1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
研究意义:
随着全球经济一体化进程的加快、人类交往的增加以及对环境干扰的加剧,外来生物入侵已成为全球性的社会经济和环境问题,以及全球变化的重要组成部分。入侵物种的扩散严重威胁着全球生物多样性安全、生态系统的结构和功能、农林牧渔业生产,甚至危害人类健康[1]。其中加拿大一枝黄花作为一种世界性的入侵植物,其侵入我国已有70多年的历史。加拿大一枝黄花(solidago canadensis l.)为菊科(asteraceae)一枝黄花属多年生草本植物,原产于北美。现已成功侵入欧洲中西部、亚洲大部以及澳大利亚和新西兰等地,成为一种世界性的入侵杂草[2]。加拿大一枝黄花于 1935 年作为庭院花卉引入我国上海、南京等地,随后逸生至野外,成为恶性杂草,现分布于我国华东、华中、华北、东北和西南等地区,并有可能进一步扩散[3]。加拿大一枝黄花在入侵地往往形成单优势种群落,影响生态系统内各功能群之间的联系,破坏生态系统结构和功能,威胁生物多样性,严重的可导致本地物种局部灭绝[4]。加拿大一枝黄花侵入农田、果园会造成作物大面积减产,引起重大的经济损失,但现在还没有十分有效的控制手段,因此当地政府需投入大量资金对其进行长期的防治和管理。
实验室前期的研究发现加拿大一枝黄花在入侵前后在茎秆的不同组织的木质素含量是不同的,为了研究造成这一现象的分子机制,本课题对木质素合成途径中的关键酶的酶活进行了测定,以期进一步了解加拿大一枝黄花的入侵机理,从而控制加拿大一枝黄花的入侵所带来的危害,为加拿大一枝黄花的防治提出新的对策。
2. 研究的基本内容和问题
研究目标:
研究造成加拿大一枝黄花入侵前后茎秆不同组织木质素含量不同现象的分子机制,对木质素合成途径中的关键酶的酶活进行了测定。
研究内容:
3. 研究的方法与方案
实验方法:
本实验中测定的木质素代谢相关酶的酶活包括过氧化物酶(pod)和漆酶(lac)。目前国际上这些酶的酶活测定方法均有广泛研究。
酶活测定:5个原产地种群和6个入侵地种群加拿大一枝黄花的同质园实验。从幼苗开始取样,根据加拿大一枝黄花的生长特性,在加拿大一枝黄花的不同生长阶段对植株的茎秆进行分别取样,直到终花期为止。对上述不同种群、不同生长阶段茎秆样本,首先测量其株高和直径,再对其进行木质素代谢途径中关键酶的测定。比较不同种群生长过程中木质素代谢相关酶活性的动态变化差异并对结果进行统计学分析。
4. 研究创新点
本实验通过研究加拿大一枝黄花茎秆不同组织木质素含量不同的分子机制,对木质素合成途径中的关键酶的酶活进行测定,从而找出预防和控制加拿大一枝黄花入侵的方法,进而解决加拿大一枝黄花的入侵问题。
5. 研究计划与进展
2015年9月2015年11月分别采摘不同月份入侵地和原产地不同种群加拿大一枝黄花,对样品进行处理。
2015年12月2015年2月测定不同月份入侵地和原产地不同种群加拿大一枝黄花茎秆木质素酶活,并分析相关酶表达水平的动态变化,以进一步阐述加拿大一枝黄花茎秆木质素的生理学特性。
2016年3月2016年5月结题,撰写并修改毕业论文。
