《Agriculture》：Response of Native Grassland Plants to Ageratina adenophora Stress: Seedling Growth Inhibition and Antioxidant Defense
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紫茎泽兰（Ageratina adenophora）是一种源自墨西哥中部和哥斯达黎加的极具侵略性的杂草。它已在热带和亚热带地区入侵并归化，对生物多样性保护和生态恢复构成重大挑战。尽管大量研究揭示了它对不同生态系统的影响并加深了对其植物毒性的理解，但在草地景观中
紫茎泽兰（Ageratina adenophora）是一种源自墨西哥中部和哥斯达黎加的极具侵略性的杂草。它已在热带和亚热带地区入侵并归化，对生物多样性保护和生态恢复构成重大挑战。尽管大量研究揭示了它对不同生态系统的影响并加深了对其植物毒性的理解，但在草地景观中的研究仍然有限。因此，本研究聚焦于中国西南部紫茎泽兰入侵严重的澄江市。基于初步调查，研究人员选取了五种与其常见共生并竞争的草地植物，通过其组织水提液处理下的幼苗生长生物测定和生理指标测量进行评估。研究结果表明，受体植物表现出依赖于浓度的动态变化。具体而言，丙二醛（MDA）和脯氨酸（Pro）含量与幼苗株高及根长呈负相关（p < 0.05；p < 0.01）。这表明较高的提取液浓度触发了更显著的胁迫相关细胞反应，同时与幼苗生长减弱相关。值得注意的是，斑茅（Saccharum arundinaceum）的过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性升高最为显著，同时其综合化感效应（SE）指数最高，为?0.36；而戟叶酸模（Rumex hastatus）紧随其后，SE指数为?0.38，表明斑茅对紫茎泽兰胁迫的敏感性最低。研究人员的发现阐明了本土草地植物对紫茎泽兰的响应，为筛选耐受性本土草地物种以及制定旨在恢复入侵草地的植被替代策略提供了有价值的见解。
紫茎泽兰（Ageratina adenophora）原产于墨西哥中部和哥斯达黎加，是一种恶性入侵杂草，已在全球热带和亚热带地区广泛归化，对中国西南地区草地生态系统构成严重威胁。已有研究主要关注农业和森林生态系统，而针对草地景观中紫茎泽兰化感作用的研究仍较缺乏。为筛选可用于替代控制的耐受性本土草地植物，研究人员以云南省澄江市重度入侵草地为研究区域，选取白茅（Imperata cylindrica）、斑茅（Saccharum arundinaceum）、知风草（Eragrostis ferruginea）、拂子茅（Calamagrostis epigeios）和戟叶酸模（Rumex hastatus）5种常见本土草本植物为受体，通过种子萌发、幼苗生长及生理指标测定，评估紫茎泽兰叶和根水提液的植物毒性效应。该研究发表于《Agriculture》。
研究人员于2023年6月至2024年6月从澄江市26个样点采集紫茎泽兰和受体植物种子，制备叶和根水提液（7、14、25、50 g/L）及蒸馏水对照，开展种子萌发试验和幼苗生长生物测定，并测定幼苗丙二醛（MDA）、脯氨酸（Pro）含量以及过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性，计算化感响应指数（RI）和综合化感效应指数（SE）。最终根据多种指标评价受体植物对紫茎泽兰胁迫的耐受性。
3.1 紫茎泽兰水提液对受体植物种子萌发的影响
种子萌发试验表明，紫茎泽兰叶和根提取液均显著抑制所有受试物种的萌发率（GR）、萌发势（GE）、萌发指数（GI）和活力指数（VI），且抑制作用随浓度升高而增强，叶提取液比根提取液抑制作用更强。其中知风草最敏感，7 g/L叶提取液处理后其GR、GE、GI和VI分别较对照降低63.53%、71.60%、76.21%和82.57%；斑茅受影响最小，总体萌发指标排序为斑茅>拂子茅>白茅>戟叶酸模>知风草。
3.2 紫茎泽兰提取液对受体植物幼苗生长的影响
幼苗生长测定显示，叶和根提取液显著抑制所有受体植物的株高和根长，抑制程度随浓度增加而加剧。叶提取液的抑制作用仍强于根提取液。知风草幼苗生长抑制最明显，7 g/L叶和根提取液处理下其根长分别较对照降低62.55%和61.24%；斑茅幼苗株高抑制率最低，戟叶酸模根长抑制率最低，表明这两种植物具有相对较高的耐受性。
3.3 紫茎泽兰组织提取液胁迫下受体植物MDA和Pro含量动态
MDA和Pro含量测定显示，受体植物在不同浓度处理下呈现明显的物种差异。戟叶酸模、斑茅和知风草幼苗MDA含量随提取液浓度升高持续上升，而白茅和拂子茅呈波动变化。Pro含量方面，戟叶酸模、拂子茅、知风草和白茅总体持续上升，斑茅则先升后降。相关性分析表明，MDA和Pro含量与幼苗株高和根长呈显著或极显著负相关（p < 0.05；p < 0.01），说明紫茎泽兰化感物质诱导的氧化损伤与幼苗生长抑制密切相关。
3.4 紫茎泽兰水提液胁迫下受体植物抗氧化酶活性动态
CAT和POD活性测定显示，不同物种的酶活性响应模式存在差异。戟叶酸模、斑茅和知风草的CAT和POD活性随提取液浓度升高而升高；拂子茅的两种酶活性则随浓度升高持续下降；白茅呈先升后降的钟形变化。斑茅在叶提取液处理下CAT活性绝对增幅最大，达对照的3.9、5.5、5.9和7.2倍，POD活性增幅也最大，表明其能强烈激活抗氧化酶系统以缓解细胞损伤。
3.5 紫茎泽兰胁迫下受体植物的化感响应强度
基于GE、GR、GI、VI、株高、根长和鲜重7项指标计算RI和SE，结果显示所有处理下的SE值均为负值，表明紫茎泽兰提取液对受体植物存在整体抑制作用。平均SE排序为斑茅（?0.36）>戟叶酸模（?0.38）>拂子茅（?0.40）=白茅（?0.40）>知风草（?0.60），进一步证实斑茅对紫茎泽兰胁迫的耐受性最强。
在讨论部分，研究人员认为，紫茎泽兰水提液对受体植物的抑制作用可能源于化感物质与渗透胁迫的联合效应。受体植物通过积累MDA和Pro反映的氧化损伤及渗透调节响应，以及POD和CAT等抗氧化酶的活性变化，体现了不同物种的防御策略和耐受阈值。禾本科物种斑茅、白茅和拂子茅表现出相对较强的耐受性，提示禾本科植物可能作为替代控制的资源库。但研究人员也指出，仍需通过交互竞争、温室和田间试验验证替代控制的实际效果。
研究结论可概括为：研究选取5种与紫茎泽兰竞争的乡土草本植物进行毒性生物测定，紫茎泽兰叶和根水提液显著抑制受体植物种子的萌发率和萌发势，并降低萌发指数和活力指数。然而，抗氧化物质含量及抗氧化酶活性（MDA、Pro、CAT、POD）在紫茎泽兰组织提取液胁迫下表现出显著不同的动态。化感响应指数与种子萌发和幼苗生长的测定结果一致。斑茅在实验室条件下对紫茎泽兰胁迫表现出较强的耐受性，在实施替代管理策略前，有必要通过交互竞争、温室和田间试验进一步评价。
