全 文 ：书广 西 植 物 Gui hai a 23 (1 )C73 - 76 2003 年 1 月
不同温度对七种外来杂草生理指标
的影响及其适应意义
郭水良1 !2 !方 芳1 !强 胜3
(1. 浙江师范大学生命与环境科学学院 浙江金华 321004 ;2. 上海师范大学生命与环境科学学院
上海 200062 ;3. 南京农业大学杂草研究室 南京 210095 )
摘 要C加拿大一枝黄花(SOli dagO canadensis )~小飞蓬(COnSza canadensis )~野塘蒿(COnSza bOnarinsis )~钻
形紫菀(Aster s ubl at us )~一年蓬(Eri gerOn annuus )~马缨丹(Lant ana camara )和金鸡菊(COreO Psis l anceOl at a )
是我国东南地区有分布的7 种外来杂草o测定了38 C~25 C 和5 C 处理下它们的可溶性糖~脯氨酸~丙二醛
含量和过氧化物酶活性o结果表明 7 种杂草对高温的耐受能力 由大到小分别为野塘蒿~小飞蓬~钻形紫菀~
加拿大一枝黄花~马缨丹~一年蓬和金鸡菊 对低温的耐受能力 由大到小则分别为野塘蒿~小飞蓬~马缨丹~一
年蓬~钻形紫菀~加拿大一枝黄花和金鸡菊o分析了四种生理指标变化的生态适应意义o
关键词C外来杂草;生理指标;温度胁迫
中图分类号C@944. 54 文献标识码CA 文章编号C1000-3142(2003)01-0073-04
Infl uences of te mperat ure on physiological
i ndices of seven exotic weeds and
t heir adaptive significance
GUO Shui-li ang1 FANG Fang1 @I ANG Sheng2
(1. COlle ge O f Li f e and EnuirOnment al Sciences Zhej iang NOr mal Uniuersit S Ji nhua 321004 Chi na ;2. COlle ge
O f Li f e and EnuirOnment al Sciences Shanghai NOr mal Uniuersit S Shanghai 200062 Chi na ;3. Weed
Research LabOrat OrS Nanj ing Agricult ural Uniuersit S Nan i ng 210095 Chi na )
Abstract CSOli dagO canadensis COnSza canadensis COnSza bOnarinsis Aster s ubl at us Eri gerOn annuus Lan-
t ana camara and COreO Psis l anceOl at a are seven exoti c weeds f r om Ameri ca . the concentrati ons of sol ubl e
sugar proli ne and mal onal dehyde(MDA)as well as acti vit y of POD of t hese seven weeds were tested under 5
25 C and 38 te mperat ure respecti vel y . the MDA changes of t he exoti c weeds i ndi cated t hat t heir re-
si st ance t o hi gh te mperat ure of 38 ranked as COnSza bOnarinsis COnSza canadensis Aster s ubl at us SOli da-
gO Canadensis Lant ana camara Eri gerOn annuus and COreO Psis l anceOl at a whil e t hose t o l ow te mperat ure of
5 ranked as COnSza bOnarinsis COnSza canadensis Lant ana camara Eri gerOn annuus Aster s ubl at us SOli-
dagO canadensis and COreO Psis l anceOl at a . the ecol ogi cal adaptati on si gnifi cance of t he changes of t hese f our
physi ol ogi cal i ndi ces was al so di scussed .
Key wordsCexoti c weeds;physi ol ogi cal i ndi ces;t e mperat ure stress .
收稿日期C2002-01-14 ; 修订日期C2002-03-20
基金项目C国家自然科学基金(30170619);教育部高等学校骨干教师资助计划(1821)o
作者简介C郭水良(1964- ) 男 浙江平湖人 理学博士 研究员 主要从事植物系统分类与植物生态学教学与科研工作o
小飞蓬(COnSza canadensis )\野塘蒿(COnSza
bOnarinsis )\钻形紫菀(Aster s ubl at us )\一年蓬(E-
ri gerOn annuus )\加拿大一枝黄花(SOli dagO cana-
densis )\金鸡菊(COreO Psis l anceOl at a )和马缨丹
(Lant ana camara )起源于境外 1 92]9目前在我国境
内有分布9其中前5 种是我国东南地区常见的外来
杂草9金鸡菊和马缨丹在我国东南作为花卉栽培9在
我国东南和南部地区有其逸生种群 3 94]o外来杂草
入侵是导致生物多样性丧失的主要原因之一9威胁
着当地的生态环境和经济发展o外来种入侵已引起
人们的普遍关注9是生物多样性保育研究的一个热
点问题o因此9对我国境内外来入侵植物开展生理
生态学研究9具有理论和实践意义o目前国内还很
少见有关于外来杂草逆境生理方面的研究报道o本
文通过研究这 7 种外来杂草在温度胁迫下可溶性
糖\脯氨酸\丙二醛含量以及过氧化物酶活性的变
化9旨在揭示它们对温度的适应特点9为预测这些外
来杂草在我国今后可能的分布区域提供科学依据9
丰富杂草生态学的研究内容o
1 材料和方法
取自然条件下生长良好的植株移栽到营养盆
中9成活后备用o把盆栽的植株分别放入 5 \25
和38 C 的光照培养箱中培养960 h 后取样叶进
行生理测定9每个处理重复3 次9测定时植株均处于
营养生长时期o
可溶性糖含量和过氧化物酶活性的测定按张志
良的方法 5]9脯氨酸参照张殿忠等的方法 6]9丙二
醛按上海植物生理研究所的方法测定 7]o
2 结果与分析
2. 1 不同温度下杂草的生理指标值
对野塘蒿等7 种外来杂草在5 C\25 C\38 C
处理下4 种生理指标的测定结果见表1 9与对照(25
C)处理相比9四种生理指标在5 C\38 C 下的变化
情况见表2 o4 种生理指标间的相关性见表3 o
3 结果分析
逆境条件下植物体积累脯氨酸具有一定的普遍
性o关于逆境条件下植物体内脯氨酸积累的生理意
义9目前仍存在较大的分歧o一种观点认为9脯氨酸
是一种植物渗透调节剂\膜和酶的保护物质以及自
由基清除剂等而对植物起保护作用9逆境条件下抗
逆性强的植物能够积累较多的脯氨酸9脯氨酸可作
为植物抗逆性强弱的一个指标;但又有不少学者持
相反的观点 8]o脯氨酸与丙二醛在积累上的相关
性也说明脯氨酸积累量的多少既可以看作是植物体
受环境胁迫的大小和受损伤的程度9也说明此时的
环境条件偏离了植物的适宜生长温度o也可能存在
这样一种情况9逆境条件下植物体内积累脯氨酸本
身是一种伤害现象9但脯氨酸的积累又有一定的保
护作用9考虑到脯氨酸积累与 MDA 积累上的相关
性9脯氨酸宜作为一种伤害指标o
高温和低温胁迫下7 种杂草的脯氨酸含量均增
加9但是9在38 C 高温下9杂草体内的脯氨酸积累
比5 C 低温下的积累更多9说明38 C 高温下对这
7 种杂草的伤害作用更强;而且高温胁迫下9植株表
现出叶片变黄\萎蔫等症状9说明高温下脯氨酸积累
是一种伤害现象;4 个生理指标中9脯氨酸与丙二醛
积累具有统计学意义的正相关关系(表2)o
高温处理下9加拿大一枝黄花和钻形紫菀叶片
内的可溶性糖比对照的下降9这可能是它们处于温
度补偿点以上9呼吸作用大于光合作用9消耗了贮存
的糖类有关9其它5 种杂草在高温下表现出可溶性
糖的积累9说明在高温条件下杂草体内可溶性糖的
积累也是其植株对逆境的一种适应o
过氧化物酶是活性氧清除酶系统的重要保护酶
之一o植物体内存在着2 种过氧化物酶机制9一种
是在遇到逆境或衰老初期9表现为保护效应;另一种
是在逆境后期或衰老后期9表现为伤害效应9不同作
物所含过氧化物酶机制可能不同9有些可能只含一
种机制o在逆境条件下9植物体内自由基产生增加9
其结果一方面诱导酶活性的升高9但同时9这些自由
基又可直接攻击生物大分子9使酶活性丧失9尤其是
与清除自由基活性氧有关的过氧化物酶 9]9因此表
现在环境越恶劣9酶活性越低o在高温条件下9除金
鸡菊外9其余6 种外来杂草的POD 活性比对照的下
降9说明38 C 的高温对多数杂草有较强伤害作用o
在低温条件下9加拿大一枝黄花\野塘蒿\小飞蓬\马
缨丹的POD 活性增加9而金鸡菊\一年蓬和钻形紫
菀的POD 活性下降9可能是不同杂草中的过氧化物
酶机制不同9对于前四种杂草来讲9过氧化物酶对低
温伤害具有较强的保护作用9而后三者可能是处于
47 广 西 植 物 23 卷
逆境后期 表现为伤害效应
丙二醛的积累来自不饱和脂肪酸的降解 它的
生成是由体内自由基引发而产生的 丙二醛的积累
能够反映植物体内自由基的活动状况 9 因此 在
植物逆境生理研究中 丙二醛被普遍地作为一种伤
害指标 在7 种杂草中 除野塘蒿外 其余6 种杂草
均是38 C 高温下丙二醛的积累量高于5 C 低温下
的积累 表现出38 C 高温对杂草的伤害作用更为
明显 而野塘蒿在38 C 高温下 其丙二醛含量比对
照下的更低 说明该种杂草比较耐高温 这与野塘
蒿原产于热带美洲 与其长期对热带环境的适应有
关 仅从丙二醛的指标变化幅度来分析 7 种杂草
对高温的耐受能力 由大到小分别为野塘蒿 小飞
蓬 钻形紫菀 加拿大一枝黄花 马缨丹 一年蓬和金
鸡菊 对低温的耐受能力 由大到小则分别为 野塘
蒿 小飞蓬 马缨丹 一年蓬 钻形紫菀 加拿大一枝
黄花和金鸡菊
杂草对温度的这种适应关系 也与它们的分布
有一定的联系 野塘蒿 小飞蓬的关系较近 两者形
态也较为接近 是我国境内分布很广的外来杂草 它
们不仅见于田埂路边 住宅四周 公路两旁 弃耕农
田 也见于相对干燥的夏熟作物田 均为一年生杂
表 1 5 C 25 C 和38 C 下七种杂草的四种生理指标
tabl e 1 Four physi ol ogi cal i ndi ces of seven exoti c weeds i n 5 C 25 C and 38 C
杂草种类
eed speci es
处理
treat ment
可溶性糖
Sol ubl e sugar
脯氨酸 Proli ne
!g .g-1 Fw
过氧化物酶 POD
AOD mi n-1 g-1 F
丙二醛 MDA
!mol g -1 F
加拿大一枝黄花 5 C 1 .24 0 .08 53 .80 6 .19 2 .80 0 .19 7 .35 0 .27
SOli dagO canadensis 25 C 1 .09 0 .01 15 .00 2 .11 2 .70 0 .05 5 .29 0 .10
38 C 0 .61 0 .04 116 .12 13 .68 2 .18 0 .08 7 .86 0 .28
差异显著性 F 81 .69 F 67 .89 F 14 .29 F 67 .99
Si gnifi cance P<0 .01 P<0 .01 P<0 .01 P<0 .01
小飞蓬 5 C 2 .28 0 .02 15 .50 2 .33 2 .54 0 .17 8 .25 0 .05
COnSza canadensis 25 C 1 .28 0 .06 14 .40 5 .30 2 .12 0 .26 7 .89 0 .17
38 C 1 .56 0 .04 37 .90 7 .51 1 .76 0 .27 8 .92 0 .44
差异显著性 F 284 .62 F 8 .24 F 5 .54 F 8 .05
Si gnifi cance P<0 .01 P<0 .05 P<0 .05 P<0 .05
野塘蒿 5 C 1 .35 0 .13 18 .80 0 .37 5 .07 0 .33 7 .56 0 .13
COnSza bOnarinsis 25 C 0 .40 0 .14 11 .83 0 .14 4 .00 1 .20 7 .41 0 .52
38 C 0 .44 0 .01 50 .62 2 .64 2 .64 0 .42 6 .63 0 .14
差异显著性 F 47 .14 F 348 .45 F 5 .21 F 4 .86
Si gnifi cance P<0 .01 P<0 .01 P<0 .05 P<0 .05
钻形紫菀 5 C 0 .87 0 .14 9 .93 4 .60 1 .35 0 .13 5 .68 1 .00
Aster s ubl at us 25 C 0 .43 0 .02 9 .90 3 .43 1 .68 0 .16 4 .60 0 .33
38 C 0 .41 0 .02 52 .35 9 .84 1 .26 0 .06 6 .09 0 .53
差异显著性 F 20 .96 F 27 .12 F 1 .26 F 2 .59
Si gnifi cance P<0 .01 P<0 .01 P>0 .05 P>0 .05
一年蓬 5 C 1 .94 0 .04 13 .09 2 .83 9 .63 0 .66 9 .50 1 .92
Eri gerOn annuus 25 C 1 .31 0 .12 40 .64 7 .07 10 .12 2 .09 8 .54 0 .49
38 C 1 .57 0 .14 106 .16 7 .49 4 .90 0 .64 20 .71 7 .88
差异显著性 F 16 .81 F 105 .49 F 9 .35 F 4 .16
Si gnifi cance P<0 .01 P<0 .01 P<0 .05 P>0 .05
马缨丹 5 C 2 .49 0 .21 59 .14 4 .68 5 .07 0 .86 15 .69 0 .16
Lant ana camara 25 C 0 .63 0 .01 40 .82 4 .13 2 .67 0 .06 14 .20 0 .95
38 C 1 .42 0 .06 61 .73 1 .79 2 .29 0 .01 25 .35 0 .28
差异显著性 F 117 .28 F 18 .40 F 14 .41 F 219 .41
Si gnifi cance P<0 .01 P<0 .01 P<0 .01 P<0 .01
金鸡菊 5 C 1 .16 0 .07 26 .55 9 .67 6 .07 0 .62 6 .35 0 .14
COreO Psis l anceOl at a 25 C 0 .64 0 .01 23 .99 2 .12 10 .99 2 .76 4 .38 0 .66
38 C 0 .91 0 .28 51 .12 8 .15 14 .96 0 .51 20 .52 2 .83
差异显著性 F 5 .13 F 8 .19 F 14 .42 F 54 .72
Si gnifi cance P<0 .05 P<0 .05 P<0 .01 P<0 .01
注 括号内数据为标准差
Note the dat a i n t he brackets are st andar d devi ati on
571 期 郭水良等 不同温度对七种外来杂草生理指标的影响及其适应意义
表 2 四种生理指标间的相关系数
tabl e 2 Correl ati on coef fi ci ents a mong
f our physi ol ogi cal i ndi ces
可溶性糖
Sol ubl e sugar
脯氨酸
Proli ne
过氧化物酶
POD
脯氨酸 Proli ne -0 .004 - -
过氧化物酶 POD 0 .172 -0 .249 -
丙二醛 MDA 0 .342 0 .509 % -0 .021
% 在 0 .05 水平上达到显著相关 % Si gnifi cant correl a-
ti ons at t he l evel p<0 .05
草 它们在我国中亚热带地区发生时期较早 而花果
期又较迟 常在7 #10 月间 因此 表现出同时对低
温和高温胁迫较强的抗性 有较广的温度适应范围
在分类上 一年蓬与小飞蓬 野塘蒿的亲缘关系较
近 三者形态也较为接近 但是 一年蓬在我国亚热
带中部地区是越年生杂草 故对低温胁迫有较强的
抗性 该种花期也较小飞蓬和野塘蒿早 一般在7 #
8 月份高温季节植株多出现枯黄现象 一年蓬在高
温下丙二醛的积累远高于低温下的积累 同样表明
该种不耐高温胁迫 马缨丹虽然原产热带美洲 金
华地区分布的马缨丹植株在低温处理下 植株内丙
二醛的变化也不大 与一年蓬近似 因此 马缨丹的
逸生种群也有可能在我国亚热带地区进一步扩展
表 3 七种杂草在5 C 和38 C 下体内生理指标变化 %
tabl e 3 Changes of physi ol ogi cal i ndi ces of t he seven weed speci es i n stress of 5 C and 38 C
杂草种类 eed speci es 处理温度 temperat ure 可溶性糖Sol ubl e sugar 脯氨酸 Proli ne 过氧化物酶 POD 丙二醛 MDA
加拿大一枝黄花 5 C 13 .57 258 .69 3 .70 39 .13
SOli dagO canadensis 38 O C - 44 .45 674 .14 - 19 .26 48 .78
小飞蓬 5 O C 77 .51 7 .62 19 .81 4 .48
COnSza canadensis 38 O C 22 .26 163 .13 16 .98 13 .01
野塘蒿 5 O C 235 .66 58 .90 32 .50 2 .01
COnS1a bOnarinsis 38 O C 10 .72 323 .19 34 .00 10 .57
钻形紫菀 5 O C 103 .26 0 .38 25 .00 23 .63
Aster s ubl at us 38 O C 5 .13 429 .06 25 .00 32 .42
一年蓬 5 O C 48 .32 28 .41 50 .65 11 .26
Eri gerOn annuus 38 O C 20 .44 975 .46 73 .62 142 .59
马缨丹 5 O C 298 .56 44 .88 98 .53 10 .49
Lant ana camara 38 O C 127 .52 51 .20 16 .18 78 .52
金鸡菊 5 O C 82 .16 10 .65 37 .72 45 .10
COreO Psis l anceOl at a 38 C 42 .25 113 .08 -41 .15 368 .91
注 表中数据为100 > 5 C 或38 C 时生理指标-25 C 时生理指标 25 C 时生理指标
Note Data i n t he t abl e are cal cul at ed as 100 > physi ol ogi cal i ndex val ues at 5 C or 38 C-physi ol ogi cal i ndex val ues at 25 C physi ol ogi cal
i ndex val ues at 25 C .
就丙二醛的变化来讲 钻形紫菀和加拿大一枝
黄花对温度的反应相对比较接近 两者均原产于北
美 其中钻形紫菀是我国境内的一种极为常见的外
来杂草 加拿大一枝黄花在上世纪70 年代作为庭
园花卉引种栽培于我国沪 宁一带 现在该种已归
化 初步调查表明 加拿大一枝黄花分布于沪宁线
沪杭线 浙赣铁沿线地区及浙江台州等地区 多见于
路边 田埂 住宅四周和疏林果园等生境 该外来入
侵植物种群很纯 单优势种群面积可达几十至百余
亩 植株粗壮 多数高达2 m 表现出极强的竞争优
势 呈现进一步扩散的态势 由于加拿大一枝黄花
对温度胁迫 特别是对低温胁迫的反应与钻形紫菀
相近 因此 该种也非常有可能在我国亚热带 温带
地区进一步的扩散并造成危害 与其它杂草相比
金鸡菊仅在个别地区有逸生现象 它对高温和低温
胁迫的抗性也较弱 特别是高温条件下金鸡菊的丙
二醛积累比对照上升了 368 .91 因此 目前在浙
江金华栽培的金鸡菊种群 其进一步扩散的可能性
较小
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28 广!西!植!物!!! !!!!!!!!!!!!!!23 卷
不同温度对七种外来杂草生理指标的影响及其适应意义
作者： 郭水良， 方芳， 强胜
作者单位： 郭水良(浙江师范大学生命与环境科学学院,浙江金华,321004;上海师范大学生命与环境科学
学院,上海,200062)， 方芳(浙江师范大学生命与环境科学学院,浙江金华,321004)， 强胜
(南京农业大学杂草研究室,南京,210095)
刊名： 广西植物
英文刊名： GUIHAIA
年，卷(期)： 2003,23(1)
被引用次数： 58次
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引用本文格式：郭水良.方芳.强胜 不同温度对七种外来杂草生理指标的影响及其适应意义[期刊论文]-广西植物
2003(1)