【摘要】：植物的資源分配往往受到植物的繁殖模式、生活史特征和所處的環(huán)境影響。入侵植物合理有效的資源分配,特別是對繁殖部位的投入,往往能促進入侵植物的適應和擴散。因此,開展相關的研究是了解入侵植物入侵機制的關鍵。本研究主要以入侵植物的繁殖模式(有性繁殖和克隆繁殖)和生活史(壽命與繁殖次數(shù))特征為出發(fā)點,以烏桕(Traadica sebifera)、空心蓮子草(Alternanthera phioxeroides)、美洲商陸(phytolaccaaamericana)、白花鬼針草(Bidensalba)和土人參(Talinumpaniculatum)為研究對象,探討多種不同繁殖模式的入侵植物在異質多變的環(huán)境中對其繁殖部分的資源分配。(1)為了比較烏桕(多年生喬木)入侵地和原產地種群種子的理化差異及其對萌發(fā)的影響,本研究選用了 12個原產地(中國)種群和12個入侵地(美國)種群,測定種子的物理特性(大小、硬度、種皮厚度)和化學特性(蛋白質、脂肪、可溶性糖、赤霉素和脫落酸),并進行了種子萌發(fā)實驗。研究發(fā)現(xiàn),烏桕入侵地種群的種子大小、種仁的赤霉素含量及赤霉素與脫落酸比值都顯著高于原產地種群,但種子的粗脂肪含量顯著低于原產地種群,其他特性如種子硬度、種皮厚度、可溶性蛋白質、可溶性糖等均無顯著性差異。同時,烏桕入侵地種群種子的萌發(fā)速度顯著快于原產地種群。以上結果表明,入侵種群具有較高的赤霉素含量且體積較大,導致種子萌發(fā)較快,這可能有助于烏桕的成功入侵。(2)為了研究入侵植物空心蓮子草(多年生克隆繁殖草本)在水陸生境中的資源分配規(guī)律,本研究對不同境中空心蓮子草的地上生物量、花序數(shù)和土壤營養(yǎng)進行了野外調查。此外,為了研究環(huán)境因素對空心蓮子草有性繁殖資源分配的影響,本研究還進行了不同營養(yǎng)、密度和水分處理的同質園實驗。野外調查發(fā)現(xiàn),與陸生生境相比,水生生境中空心蓮子草產出更多的花序,而且具有雌雄同花的花序比例也顯著高于陸生生境。水生生境中土壤營養(yǎng)(總氮、總碳)顯著高于陸生生境中的土壤營養(yǎng)。同質園實驗發(fā)現(xiàn),營養(yǎng)的添加、密度的增大和水分的增加均能顯著促進了空心蓮子草花序的產生和對有性繁殖的資源投入。以上結果表明:在資源豐富水生生境中空心蓮子草會向有性繁殖部分投入更多資源。(3)為了研究營養(yǎng)對白花鬼針草(一年生草本)、土人參(多年生具有混合繁殖模式的草本)、美洲商陸(多年生具有混合繁殖模式的草本)和空心蓮子草(多年生克隆繁殖草本)資源分配的影響,本研究進行不同營養(yǎng)水平處理的同質園實驗。研究發(fā)現(xiàn),添加營養(yǎng)顯著促進植物的地上生長,并促進對有性繁殖的資源分配�？傮w上,入侵植物資源分配對營養(yǎng)的反應與最優(yōu)資源分配理論預測相符。(4)為了研究營養(yǎng)和溫度的交互作用對空心蓮子草和美洲商陸資源分配的影響,本研究同樣進行了不同處理的同質園實驗。研究結果發(fā)現(xiàn),高溫脅迫抑制植物生長、降低植物對有性繁殖的資源分配;而添加營養(yǎng)能促進植物生長,并提高植物對有性繁殖的投入。這些研究結果顯示,營養(yǎng)是引起植物資源分配變化的主要因素。(5)為了探究取食和競爭作用對空心蓮子草有性繁殖分配的影響,本文研究了蓮子草的競爭、蓮子草直胸跳甲和蝦鉗菜披龜甲取食作用對空心蓮子草花序的影響。研究發(fā)現(xiàn)競爭或取食均能顯著降低植物的花序數(shù)。但是,空心蓮子草對有性投入比沒有受到影響。本文還研究了嚴重的取食作用對土人參生長和繁殖的影響。結果表明,昆蟲取食作用顯著抑制了植物生長,并降低了植物對有性繁殖的投入,但地上取食作用提高了植物的根冠比。綜上所述,入侵植物的入侵地種群在有性繁殖的投入上已經發(fā)生了適應性的進化。此外,入侵植物對繁殖資源投入主要受到營養(yǎng)條件所調節(jié),符合最優(yōu)分配理論,但昆蟲取食作用會引起入侵植物補充生長,使入侵植物減少對有性繁殖的投入。入侵植物在繁殖策略和繁殖投入上的適應性可能是其成功入侵的重要原因。
【圖文】：

烏桕汾ｒａ），多年生木本，單一有性繁殖物種，隸屬于大戟科逡逑（Ｅｕｐｈｏｒｂｉａｃｅａｅ）烏桕屬（７Ｗａｃｆｃａ）。烏桕種子通常在１０月中下旬完全成熟，逡逑果皮脫落，露出帶有白色蠟質的種子（圖１．１）。低溫層積可以促進烏桕種子萌發(fā)逡逑（Ｈｏｕ等，２０１４），但烏桕種皮或胚乳殼中含有的花青素Ｐｒｏａｎｔｈｏｃｙａｎｉｄｉｎｓ（ＰＡｓ）逡逑會通過上調與休眠相關基因表達和赤霉素壓制基因而阻止或延緩烏桕種子萌發(fā)逡逑（Ｓｈａｈ等，２０１８）。有研究表明，經過７年的烏桕種子仍可以萌發(fā)，并在晚冬早逡逑春時期或變溫的條件下有很好的萌發(fā)率（Ｃａｍｅｒｏｎ等，２０００；邋Ｎｉｊｊｅｒ等，２００２）。逡逑烏桕原產于東亞，是我國主要木本油料和觀賞植物（張家亮等，２０１５）。由逡逑于巨大經濟價值，烏桕于１７７２年被引入美國，并迅速在美國南部沿海地區(qū)蔓延，逡逑形成入侵（Ｎｉｊｊｅｒ等，２００２），被列為美國十大“入侵植物”之一。與原產地種群逡逑相比，在幼苗階段，烏桕入侵地種群有著較高的相對生長率和總生物量（Ｚｏｕ等，逡逑８逡逑

逡逑入侵地，空心蓮子草主要以莖節(jié)和宿根進行無性繁殖和擴散（圖１．２），遺傳多樣逡逑性低（Ｗａｎｇ等，２００５；邋Ｙｅ等，２００３）�？招纳徸硬莸臒o性克隆繁殖能力很強，逡逑一節(jié)根狀莖、匍匐莖或０．２邋ｃｍ肉質狀根片段均可以成活（陳中義和江紅英，２００９；逡逑陳中義等，２０１０；林金成和強勝，２００４）；萌發(fā)一個芽體需要不到０．１邋ｇ的貯藏根逡逑（賈昕等，２００８）（圖邋１．２）。逡逑以往的研宄主要關注在表型可塑性、環(huán)境耐受性、無性繁殖（克隆整合）、逡逑與本土植物或天敵的互作及全球氣候變化下這些互作的變化（Ｄｏｎｇ等，２０１５；逡逑Ｇｅｎｇ邋等，２００６；邋Ｌｕ邋等，２０１５，，２０１６；邋Ｗａｎｇ邋等，２０１５；邋Ｙｏｕ邋等，２０１４），而對空逡逑心蓮子草的有性繁殖方面關注較少。在入侵地，空心蓮子草也有極低結籽現(xiàn)象，逡逑導致空心蓮子草有性繁殖失敗的原因有雄蕊心皮化、花粉敗育或不育（Ｌｉｕ等
【學位授予單位】：中國科學院大學(中國科學院武漢植物園)
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：Q945

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 蔡妤;董麗;;北京市綠道入侵植物擴散的外界影響因子研究[J];城市建筑;2017年36期

2 劉剛;;中科院在入侵植物生長繁殖與防御的緯度梯度格局研究中取得進展[J];農藥市場信息;2018年24期

3 劉剛;;中科院在入侵植物特殊防御方式演化研究中取得進展[J];農藥市場信息;2014年12期

4 高秀敏,張樂平;入侵植物及其危害[J];河北林業(yè)科技;2001年03期

5 謝薇;蔡澤坪;于旭東;吳繁花;陳銀華;羅佳佳;劉建舜;吳銀杏;周環(huán);;海南大學儋州校區(qū)入侵植物調查[J];熱帶生物學報;2018年02期

6 葉美金;楊潔;羊蓉;王蝶;周文麗;;城市入侵植物防治對策初探[J];現(xiàn)代園藝;2018年16期

7 Ken Thompson;;英國的入侵植物[J];英語畫刊(高級版);2016年08期

8 鄭慶偉;;中國科學院在入侵植物特殊防御方式演化研究中取得進展[J];農藥市場信息;2014年13期

9 馬金雙;;《中國入侵植物名錄》[J];生物多樣性;2013年05期

10 ;入侵植物治理的基礎理論研究取得系列進展[J];廣東農業(yè)科學;2009年11期

相關會議論文 前10條

1 桑衛(wèi)國;朱麗;;入侵植物擴散、潛在分布預測與格局[A];生物入侵與生態(tài)安全——“第一屆全國生物入侵學術研討會”論文摘要集[C];2007年

2 鄭云開;李妹仔;李文文;周U

本文編號：2648404