增温对入侵植物空心莲子草与本土植食性昆虫互作关系的影响

发布时间：2020-07-28 16:10

【摘要】：气候变暖对入侵植物的生长与防御策略产生重要影响,但目前很少关注气候变暖对入侵植物营养与防御资源的影响,而在全球变暖背景下入侵植物与专食性昆虫和广食性昆虫的互作关系也未见报道。因此研究气候变暖如何通过改变植物初生物质和次生物质及植物的生长发育,进而影响入侵植物与本土植食性昆虫的互作关系,对全球变化生物学及入侵生态学具有重要的理论和实际意义。本文以对我国生态和经济造成严重危害的入侵植物空心莲子草(Alternanthera philoxeroides)及本地同属植物莲子草(Alternanthera sessilis)为研究对象,采用红外线辐射加热器模拟增温,比较空心莲子草和莲子草的表型、生长、营养物质和防御化合物等对增温的响应。利用Y型嗅觉仪、离体培养皿和田间实验探究增温处理的空心莲子草与莲子草对广食性昆虫斜纹夜蛾(Spodoptera litura)及寡食性昆虫虾钳菜披龟甲(Cassida piperata)生长发育和寄主选择偏好的影响。采用顶空吸附法对植物挥发物进行收集,通过GC-MS鉴定,用SIMCA主成分分析植物挥发物。主要研究结果如下:1.增温处理对空心莲子草和莲子草生长与防御资源的影响在植物生长方面,增温处理显著提高混种空心莲子草克隆株数和莲子草盖度;同时增温处理显著增加盆栽莲子草根生物量1.28g,提高盆栽空心莲子草叶生物量1.28g和根生物量1.33g;无论是否增温,盆栽空心莲子草根冠比显著大于莲子草。在植物初生物质方面,增温处理显著降低混种空心莲子草叶片氮含量1.03%,提高C/N比;但显著升高盆栽莲子草叶片氮含量0.32%,降低C/N比。增温处理显著降低混种空心莲子草叶片淀粉含量4%和可溶性总糖含量2.19%,升高果糖含量0.09%和蔗糖含量1.32%;降低混种莲子草叶片淀粉含量3.93%和果糖含量0.03%,升高蔗糖含量0.81%、可溶性总糖含量6.04%和木质素含量2.20%;增温处理显著升高盆栽空心莲子草叶片木质素含量0.1%,降低莲子草叶片木质素含量0.03%。在植物次生物质方面,增温处理显著升高混种莲子草叶片总黄酮含量1.27ug/mg和总酚含量0.73%,但降低空心莲子草叶片三萜皂苷含量6.99mg/g和单宁含量0.016ug/mg。2.增温的空心莲子草和莲子草对斜纹夜蛾与虾钳菜披龟甲生长发育的影响无论增温与否,空心莲子草对斜纹夜蛾和披龟甲的生长发育的抑制作用均显著大于莲子草。与对照相比,增温处理的莲子草不利于斜纹夜蛾和虾钳菜披龟甲生长发育。而增温处理的空心莲子草只对广食性昆虫斜纹夜蛾的生长发育产生不利影响,对寡食性的虾钳菜披龟甲无影响。3.增温的空心莲子草和莲子草对斜纹夜蛾与虾钳菜披龟甲寄主选择的影响在不增温处理中,莲子草对斜纹夜蛾和虾钳菜披龟甲的吸引力强于空心莲子草,但增温处理消除这种差异。无论是否增温,与空心莲子草相比,斜纹夜蛾偏好在莲子草上产卵。与不增温处理相比,增温处理均显著降低斜纹夜蛾在莲子草和空心莲子草产卵偏好指数。外来入侵植物空心莲子草的挥发物与本地同属植物莲子草的挥发物有显著差异,增温处理均改变空心莲子草和莲子草的挥发物。综上所述,与莲子草相比,增温处理显著提高入侵植物空心莲子草生物量,同时降低空心莲子草营养物质的含量,进而降低斜纹夜蛾在空心莲子草上的存活率和产卵偏好,对广食性昆虫产生不利影响。因此,气候变暖通过改变入侵植物空心莲子草与广食性昆虫的互作关系,从而可能加速空心莲子草的入侵。
【学位授予单位】：河南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：Q948
【图文】：

增温对入侵植物空心莲子草与本土植食性昆虫互作关系的影响7 技术路线究通过增温处理比较入侵植物空心莲子草和本地同属植物莲子草的生和对昆虫的化学通讯的影响。通过盆栽苗试验，分析入侵和本地植物发育状况，如株高、克隆株数和地上地下生物量等；利用室内培养皿究增温如何改变入侵和本地植物初生代谢产物和次生代谢产物的含量性昆虫斜纹夜蛾和寡食性昆虫虾钳菜披龟甲的生长发育产生影响；采本土植食性昆虫对增温后入侵植物空心莲子草和本地植物莲子草寄主的变化，最后采用顶空吸附法对植物挥发物进行收集，通过 GC-MS侵植物空心莲子草与本土植食性昆虫互作关系提供理论基础（图 1-

图 2-1 开放式红外增温设施Fig. 2-1 Infrared radiator on the open-air test field越冬期过后，2018 年 3 月 3 日增温小区入侵植物空心莲子草匍匐茎开始萌芽，4 月21 日莲子草开始发芽（图 2-2）。由于混合种植的入侵植物空心莲子草种间竞争力比较强，阻碍本地植物莲子草的生长，在 5 月 21 日测量完克隆株茎长、克隆株数、茎节数和盖度等指标后全部进行修剪。

图 2-2 增温对混种植株生长的示意图Fig. 2-2 Schematic diagram of warming on the growth of mixed plants单种实验用的花盆为 AC 型 21×16cm，培养基质为营养土：蛭石：表层土=1:1:2。2018 年 6 月 25 日开展盆栽增温实验（图 2-1 b），取四种处理的实验小区混种植株，将等长度的克隆茎段作为营养繁殖体，水平种植于花盆中，保证每个茎节粗细相同，茎节

【参考文献】

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本文编号：2773121