影响
Fig. 4摇 Effects of AM fungi and soil moisture on ASP activity of
B. pilosa L. in leaves
A为正常浇水,B为中度干旱,C为重度干旱;T1 为接种 AM真菌,
T0 为未接种;同一列中字母的差异意味着在 5%水平上差异显著
正常浇水条件下,接种摩西球囊霉没有显著影响 ASP 活性;中度干旱条件下,未接种植株 ASP 活性高于
接种植株,但并不显著;重度胁迫条件下,未接种植株在胁迫处理的 28d和 35d,ASP活性显著高于接种植株。
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2. 5摇 接种摩西球囊霉对植株 CAT活性的影响
不同水分处理间三叶鬼针草 CAT活性在水分处理 7d 时就出现了差异,表现为重度干旱处理组、中度干
旱处理组和正常浇水处理组依次降低,并且重度胁迫处理组与正常浇水处理组差异显著(表 1)。 在处理的
14、21、28d研究的结果与 7d的结果是一致的。 在水分处理的 35d,中度胁迫处理组也显著高于正常浇水处理
组。 水分胁迫条件下,接种 AM真菌使得三叶鬼针草叶片内 CAT活性发生变化,无论在中度胁迫条件下还是
在重度胁迫条件下,未接种植株的 CAT活性显著高于接种植株。
3摇 讨论
外来物种在新栖息地环境条件下可以通过排挤土著物种而造成生物入侵。 入侵物种与土著物种之间的
竞争关系在很大程度上由所在群落的物种组成及环境条件所决定[21]。 Marler 等在研究入侵物种 Centaurea
maculosa和土著物种 Festuca idahoensis 的竞争关系时发现,AM 真菌增加了入侵物种对土著物种的负面影
响[7]。 因此,AM真菌侵染可能对外来物种的入侵能力产生了影响。
干旱胁迫是生境中常见的干扰之一,其对植物的伤害首先表现为膜脂过氧化。 丙二醛 MDA 是膜脂过氧
化作用的主要产物之一,其含量高低被认为是反映细胞膜脂过氧化作用强弱以及质膜破坏程度的重要指
标[22鄄23]。 SOD、CAT 和 POD 等酶类是细胞抵御活性氧伤害的重要保护酶系统,它们共同构成细胞内防御活性
氧毒害的保护体系[24]。 本研究中,三叶鬼针草叶片 MDA 含量随土壤含水量降低而升高,表明水分亏缺导致
细胞内部自由基积累,加剧了细胞膜脂过氧化;细胞内 SOD、POD、CAT 和 ASP 随土壤含水量降低而活性增强
是三叶鬼针草为保持体内自由基的平衡而启动的应激机制,表明三叶鬼针草物种本身具有一定耐受土壤水分
胁迫的生理适应能力。
表 1摇 土壤水分和 AM真菌接种对三叶鬼针草叶片中过氧化氢酶活性的影响
Table 1摇 Effects of AM fungi and soil moisture on CAT activity of Bidens pilosa L. in leaves
7d 14d 21d 28d 35d
AT1 0. 3807 依 0. 0811a 0. 7303 依 0. 3981a 33. 9271 依 9. 3075a 21. 4652 依 2. 5515a 46. 288 依 27. 288a
AT0 2. 9935 依 0. 8302a 1. 0450 依 0. 3452a 55. 2314 依 36. 257a 19. 6906 依 4. 2934a 22. 0339 依 25. 2a
BT1 3. 0828 依 0. 7237a 4. 3227 依 1. 3589a 62. 6094 依 52. 011a 197. 8442 依 35. 26b 174. 4519 依 88. 97b
BT0 8. 5963 依 0. 5247b 5. 4030 依 0. 9011b 177. 483 依 19. 465b 417. 256 依 178. 46c 206. 91 依 164. 355c
CT1 10. 5118 依 2. 672bc 12. 9944 依 1. 6365b 151. 932 依 28. 423b 220. 58 依 188. 83bc 236. 723 依 156. 33c
CT0 15. 3378 依 4. 6351d 32. 8061 依 12. 05c 304. 85 依 226. 725c 504. 96 依 319. 25d 373. 865 依 63. 069d
AM真菌侵染对物种适应水分胁迫的能力也产生了影响。 Ruiz鄄Lozano 等发现,干旱胁迫条件下接种 AM
真菌的莴苣幼苗较未接种植株具有更高的 SOD活性[25];Wu 等对 Citrus tangerine 根系的研究也表明,水分胁
迫条件下接种植株较未接种植株具有更高的 SOD、CAT活性[26]。 Porcel 等[27]与 Ruiz鄄Lozano 等[28]认为,丛枝
菌根通过提高保护酶活性减少活性氧自由基从而降低干旱胁迫对宿主植物的伤害。 在本研究中,同等胁迫条
件下接种植株保护酶活性通常低于未接种植株,尤其在干旱胁迫处理的后期更为明显。 Alguacil 等[29]也发
现,干旱胁迫使得 Juniperus oxycedrus 植株 SOD与 POD活性升高,未接种植株的升高的比例高于接种植株,并
认为接种植株具有更高的抗旱性。 丛枝菌根的外延菌丝数量远远超过根毛,能够吸收到非菌根植株根系不能
吸收到的水分,减弱了土壤水分亏缺对宿主植物的伤害,这是接种植株较未接种植株保护酶活性更低的原因。
同时,不同的保护酶对外界环境的刺激反应亦不一致。 阎秀峰等对红松幼苗的研究发现,SOD与 CAT活
性在土壤自然干旱处理的 4d内持续升高,POD活性则是在前 2d 提高,随后下降,ASP活性则是持续下降;使
用 PEG处理造成的干旱使得红松体内酶活性变化则与此不同[23]。 在本研究中,SOD和 CAT活性在试验初期
变化就非常明显,而 POD初始并无显著性变化;随着处理时间的延长,SOD 与 POD 随处理时间的延长而升
高,CAT活性在 28d达到峰值;ASP活性在整个试验期间变化不大。 有关保护酶系统与植物耐旱关系的研究
已有许多报道, 结果都不尽相同。 这可能与不同植物的抗旱能力不同, 体内保护酶系统的活力及钙离子等
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营养元素的含量、分布和抗氧化物质含量等因子的不同都有关系[30]。
不同的保护酶活性对 AM真菌接种的响应也不完全相同。 例如,在正常浇水条件下,接种植株与未接种
植株在保护酶活性上通常没有显著性差异,但在处理 28、35d时,未接种植株却有着显著高于接种植株的 POD
活性。 在中度胁迫条件下,ASP活性接种植株与未接种植株差异不显著;在重度胁迫条件下 AM 真菌接种没
有对 SOD 活性产生显著性差异。 由于 AM 真菌接种对宿主保护酶活性的影响研究相对较少,并且植物体内
保护细胞免遭氧化伤害的是一个复杂的防御体系,因此 AM真菌接种对宿主抗氧化作用体系的影响机制尚需
要进一步的研究。 尽管其机理尚未十分明确,但本研究已表明 AM真菌接种后有效地降低了干旱胁迫对三叶
鬼针草的伤害程度,因此 AM真菌侵染可能对外来物种的入侵能力产生影响,这可能是旱地农田入侵杂草三
叶鬼针草强入侵能力的原因之一。
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7742摇 9 期 摇 摇 摇 宋会兴摇 等:摩西球囊霉对三叶鬼针草保护酶活性的影响 摇
ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 31,No. 9 May,2011(Semimonthly)
CONTENTS
Guest Editorial from EAM Workshop———Sustainability of agricultural ecosystems in arid regions in response to climate change
LI Fengmin, Kadambot H. M Siddique, Neil C Turner, et al ( 玉 )
……
………………………………………………………………
Overview on the 2nd international workshop on ecosystem assessment and management (EAM)
LI Pufang, ZHAO Xuzhe,CHENG Zhengguo, et al (2349)
…………………………………………
…………………………………………………………………………
Arid agricultural ecology in response to global change: Overview on Young Scholar Forum of the 2nd International Workshop on
EAM ZHAO Xuzhe, LI Pufang, Kadambot H. M Siddique, et al (2356)…………………………………………………………
The effects of micro鄄rainwater harvesting pattern and rainfall variability onwater ecological stoichiometry in oat (Avena sativa L. )
field QIANG Shengcai, ZHANG Hengjia, MO Fei, et al (2365)…………………………………………………………………
Spatial variation of water requirement for spring wheat in the middle reaches of Heihe River basin
WANG Yao, ZHAO Chuanyan, TIAN Fengxia, et al (2374)
……………………………………
………………………………………………………………………
Model鄄based estimation of the canopy transpiration of Qinghai spruce (Picea crassifolia) forest in the Qilian Mountains
TIAN Fengxia, ZHAO Chuanyan, FENG Zhaodong (2383)
……………
…………………………………………………………………………
Litter amount and its nutrient storage and water holding characteristics under different coniferous forest types in Xiaolong Mountain,
Gansu Province CHANG Yajun,CHEN Qi,CAO Jing,et al (2392)………………………………………………………………
Effect of irrigationfrequency on life history strategy and yield formation in Jerusalem artichoke(Helianthus tuberosus. L) in oasis
of Hexi Corridor ZHANG Hengjia, HUANG Gaobao, YANG Bin (2401)…………………………………………………………
The evaluation method of water resources sustainable utilization in Manas River Basin
YANG Guang, HE Xinlin, LI Junfeng, et al (2407)
…………………………………………………
………………………………………………………………………………
Correlation of topographic factors with precipitation and surface temperature in arid and cold region of Northwest China: a case
study in Gansu Province YANG Sen, SUN Guojun, HE Wenying, et al (2414)…………………………………………………
The relationship between riparian vegetation and environmental factors in Heihe River Basin
XU Shasha, SUN Guojun, LIU Huiming, et al (2421)
…………………………………………
……………………………………………………………………………
Effects of drought stress on the photosynthesis of Salix paraqplesia and Hippophae rhamnoides seedlings
CAI Haixia, WU Fuzhong, YANG Wanqin (2430)
………………………………
…………………………………………………………………………………
The comparation of drought resistance between Caragana species (Caragana arborescens, C. korshinskii, C. microphylla) and two
chickpea (Cicer arietinum L. ) cultivars FANG Xiangwen,LI Fengmin, ZHANG Haina, et al (2437)……………………………
Response of chlorophyll fluorescence characteristics of Populus euphratica heteromorphic Leaves to high temperature
WANG Haizhen, HAN Lu, XU Yali,et al (2444)
…………………
…………………………………………………………………………………
Free amino acid content in different tissues of Caragana korshinskii following all shoot removal
ZHANG Haina, FANG Xiangwen, JIANG Zhirong, et al (2454)
………………………………………
…………………………………………………………………
“Fertile Island冶 features of soil available nutrients around Halostachys caspica shrub in the alluvial fan area of Manas River watershed
TU Jinna, XIONG Youcai, ZHANG Xia, et al (2461)
……
……………………………………………………………………………
Analysis of the activities of protective enzymes in Bidens pilosa L. inoculated with Glomus mosseae under drought stress
SONG Huixing, ZHONG Zhangcheng, YANG Wanqin,et al (2471)
……………
………………………………………………………………
Evaluation and selectionon drought鄄resistance of germplasm resources of Avena species with different types of ploidy
PENG Yuanying, YAN Honghai,GUO Laichun, et al (2478)
…………………
………………………………………………………………………
Ecophysiological mechanism of photoperiod affecting phenological period and spike differentiation in oat (Avena nuda L. )
ZHAO Baoping, ZHANG Na, REN Changzhong, et al (2492)
…………
……………………………………………………………………
Effects of water and fertilization on relationship between competitive ability and seed yield of modern and old spring wheat varieties
DU Jingqi, WEI Panpan, YUAN Ziqiang, et al (2501)
………
……………………………………………………………………………
Inhibitory effect of biogas slurry from swine farm on some vegetable pathogen
SHANG Bin, CHEN Yongxing,TAO Xiuping, et al (2509)
…………………………………………………………
…………………………………………………………………………
Effects of different summer catch crops planting on soil inorganic N residue and leaching in greenhouse vegetable cropping system
WANG Zhiyi, GUO Ruiying, LI Fengmin (2516)
……
…………………………………………………………………………………
Photosyntheticcharacterization and yield of summer corn (Zea mays L. ) during grain filling stage under different planting pattern
and population densities WEI Li, XIONG Youcai, Baoluo Ma, et al (2524)……………………………………………………
Effects of desulfurization waste treatment on calcium distribution and calcium ATPase activity in oil鄄sunflower seedlings under
alkaline stress MAO Guilian, XU Xing, ZHENG Guoqi, et al (2532)……………………………………………………………
The evolution between ecological security pattern and agricultural productive force in Manas River Basin for the past 30 years
WANG Yuejian, XU Hailiang, WANG Cheng, et al (2539)
………
………………………………………………………………………
Spatio鄄temporal analysis of ecological carrying capacity in Jinghe Watershed based on Remote Sensing and Transfer Matrix
YUE Dongxia, DU Jun, LIU Junyan, et al (2550)
…………
…………………………………………………………………………………
The coupling relationship and emergy analysis of farming and grazing ecosystems in Mu Us sandland
HU Binghui, LIAO Yuncheng (2559)
…………………………………
………………………………………………………………………………………………
Dynamic analysis of farmland ecosystem service value and multiple regression analysis of the influence factors in Minqin Oasis
YUE Dongxia,DU Jun,GONG Jie,et al (2567)
………
……………………………………………………………………………………
Environment purification service value of urban green space ecosystem in Qingdao City
ZHANG Xuliang, XU Zongjun, ZHANG Zhaohui, et al (2576)
………………………………………………
……………………………………………………………………
The spatial relationship analysis of rural per capital revenue based on GIS in Zulihe River basin, Gansu Province
XU Baoquan,SHI Weiqun (2585)
……………………
……………………………………………………………………………………………………
Review and Monograph
The key issues on plant phenology under global change MO Fei, ZHAO Hong, WANG Jianyong, et al (2593)………………………
Recent advances on regional climate change by statistical downscaling methods
ZHU Hongwei, YANG Sen, ZHAO Xuzhe, et al (2602)
…………………………………………………………
……………………………………………………………………………
Current progress in eco鄄physiology of root鄄sourced chemical signal in plant under drought stress
LI Jinan, LI Pufang, KONG Haiyan, et al (2610)
………………………………………
…………………………………………………………………………………
ODAP biosynthesis: recent developments and its response to plant stress in grass pea (Lathyrus sativus L. )
ZHANG Dawei, XING Gengmei, XIONG Youcai, et al (2621)
…………………………
……………………………………………………………………
Currentprogress in plant ideotype research of dryland wheat (Triticum aestivum L. )
LI Pufang, CHENG Zhengguo, ZHAO Hong, et al (2631)
……………………………………………………
…………………………………………………………………………
Recent advances in research on drought鄄induced proteins and the related genes in wheat (Triticum aestivu L. )
ZHANG Xiaofeng, KONG Haiyan, LI Pufang, et al (2641)
………………………
………………………………………………………………………
2654 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
2009 年度生物学科总被引频次和影响因子前 10 名期刊绎
(源于 2010 年版 CSTPCD数据库)
排序
Order
期刊
Journal
总被引频次
Total citation
排序
Order
期刊
Journal
影响因子
Impact factor
1 生态学报 11764
2 应用生态学报 9430
3 植物生态学报 4384
4 西北植物学报 4177
5 生态学杂志 4048
6 植物生理学通讯 3362
7
JOURNAL OF INTEGRATIVE
PLANT BIOLOGY
3327
8 MOLECULAR PLANT 1788
9 水生生物学报 1773
10 遗传学报 1667
1 生态学报 1. 812
2 植物生态学报 1. 771
3 应用生态学报 1. 733
4 生物多样性 1. 553
5 生态学杂志 1. 396
6 西北植物学报 0. 986
7 兽类学报 0. 894
8 CELL RESEARCH 0. 873
9 植物学报 0. 841
10 植物研究 0. 809
摇 绎《生态学报》 2009 年在核心版的 1964 种科技期刊排序中总被引频次 11764 次,全国排名第 1; 影响因
子 1郾 812,全国排名第 14;第 1—9 届连续 9 年入围中国百种杰出学术期刊; 中国精品科技期刊
摇 摇 编辑部主任摇 孔红梅摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 执行编辑摇 刘天星摇 段摇 靖
摇 摇 客座编辑 Guest Editors摇 LI Fengmin摇 XIONG Youcai摇 Neil Turner摇 Kadambot Siddique
生摇 态摇 学摇 报
(SHENGTAI摇 XUEBAO)
(半月刊摇 1981 年 3 月创刊)
第 31 卷摇 第 9 期摇 (2011 年 5 月)
ACTA ECOLOGICA SINICA
摇
(Semimonthly,Started in 1981)
摇
Vol郾 31摇 No郾 9摇 2011
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