全 文 ：武汉植物学研究 2007，25(1)：75—78
Jouma／of Wuhan Botan~al Research
五爪金龙对其草本伴生种部分生理指标的影响
朱 慧 ，马瑞君 ，吴双桃2，李伊娜 ，林秀曼 ，陈丹生
(1．韩山师范学院生物系，广东潮州 521041；2．韩山师范学院环境化学应用技术研究所，广东潮州 521041)
摘 要：采用电导率法和分光光度法，测定了5个不同的自然生境中入侵杂草五爪金龙(Ipo,,~ea ca~a)的4种草
本伴生植物火炭母(Polygonum chinense)、三叶鬼针草(Bidens#losa)、红花酢浆草(Oxalis corymbosa)、鸡矢藤 (Pae-
derm scandens)的相对电导率和叶绿素含量等生理指标，并设相同生境中不与五爪金龙伴生的这4种草本植物为空
白对照。结果表明：4种伴生草本植物的叶绿素含量与对照相比差异达显著或极显著水平 ；三叶鬼针草相对电导率
差异显著，另外 3种伴生植物的相对电导率变化不明显，说明五爪金龙对火炭母、红花酢浆草、鸡矢藤 3种草本伴
生植物的叶绿素含量影响显著，而对三叶鬼针草的叶绿素含量和质膜透性均有显著影响。
关键词：五爪金龙；草本伴生种；相对电导率；质膜透性；叶绿素含量
中图分类号：Q945．1 文献标识码：A 文章编号：1000．470X(2007)O1．O075．04
Efects of Ipomoea cairica on Partial Physiological
Indexes of Its Herbaceous Companion Species
ZHU Hui ，MA Rui—Jun ，WU Shuang—Tao ，LI Yi—Na ，LIN Xiu—Man ，CHEN Dan—Sheng
(1．Department ofBiology，Hanshan Normal Uni,~ ，Chaozhou，Guangdong 521041。China；2．Research Institute
ofEnviromnemal Chemistry and Technology，Hanshan Normal Unitc~tiy，Chaozhou，Guangdong 521041，China)
Abstract：Relative conducity an d chlorothyll content of the invasive weed I~ moea cairica herbaceous
companion species such／its Polygonum chinense，Bidens pilosa，Oxalis col~tmbosa an d Paederia sc口 如，
were mensurated in five diferent habitats by using the conductivity method an d photometric method ，an d
the blank comparison experiment was designed to an alyze the above species being without L cairica．，I1le
results showed that there Was significan t correlation between al compan ion species and uncompan ion
spe cies ofL cairica at0．O1 or0．05 level for chlorothyll content，change ofrelative conductivity wasn’t
distinct among three herbaceous compan ion spe cies besides B．pilosa，which suggested that reducing chlo．
rophyll content Was one of the important mechanisms that L cairica efected its herbaceous companion spe—
cies，such as Polygonum chinense，0．corymbosa and Paederia sc口n ，otherwise，the efect mechanisms
0f cairica included reducing chlorothyll content and increasing membranous permeability to B．pilosa．
Key words：／Vomoea cairica；Herbaceous companion species；Relative conducity；Membranous pe rm ea—
bility；Chlorothyll content
我国幅员辽阔，跨越 50个纬度和5个气候带，
生态系统复杂多样，边境线和海岸线较长，来自世界
各地的大多数外来物种都有可能找到合适的栖息
地，因此，中国成为全球生物人侵最严重的地区之
一
⋯
。 外来植物之所以能成功人侵新的生境，除了
具备一些基本的生物生态学特征外，还应具备一些
特有的入侵机制。其中，在与新生境植物种间相互
作用中，外来植物通过释放特定的化学物质而影响
当地植物种的萌发和生长发育是其重要入侵机制之
一
。 其主要的作用机理有：影响细胞膜透性及植物
对养分的吸收；影响细胞分裂增殖；影响植物光合作
用，表现为叶绿素含量降低；影响酶活力及蛋白质的
合成等 J。生物人侵(biological invasion)已经对农
林业生产和自然生态系统造成严重的威胁和破坏。
五爪金龙(／Vomoea cairica)，属旋花科(Convol—
vulaceae)番薯属，多年生草质藤本 J，原产北美。20
世纪 70年代各地庭院有栽培观赏，后逸为野生，目
前是南方广大地区主要的人侵杂草，其危害不亚于
有“植物杀手”之称的微甘菊(Mikania murantha)。
通过野外调查，表明五爪金龙常在路旁、林缘、茶园、
河岸、滩涂、垃圾场等生境形成单优群落，通过缠绕、
覆盖等方式影响其他植物的生长发育，直接导致了
收稿日期：2006-06-26，修回日期：2006-08．17。
基金项目：广东省科技厅计划项目(2005B33302002)资助；韩山师范学院青年科学基金项目(2005)资助。
作者简介：朱慧(1976一)，男，湖北恩施人，硕士，讲师，主要从事植物生态的教学和科研工作。
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76 武 汉 植 物 学 研 究 第25卷
农林业的减产、生物多样性的丧失及 自然生态系统
稳定性的减弱。因此，加强对外来人侵植物五爪金
龙的研究至关重要且迫在眉睫。迄今为止，对人侵
植物五爪金龙的研究仅见于五爪金龙对几种农作物
种子萌发有关的化感作用【4 J、五爪金龙的光合特
性[5】等少量研究报道。为了了解五爪金龙对其伴
生植物生长发育的影响机制，本实验选择了潮州市
近郊5个不同自然生境为研究地点，以5个生境中
共有的火炭母 (Polygonum chinense)、三叶鬼针草
(Bidenspilosa)、红花酢浆草(Oxal~~o,ymbo,a)及鸡
矢藤(Paeder／a scanderts)等4种五爪金龙草本伴生
种为研究对象，采用电导率法和分光光度法，分别测
定这4个草本伴生种的相对电导率、叶绿素含量，并
以同生境中未被五爪金龙缠绕的同种植物作为对
照，研究了五爪金龙对其伴生草本植物的质膜透性
和叶绿素含量等生理指标的影响，以期从质膜透性
和叶绿素含量等生理指标变化方面探讨五爪金龙对
其伴生草本植物的影响机理，为全面了解五爪金龙
的入侵机制奠定基础。
1 材料与方法
1．1 研究地概况
研究地点潮 州位 于广 东省东部，介 于北纬
23。26 一24。14 ，东经116。22 一117。11 之间，濒临南
海，属海洋性季风气候，日照充足，雨量充沛，夏长冬
短，气候温和。年平均气温21．4℃，极端最高气温
39．6℃，极 端 最低气 温-0．5℃，年均 降水 量
1685．8 I姗 。
在野外调查的基础上，选择神奇果园、红山森林
公园、东湖、慧如公园、社光村口5个不同的自然生
境作为采样地点(表 1一表3中分别以编号 1、2、3、
4、5表示)，具体见表 1。
1．2 实验材料
选择上述5个生境中被五爪金龙( e口cai一
)缠绕的植物(处理组)以及同生境中单独生长
的同种植物(对照组)火炭母(Polygonum chinense)、
三叶鬼针草 (Bidens pilosa)、红花酢浆草 (Oxal~
corymbosa)、鸡矢藤(Paederia scandens)的健康、新鲜
叶片为实验材料。选取上述4种植物无病虫害的同
一 叶位的功能叶，裹人潮湿的纱布中，装在黑色的袋
子里，快速带回实验室，用干净的湿纱布擦净叶片表
面的污物，立即进行质膜透性和叶绿素含量等生理
指标的测定。
1．3 测定方法
相对电导率的测定 避开大叶脉和叶沿，将叶
片切成 1 cm长段，称取 1 g样品，装入小烧杯。用
塑料网将材料压在烧杯底部，加入 10 mL双蒸水。
将其放人DZF-6050型真空干燥箱中，用真空泵抽气
20 min后，静置 20 min，再将各烧杯充分摇匀，用
DDS-312型电导率仪测其初电导值(s )。测毕，取
出塑料网，用保鲜膜封紧烧杯口，并用针打-4x~L，
置于沸水浴中 15 min以杀死植物组织。取出烧杯
后用冷水冷却至室温，充分摇匀 ，测其终 电导值
(s2)。每组实验设5个重复，并测量实验用蒸馏水
电导率(s0)，质膜透性用相对电导率( ) 表示：
L=(Sl—s0)×(s2一S )一 ×100％ 。
叶绿素含量的测定 称取0．1 g叶片样品，用
10 mL 80％丙酮溶液浸提叶绿素，时间为24 h。用
UV-2800型紫外可见分光光度计分别测定浸提液及
80％丙酮溶液663 nm、645 nm处的光密度值，根据
光密度值计算出叶绿素含量 】。将测得的实验数
据，用 SPSS 11．0等统计软件进行独立样本 t检验，
将其差异显著程度作为衡量五爪金龙对其草本伴生
种生理影响的指标。
表 1 采样地环境特征
Table 1 Environment characteristic of sample plot
样地编号 地名 地形
Hot No． Place nLflo Terrain
光照条件 5 m 覆盖率(％) 土壤水分状况 五爪金龙长势
Su~ight Coverage Water Growth
(3OI1山Uon ratio Condition status
神奇果园
Shenqi Garden
红山公园
Red Mountain
东湖
East Lake
慧如公园
Huiru Park
社光村口
Sheguang viU日ge
湖边开阔地
Open place in lakeside
天然林缘
Crude forestside
房前开阔地
Open placefront house
山谷池边
Pondsidein hollow
路边撂荒地
Badlandsin roadside
全 13光照
Ful sunlight
遮阴50％
Half sunlight
全13光照
Ful sunlight
遮阴5o％
Half sunlight
全日光照
ndl sunlight
lo0
80
lo0
8O
lo0
湿
Wet
潮
Damp
湿
Wet
湿
Wet
潮
Damp
很好
Very good
一 般
Commonly sood
较好
Faifly g0-od
一 般
Commonly good
很好
Very good
l 2 3 4 5
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第 1期 朱 慧等：五爪金龙对其草本伴生种部分生理指标的影响
2 结果与分析
2．1 五爪金龙对其草本伴生种的质膜透性的影响
在 5个不同的生境中，将五爪金龙伴生的4种
草本植物和对照组比较质膜透性的变化(表2)。其
中火炭母、三叶鬼针草 2种植物的质膜透性均比正
常生长的植株有所下降，但三叶鬼针草的下降幅度
更为明显；而红花酢浆草和鸡矢藤的质膜透性略有
下降或与正常生长的植株基本持平，在不同的生境
中，其质膜透性的变化幅度也是不同的。t检验结
果表明，在 5个生境中，五爪金龙对红花酢浆草、鸡
矢藤及火炭母这3种伴生植物的质膜透性的影响均
没有达到显著性水平 (p>0．05)；而对于三叶鬼针
草来说，在生境 1、3、5中，五爪金龙对其质膜透性的
影响达到了极显著水平，而在生境 2、4几乎没有
影响。
2．2 五爪金龙对其草本伴生种叶绿素含量的影响
植物体内叶绿素始终处于一个合成和降解的动
态之中，其生物合成同样受到环境条件的影响，如光
照、温度及矿质元素等。五爪金龙对火炭母和三叶
鬼针草的叶绿素 a含量的影响均达到了极显著水
平，尤其是对火炭母的影响达到极显著水平(p<
0．01)；而对于红花酢浆草和鸡矢藤而言，除了在五
爪金龙长势一般的生境2、4中存在显著水平的差异
外，其他均达到极显著水平。总体来说，草本伴生植
物的叶绿素 a含量受到了五爪金龙的显著或者极显
著水平的影响，其生物合成受到抑制(表3)。从表
3可以看出，4种草本伴生植物的叶绿素 b含量的变
化差异有达到极显著水平的，如所有生境中的火炭
母，生境 1、5中的三叶鬼针草，生境 4、5中的红花酢
浆草及生境2中的鸡矢藤等；有达到显著水平的，如
生境3中的三叶鬼针草和鸡矢藤等；其他的表现为
差异不显著。对照上述叶绿素 a的含量变化，五爪
金龙对 4种草本伴生植物的叶绿素 a含量的影响总
体上不如对叶绿素b含量的影响明显；叶绿素a和
叶绿素 b除了化学组成、主要吸收光带存在区别外 ，
表 2 五爪金龙对 4种草本伴生植物质膜透性影响的显著性比较
Table 2 Significant comparison of efects 0flpomo~ calrica on membra／lOUfl permeability
· P<0．01。 P<0．05．The 8m e below
表 3 五爪金龙对4种草本伴生植物叶绿素含量影响的显著性比较
Table 3 Signifcant comparison of efects ofI．ca／r／ca on chlorophyll content 0f it’s herbaceous companion species
注：C．，叶绿素 a含量 ；Cb，叶绿素b含量 ；C。，叶绿素总含量；s，样本标准差。
Notes：C．，Chlorophyll a content；Cb，Chlorophyl b content；Ct，Chlorophyl total content；s
，
Standard diviation．
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78 武 汉 植 物 学 研 究 第 25卷
其在植物叶片中的含量比例(叶绿素 a／叶绿素 b)
也是不一样的，一般是叶绿素 a的含量远远高于叶
绿素 b，在 5个不同的生境中，火炭母 的比值是
2．9～3．9，三叶鬼针草的比值是 2．8～3．7，红花酢
浆草的比值是 2．6～4．4，鸡矢藤的比值是 2．6～
3．2，即叶绿素 a的含量约为叶绿素 b含量的 3倍。
叶绿素 a与叶绿素 b之和为叶绿素总含量，经统计
分析，五爪金龙对 4种草本伴生种叶绿素总含量的
影响都达到了显著或极显著水平。
3 讨论
分析生境地情况可以得知：在生境 1、3、5中，五
爪金龙总体长势茂盛，竞争力强，所以对伴生植物三
叶鬼针草质膜透性影响明显 ，而生境 2、4中的五爪
金龙自身长势不良，生存竞争能力较弱，所以对群落
内的伴生种的影响相应较小。植物细胞的质膜是细
胞内最复杂最庞大的一种膜系统，一切细胞间的内
外物质交换与信息传递都必须通过质膜起作用，因
此细胞膜是植物细胞和外界环境进行物质交换和信
息交流的界面和屏障，它的成分和结构的稳定性是
细胞进行正常生理作用的基础。
植物细胞受到逆境作用之后 ，由于质膜的功能
受损或结构破坏，而使其透性增大，细胞内的电介质
不同程度地外渗，从而引起组织外渗液的相对电导
率发生变化 J。因此，植物组织外渗液电导率的变
化可反映人侵植物对周围植物细胞质膜的影响程
度。本实验中4种草本伴生植物，只有三叶鬼针草
的质膜透性变化明显，推测五爪金龙可能通过影响
其质膜系统从而抑制其生长，而对其他三种草本伴
生植物的质膜系统则基本上没有影响。
叶绿素作为光合色素中重要的色素分子 ，参与
光合作用中光能的吸收、传递和转化，在光合作用中
占有重要地位。叶片叶绿素含量高低是反映其光合
能力的重要指标之一，植物光合能力的大小决定着
物质积累能力的高低，在一定程度上也决定着植物
生长的快慢，植物生长的快慢是其在群落中取得生
存的重要条件。4种草本伴生植物的叶绿素含量显
著下降，说明其在群落中的生长及竞争能力被明显
削弱。另外五爪金龙是缠绕藤本 ，其茎柔软，伸长生
长十分迅速，攀爬缠绕能力强，其伴生植物多在其缠
绕和覆盖之下 ，根部与伴生植物竞争水分和营养物
质，而叶片与伴生植物竞争光照，使伴生植物得不到
充足的光照以进行光合作用，从而影响其光合能力，
进而影响其植株储存足够的能量供机体生长及繁
殖，使其生长速率慢、生产力低、蔓延性弱，直至慢慢
消灭伴生种，形成单优种群。有研究表明，许多化感
物质可以引起植物叶片中叶绿素含量降低 ．9 ，如
黄花蒿(Artemisia annua)水浸提液使小麦(Blumeria
graminis)叶绿素含量有较明显降低l1。。，当香草醛的
浓度达到 10 mg·g 时使杉木(Cunninghamia lan—
ceolata)叶绿素总量下降到对照的 80％L】¨，人侵植
物三裂叶蟛蜞菊(Wedelia trilobata)叶水提液使花生
叶片叶绿素含量降低31．95％l1 等，三叶鬼针草、微
甘菊等菊科人侵植物都有较强的化感作用，通过分
泌化感物质抑制群落中其他植物的生长，所以自然
状态下常形成单优势种群落，这可以部分解释菊科
植物在自然界分布广泛的原因 3，¨J。本研究 中五
爪金龙草本伴生植物质膜透性和叶绿素含量的显著
变化是否是 由于五爪金龙分泌的化感物质而引起
的，即五爪金龙是否是通过化感作用降低了其草本
伴生植物的叶绿素总含量，还有待于用生测的方法
进一步证实。
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