加拿大一枝黃花

生物入侵——加拿大一枝黃花

專業(yè)：2014級(jí)學(xué)科教學(xué)（生物）報(bào)告人：邱婷婷日期：2014年10月22日

珠江上水葫蘆阻塞航道、吳川紅火蟻咬傷村民、海南被椰心葉甲危害過(guò)的椰子樹就像被火燒過(guò)一樣慘烈……造成這些觸目驚心現(xiàn)象的罪魁禍?zhǔn)子袀€(gè)共同的名字——外來(lái)入侵生物。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，國(guó)際自然保護(hù)聯(lián)盟公布的全球100種最具威脅的外來(lái)入侵物種中，入侵中國(guó)的就有50余種。我國(guó)成為遭受外來(lái)物種入侵最嚴(yán)重的國(guó)家之一，每年經(jīng)濟(jì)損失超過(guò)2000億元人民幣?！獣r(shí)間：2014-09-2801:47來(lái)源：山西新聞網(wǎng)--山西晚報(bào)生物入侵1、定義：指生物由原生存地經(jīng)自然的或人為的途徑侵入到另一個(gè)新的環(huán)境，對(duì)入侵地的生物多樣性、農(nóng)林牧漁業(yè)生產(chǎn)以及人類健康造成經(jīng)濟(jì)損失或生態(tài)災(zāi)難的過(guò)程。

不少外來(lái)物種，由于具有較高的食用價(jià)值，被大量人工養(yǎng)殖，也是造成物種入侵的原因之一。作為外來(lái)物種入侵典型的小龍蝦，原產(chǎn)于美國(guó)東南部。1929年由日本人引入中國(guó)養(yǎng)殖，最早在江蘇南京及其郊縣繁衍，由于繁殖能力強(qiáng)大，迅速在中國(guó)各地落地生根。目前，小龍蝦已被國(guó)家環(huán)?？偩至腥搿拔：ψ畲蟮耐鈦?lái)物種”之一。這是因?yàn)樾↓埼r有在水面下打洞穴居的習(xí)性，所以對(duì)湖泊、水庫(kù)和江河的堤壩安全會(huì)造成威脅?，F(xiàn)在小龍蝦的數(shù)量之所以還在可控制范圍內(nèi)，是因?yàn)樗幸粋€(gè)天敵——人類的胃。加拿大一枝黃花

SolidagocanadensisL.

一、形態(tài)特征

一、形態(tài)特征加拿大一枝黃花是多年生草本，桔梗目菊科的植物，又名黃鶯、麒麟草。植株高1m-3m。莖直立，光滑，分枝少，基部帶紫紅色。單葉互生，葉是卵圓形、長(zhǎng)圓形或狹披針形，表面粗糙，背面有軟毛，先端尖或漸尖或鈍，邊緣有銳鋸齒。頭狀花序直徑5mm-8mm，聚成總狀或圓錐狀，花穗格外鮮艷。主要生長(zhǎng)在河灘、荒地、公路兩旁、農(nóng)田邊、農(nóng)村住宅四周。二、入侵方式1、入侵方式加拿大一枝黃花原產(chǎn)于北美的東北部，在歐洲已有100多年的藥用歷史，用于治療慢性腎炎、膀胱炎、結(jié)石、風(fēng)濕、糖尿病等疾病，具有抗氧化、抗菌消炎、利尿和抗腫瘤等藥理作用。加拿大一枝黃花于1935年作為庭院花卉引入我國(guó)上海、南京等地，隨后逸生至野外，成為惡性雜草，現(xiàn)分布于我國(guó)華東、華中、華北、東北和西南等地區(qū)，并有可能進(jìn)一步擴(kuò)散。[1]現(xiàn)已成功入侵歐洲中西部、亞洲大部以及澳大利亞和新西蘭等地，成為一種世界性的入侵雜草。我國(guó)于2002年將其列入中國(guó)重要外來(lái)有害植物名錄。[2]

[1]陸建忠,翁恩生,吳曉雯,等.加拿大一枝黃花在中國(guó)的潛在入侵區(qū)預(yù)測(cè)[J].植物分類學(xué)報(bào),2007,45(5):670-674.[2]劉成,吳明,陳曉德,等.蘆葦水提液對(duì)加拿大一枝黃花生長(zhǎng)及光合作用的化感效應(yīng).生態(tài)學(xué)雜志,2014,33(3):624-630.

2、入侵過(guò)程：傳入定殖潛伏暴發(fā)擴(kuò)散3、成功入侵的關(guān)鍵因素：(1)繁殖能力強(qiáng)加拿大一過(guò)枝黃花可以通過(guò)種子和根莖進(jìn)行繁殖，種子在3-10月都可以進(jìn)行萌發(fā)對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力很強(qiáng)，花期是9-10月，10月下旬就是盛開期。單株種子可達(dá)3000-20000粒（以量取勝），質(zhì)量輕利于擴(kuò)散，對(duì)重金屬有一定的耐性，但是自然萌發(fā)率不足50%。[3][4]

[3]沈國(guó)輝,錢振官,柴曉玲,等.加拿大一枝黃花種子生物學(xué)特性研究[J].上海農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2004,20(4):105-107.[4]黃華,郭水良.外來(lái)入侵植物加拿大一枝黃花繁殖生物學(xué)研究[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2005,25(11):2795-2802.3、成功入侵的關(guān)鍵因素：(2)生理生態(tài)特點(diǎn)加拿大一枝黃花入侵初期可與本地植物伴生，隨后其優(yōu)勢(shì)度逐漸增加，植物多樣性顯著下降，最后可形成單優(yōu)勢(shì)種群落。這除了與上述繁殖習(xí)性和形態(tài)學(xué)特征有關(guān)外，也與其生理生態(tài)適應(yīng)能力有很大關(guān)系。加拿大一枝黃花屬于喜陽(yáng)植物，它能調(diào)節(jié)不同部分葉片的凈光速率對(duì)光強(qiáng)的變化，對(duì)高溫干旱的適應(yīng)能力較強(qiáng)。同時(shí)也能夠通過(guò)增加葉綠素總含量以適應(yīng)陰森環(huán)境，對(duì)低溫適應(yīng)能力較差。

(2)生理生態(tài)特點(diǎn)

在研究全球氣候變暖對(duì)全球的生態(tài)系統(tǒng)及生物多樣性帶來(lái)負(fù)面或潛在的影響，以加拿大一枝黃花為實(shí)驗(yàn)研究的對(duì)象之一。模擬增溫對(duì)加拿大一枝黃花有影響,顯著增加了加拿大一枝黃花的根、莖生物量和總生物量，降低了葉生物量，對(duì)、花序生物量無(wú)顯著影響，即增加了根葉比。且溫度升高使加拿大一枝黃花的始花期、開花高峰期顯著提前，終花期推遲。人們預(yù)測(cè)：未來(lái)氣候變暖的情況下,加拿大一枝黃花的入侵性可能會(huì)增強(qiáng)，入侵所造成的危害會(huì)增加。[5]

[5]張斯斯.模擬增溫對(duì)菊科2種入侵植物繁殖生態(tài)學(xué)及光合特性的影響(D).重慶:西南大學(xué)植物保護(hù)生物學(xué),2014.3、成功入侵的關(guān)鍵因素：(3)抗逆性加拿大一枝黃花能成功入侵還和它對(duì)脅迫環(huán)境具有較強(qiáng)的忍受性和適應(yīng)能力有關(guān)。（對(duì)菌根真菌的依賴性）發(fā)現(xiàn)未受污染時(shí)：雞眼草的氮、磷吸收量和地上部分生物量都高于加拿大一枝黃花；鉛污染條件時(shí)：雞眼草的地上部分和根瘤生物量，氮磷攝取量，菌根侵染率都顯著下降；相反,加拿大一枝黃花除菌根侵染率下降外其他測(cè)定項(xiàng)目均顯著增加。

研究表明：重金屬脅迫提高了加拿大一枝黃花對(duì)本地物種的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)本地物種的存在反而增強(qiáng)了其應(yīng)對(duì)脅迫環(huán)境的能力。[6][6]楊如意,昝樹婷,唐建軍,等.加拿大一枝黃花的入侵機(jī)理研究進(jìn)展[J].生生態(tài)學(xué)報(bào),2011,31(4):1185-1194.3、成功入侵的關(guān)鍵因素：(4)細(xì)胞遺傳的特點(diǎn)加拿大一枝黃花是一組染色體數(shù)目不同的亞種或變種組成的多倍復(fù)合體，主要染色體倍性有二倍體、四倍體和六倍體。[7]這些基因在進(jìn)化過(guò)程中既可以保持原有功能，也可能會(huì)產(chǎn)生新的功能或處于沉默狀態(tài)，而且基因組之間還可以發(fā)生重組，這無(wú)疑將大大提高加拿大一枝黃花對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性，從而增強(qiáng)其入侵能力。另外，對(duì)環(huán)境變化的適應(yīng)能力還與其遺傳多樣性有關(guān)。

[7]董梅,陸建忠,張文駒,等.加拿大一枝黃花——一種正在迅速擴(kuò)張的外來(lái)入侵植物[J].植物分類學(xué)報(bào),2006,44(1):72–85.

三、化學(xué)成分加拿大一枝黃花化學(xué)成分復(fù)雜,主要包括：多炔類、二萜類、三萜和皂苷類成分、黃花精油、黃酮類等。1、多炔類多炔類廣泛存在于菊科，在這里主要是脫氫母菊脂類衍生物，主要為母菊內(nèi)酯衍生物。[8]其分別為順-8-脫氫母菊酯順脫氫母菊內(nèi)酯三個(gè)異構(gòu)母菊酯

[8]馬騰,唐文照,劉少超,等.加拿大一枝黃花的化學(xué)成分與藥理活性研究進(jìn)展[M].齊魯藥事,2010,29(5):295-298.三、化學(xué)成分2、二萜類二萜類是黃花屬植物最廣泛的一類化合物，迄今為止從加拿大一枝黃花中發(fā)現(xiàn)的二萜大致可分為松香烷型(Abietanetype)、克羅烷型(Clerodanetype)和半日花烷型(Labdanetype)。松香烷型(v)克羅烷型(克羅烷型是從加拿大一枝黃花中分離得到7個(gè)反式克羅烷型二萜)三、化學(xué)成分2、二萜類半日花烷型Bohlmann和Anthonsen等從加拿大一枝黃花的地上部分分離到3個(gè)半日花烷型二萜化合物，從根中分離得到2個(gè)該類二萜成分。[8]Marie-Eve等從加拿大一枝黃花中分離到的半日花烷型二萜化合物。[9][9]Marie-Eve,BRADETTE-HEBERT,JeanLEGAULT,etal.AnewLabdanediterpenefromtheFlowersofSolidagoCanadensis

[M].ChemPharmBull,2008,56(1):82~84.三、化學(xué)成分3、三萜和皂苷類成分在這里發(fā)現(xiàn)四個(gè)羽扇豆烷三萜、蛇麻脂醇和乙酸脂、a-香樹脂醇乙酸酯、烏索酸、環(huán)阿爾廷醇及其棕櫚酸酯和豆甾醇。

目前，本屬植物中發(fā)現(xiàn)的皂苷均為齊墩果酸型，而加拿大一枝黃花中的三萜皂苷以Bayogenin為苷元。Reznicek等從加拿大一枝黃花的地上部分得到4個(gè)該類三萜皂苷。[8]

三、化學(xué)成分4、黃花精油張勁松等用GC-S技術(shù)對(duì)加拿大一枝黃花揮發(fā)油化學(xué)成分進(jìn)行分析鑒定,共鑒定了28個(gè)成分,主要是大根香葉烯D，D-檸檬烯。[10]

注意：揮發(fā)油的組成和含量因植物的種類、場(chǎng)地、采樣時(shí)間和采樣部分不同而有所差異。[10]

[10]張勁松,李博,陳家寬,等.加拿大一枝黃花揮發(fā)油成分及其抗菌活性[J].復(fù)旦學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2006,45(3):412-416.三、化學(xué)成分5、黃酮類王開金等從S1canadensis的甲醇提取物中分離鑒定出9個(gè)黃酮類化合物,分別鑒定為:槲(hú

)皮素、3-3-O-A-L-鼠李糖苷、蘆丁、山柰酚、山柰酚-3-O-B-D-葡萄糖苷、山柰酚-3-O-A-L-鼠李糖苷、山柰酚-3-O-蘆丁糖苷。[10]Zhang等從加拿大一枝黃花的地上部分分離得到一個(gè)新的酚苷2c-Hhydroxy-4c，6c-di-O-B-D-gluco-pyranosyl-butyrrophenone。[11]Papp等從加拿大一枝黃花中發(fā)現(xiàn)14個(gè)黃酮類成分，分別為槲皮素及其糖苷，山萘酚及其糖苷，異鼠李素及其糖苷，另外，還發(fā)現(xiàn)綠原酸和Dattelicacid。[12]5、黃酮類Marie-Eve等從加拿大一枝黃花中分離到6種化合物,分別是槲皮素、新綠原酸(3-O-Caffeoylquinicacid)、綠原酸(5-O-Caffeoylquinicacid)、4,5-二-O-咖啡?？崴?4,5-di-O-Caffeoylquinicacid)、3,5-二-O-咖啡?？崴?、3,4-二-O-咖啡酰奎尼酸。[9]

[11]王開金,陳列忠,李寧,等.加拿大一枝黃花黃酮類成分及抗氧化與自由基消除活性的研究[J].中國(guó)藥學(xué)雜志,2006,41(7):493~497.[12]ZhangJS,ZhangXQ,LeiGQ,etal.AnewphenolicglycosidefromtheaerialpartofSolidagocanadensis.Fitoterapia,2007,78:69-71.[13]PappI,ApatiP,AndrasekV,etal.LC-MSanalysisofAntioxidant

plantphenoloids.Chromatographia,2004,60:S93-100.四、利用1、抗菌作用（大根香葉烯D是其主要的抗菌物質(zhì)）（1）其中黃花精油對(duì)一些病原菌具有抑制作用，其中對(duì)水稻的紋枯病和黃瓜的立枯病的抑制較強(qiáng)。黃花精油對(duì)番茄的灰霉病（化感提取物與病原菌都能提高番茄種子的死亡率）、大腸桿菌、枯草芽孢桿菌都有抑制作用，但是對(duì)番茄早疫病和葡萄炭疽病沒(méi)有作用。[14]（2）同時(shí)黃花精油對(duì)3種儲(chǔ)食害蟲也有抑制作用

[14]王開金,李寧,陳列忠,等.加拿大一枝黃花精油的化學(xué)成分及其抗菌活性.植物資源與環(huán)境學(xué)報(bào)[J],2006,15(1):34-36.四、利用2、抗腫瘤作用

通過(guò)對(duì)4株人癌細(xì)胞系，肝癌SMMC7721，紅白血病K562、乳腺癌Bcap37和肺腺癌SP&At的體外抑制實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，加拿大一枝黃花花序的石油醚、乙酸乙酯浸膏具有較強(qiáng)的體外抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)的能力。3、抗氧化作用加拿大一枝黃花中的黃酮類成分具有較強(qiáng)的抗氧化和自由基清除活性，并且其活性強(qiáng)弱與分子結(jié)構(gòu)中C-3位羥基的取代與否相關(guān)，取代基越大，活性越低。四、利用4、抑制裂解酶活性從加拿大一枝黃花中發(fā)現(xiàn)了四個(gè)新的羽扇豆烷型三萜及七個(gè)已知化合物(XIV、XV、XVI、XVII、蛇麻脂醇及其乙酸酯，A-香樹脂醇乙酸酯，烏索酸，環(huán)阿爾廷醇及其棕櫚酸酯和豆甾醇)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)研究證明：這11種化合物均具有抑制B-DNA聚合酶的裂解酶活性。5、抗利尿作用具有利尿、排石、止痛、抗尿道感染的作用。四、利用6、化感作用含有大量的揮發(fā)性的萜類化合物，它們不僅保護(hù)自己不受侵害的作用，還對(duì)其他植物的生長(zhǎng)具有抑制作用，所以它們?nèi)菀仔纬杉冎矃?。?）定義：植物通過(guò)向環(huán)境釋放特定的次生物質(zhì)從而對(duì)鄰近其它植物（含微生物及自身）生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生的有益和有害影響。（2）加拿大一枝黃花對(duì)銅綠微囊藻的化感作用0·3g/L和0·5g/L樣品的抑制率的加拿大一枝黃花提取物分別作用7天，在透射電子顯微鏡圖像顯示銅綠微囊藻細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中的損傷。結(jié)果表明：加拿大一枝黃花L.提取物能顯著抑制銅綠微囊藻的生長(zhǎng)。總之，利用加拿大一枝黃花L.控制有害細(xì)菌提供了新的思路。四、利用7、加拿大一枝黃花纖維素膜的制備及其應(yīng)用（1）操作過(guò)程：以加拿大一枝黃花為原材料,通過(guò)機(jī)械破碎預(yù)處理和甲酸/鹽酸化學(xué)法制漿,制備纖維素漿粕,并制備二醋酸纖維素、醋酸纖維素膜,對(duì)膜材料進(jìn)行改性、表征、性能測(cè)試及廢水處理實(shí)驗(yàn)。在資源化利用的同時(shí),也是治理加拿大一枝黃花的有效方式之一。即：四、利用8、用作花卉和觀賞植物加拿大一枝黃花外觀美麗，其金黃色的花朵尤為鮮艷奪目，除原產(chǎn)地加拿大和歐美國(guó)家外，仍有不少國(guó)家如瑞士、以色列、俄羅斯等國(guó)仍將其作為花卉植物引進(jìn)和栽培利用。是一種很好的鮮切花植物用作插花的背景材料作為觀賞植物很受消費(fèi)者歡迎。

9、用作栽培食用菌的培養(yǎng)基原料10、用作養(yǎng)蜂的蜜源植物（汁醇多，有特殊清香味）四、利用10、用作經(jīng)濟(jì)作物和化工原料可用作筷子和快餐盒的原料，作為化工原料，提取各種色素和精油，供醫(yī)藥和化妝品行業(yè)應(yīng)用，也可以造紙。

12、用作獸藥防治動(dòng)物疾?。▽?duì)多種細(xì)菌具有抑制作用。）在閑置的空地上，加拿大一枝黃花第1年長(zhǎng)出幾株或幾簇，第2、3年即連成片，單優(yōu)勢(shì)種群面積可達(dá)10hm2

，植株粗壯多數(shù)高達(dá)2ｍ，表現(xiàn)出極強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，壓抑其他植物的生長(zhǎng)，導(dǎo)致其他植物滅亡，帶來(lái)嚴(yán)重的生態(tài)失衡，破壞入侵地植被的生態(tài)平衡。

五、控制1、人工方法：8月下旬-9月中旬，沒(méi)有結(jié)籽前進(jìn)行人工挖除，然后進(jìn)行焚燒；