克隆整合对两种不同生态型喜旱莲子草入侵性的影响

摘要

外来植物入侵对全球和区域的生物多样性、环境和经济都造成巨大的危害。这些成功入侵的外来植物多为具有非常强克隆繁殖能力的克隆植物，而克隆属性对植物入侵性的影响至今仍未研究透彻。喜旱莲子草是一种典型的水陆两栖恶性入侵杂草，有关其克隆属性如克隆整合作用对其入侵性的影响，尤其是对不同生态型植物的影响差异知之甚少。因此本文以陆生和水生两种生态型喜旱莲子草为主要研究对象，通过温室受控实验模拟其入侵过程可能遇到的三种代表性的异质性生境中，研究比较克隆整合对两种不同生态型喜旱莲子草的影响差异，旨在探讨克隆整合特性对喜旱莲子草在入侵到不同生境中的贡献及其机理，以期更深入地揭示喜旱莲子草成功入侵过程中克隆整合所发挥的作用，从而为喜旱莲子草的防治提供新的理论依据。本文的主要研究结果如下：
　　（1）通过对植株先端叶片进行四种不同程度去叶处理（不去叶，20%，50%，90%的叶面积去除），模拟自然条件下喜旱莲子草受不同程度的昆虫取食的异质性干扰环境；并通过切断或保留连接先端和基端的匍匐茎来检验克隆整合对取食胁迫下喜旱莲子草的影响，比较取食胁迫下克隆整合对两种不同生态型喜旱莲子草的影响差异。结果表明：去叶处理显著抑制先端分株的生长，重度取食（90%去叶）导致植株叶绿素和N含量的减少；匍匐茎保持连接分株通过克隆整合作用分配更多的生物量到地下，增加根冠比，最大限度地摄取有效资源；克隆整合显著增加了植株可溶性糖含量，促进了叶片的补偿性生长；匍匐茎连接条件下总酚含量的显著增加表明受胁迫分株所防御性作用增强，并且整合效应这些积极作用在水生型中尤为显著。
　　（2）通过对先端分株80%遮阴或不遮阴处理，模拟自然生境中的异质性光照资源环境，并且将两种生态型植株都进行陆生培养和水生培养，并通过切断和保留先端和基端之间的匍匐茎来检验克隆整合作用，比较不同光照和培养条件下克隆整合对两种生态型喜旱莲子草的影响差异。结果表明：遮阴显著抑制了两种培养条件下所有分株的生长和生理，水生培养条件下更显著；匍匐茎连接（克隆整合）显著增强了先端分株的生长，并有助于提升整个克隆系（Clonal system）的生长表现；并且陆生型的喜旱莲子草表现出明显的母代效应（Maternal effect），即陆生型植株在陆生环境中生长表现优于水生型植株。
　　（3）通过对分株先端或基端部分分别施加三种不同浓度金属镉处理，模拟植物在自然生境中的异质性金属污染环境，比较先端或基端不同污染生境中金属的转运模式，探讨在不同重金属污染生境种克隆整合对喜旱莲子草的生长影响，并比较两种不同生态型植株的响应差异。研究结果显示：金属污染会由根部吸收，并运输到植物各个器官，在植物体内各个部位蓄积，并产生毒害作用，先端金属镉污染显著降低了两种生态型植株先端分株的生物量、分株数、叶片数和茎长，仅在重度污染浓度下降低了基端分株的生长表现；基端重度金属镉污染显著降低了两种生态型植株先端和基端分株的生长；克隆整合缓和了金属镉污染对先端分株的不利影响；克隆整合降低了受污染分株的根冠比，减少了植物对土壤中重金属的吸收，有助于整个克隆片段在异质性金属污染生境中的生长。

目录

声明

第一章 绪 论

1.1外来种入侵与外来植物入侵

1.2克隆性、克隆生长和克隆植物

1.3环境异质性

1.4克隆植物的成功入侵与克隆整合作用

1.5喜旱莲子草的研究进展

1.6研究目的、研究内容及技术路线

第二章 异质性取食干扰条件下克隆整合对两种生态型喜旱莲子草的影响

2.1 引言

2.2 实验材料

2.3 实验方法

2.4 结果分析

2.5讨论

第三章 异质性光照条件下克隆整合对两种生态型喜旱莲子草的影响

3.1引言

3.2 实验材料

3.3实验方法

3.4结果与分析

3.5讨论

第四章 异质性金属污染条件下克隆整合对两种生态型喜旱莲子草的影响

4.1 引言

4.2 实验材料

4.3实验方法

4.4结果与分析

4.5 讨论

第五章 结论与展望

5.1结论

5.2创新点

5.3展望

参考文献

致谢

硕士期间发表的学术论文及其他科研成果