入侵植物黃頂菊的研究進展

武文超 徐晶 王英超 張耀方 盧順嬌 陳慧慧 周倩

摘要：黃頂菊是近年來新發現的一種外來入侵性雜草，其生存能力和繁殖能力極強。本文對黃頂菊的譯名、生物學及生態學特性、次生代謝產物的研究狀況進行了概述；重點對黃菊屬植物的光合特性以及黃頂菊對農作物生長狀況的影響進行了綜述，對今后黃頂菊的研究提出了展望。

關鍵詞：黃頂菊；外來植物；光合作用；次生代謝產物；化感作用

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）01-0084-02

黃頂菊是近年來新發現的一種外來雜草，原產于南美洲巴西、阿根廷等國，也叫“南美黃頂菊”，有的地方也稱“野菊花”。2001年首次在天津南開大學發現，目前在河北邯鄲、邢臺、衡水、滄州、廊坊、石家莊、保定等地不同程度發生。黃頂菊對生態系統造成極大地危害，被稱為“生態殺手”。目前，國內對黃頂菊的研究主要集中在譯名、生態特性、危害以及防止措施等方面，而國外對黃頂菊的研究相對較多，主要集中在光合作用、次級代謝產物、遺傳學以及系統進化等方面[1]。本文從多個方面對黃頂菊進行綜述，為其防治和開發利用提供參考。

一、黃頂菊的譯名及生態學和生物學特性

1.譯名。對黃頂菊屬（Flaveria）的中文譯名有以下兩種看法：高賢明[2]等人認為將屬名Flaveria可譯為黃菊屬、黃頂菊屬或黃冠菊；2005年劉全儒[3]在植物分類學報上又將其譯名為二齒黃菊，屬名為黃菊屬。從目前情況來看，黃菊屬這一名稱被普遍接受，故本文采用黃菊屬作為黃頂菊的屬名。

2.生態學和生物學特性。黃頂菊是一年生草本植物，高25—100cm，莖直立，常帶紫色；葉呈亮綠色，多數葉具有葉柄，頭狀花序多呈蝎尾狀聚傘花序。花果期夏季到秋季或至全年[2-3]。黃頂菊的生存范圍非常廣，適應環境的能力極強，在靠近河、溪旁的水濕處、峽谷以及含礫巖或沙子的黏土上都能生長[1]。黃頂菊之所以能適應多種生存環境，其原因有三。第一是抗逆性強。黃頂菊耐鹽堿、耐干旱、耐貧瘠、耐寒冷且具有再生能力。第二是可塑性強。黃頂菊從4月下旬到9月上旬都可以萌發；從8月下旬至11月上旬均有種子成熟；從4月下旬到8月中下旬出土的植株均可以產生成熟的種子。第三是競爭力強。黃頂菊植株高大，根系發達，葉片光合能力強，繁殖系數高，并且可以產生具有化感作用的次級代謝產物[4]。這三方面原因使得黃頂菊在自然界中具有較強的生存能力[5-6]。

二、黃頂菊的光合特性

黃頂菊是雙子葉植物中較少見的C4植物，是研究光合作用較好的實驗材料[1]。黃頂菊強大的入侵性可能與其特殊的生長和光合特性有關。許賢[7]等人研究結果表明，黃頂菊出苗高峰期出現在播種后8周，出苗率達到74.67%，在播種后8—22周黃頂菊迅速生長，在此期間黃頂菊單位面積鮮質量有較大幅度的增長，22周后單位面積鮮質量達到最大值26781g/m2。黃頂菊在苗期、生長期、開花初期葉片中葉綠素的含量分別是0.392%、0.409%、0.508%；最大凈光合速率分別為23.6μmol/（m2·s）、37.5μmol/（m2·s）、41.5μmol/（m2·s）。據報道，外來入侵性雜草薇甘菊的凈光合速率平均為21.6μmol/（m2·s）[7]，黃頂菊的凈光合速率比雜草性很強的薇甘菊還要高。

三、黃頂菊次級代謝產物

次級代謝產物是指生物生長到一定階段才產生的化學結構十分復雜、對該生物無明顯生理功能，或并非是該生物生長和繁殖所必需的物質。黃菊屬植物可以產生硫酸鹽類黃酮、α-三聯噻吩等次級代謝生產物[1]，這些物質具有抗蟲、抗菌和除草的作用，并可以通過化感作用提高黃頂菊的種間競爭力。

1.次級代謝產物的抗蟲、抗菌能力。有研究表明，黃頂菊的二氯甲烷、甲醇和氯仿提取液具有很強的抗蟲、殺菌活性[8-9]，其主要成分α-三聯噻吩是一種典型的光活化毒素，并且在黃頂菊中α-三聯噻吩的含量較高[10-11]。因此，黃頂菊有望成為新一代的綠色農藥提取植物。

2.次級代謝產物的化感作用。化感作用在自然界中廣泛存在，是植物賴以生存的一種重要生態機制，也是入侵性植物具有較強入侵性的重要原因[12]。植物的化感物質主要為植物的次級代謝產物，其中酚類和萜類最為常見[13]。黃頂菊可以產生酚類化合物中的硫酸鹽類黃酮物質，對很多植物的生長都具有抑制作用。

四、黃頂菊對農作物生長狀況的影響

黃頂菊對農業生態系統具有較為嚴重的潛在危害，比化學污染更具有威脅性，更具有長遠效應。張鳳娟、徐興友等[14]人通過研究發現黃頂菊的浸提液可以明顯的抑制白菜和水稻幼苗根系的活力，并可增加受體細胞膜的通透性。蘆站根等[15]人通過研究發現黃頂菊的水提取液對油麥種子的發芽率和發芽速率均有明顯的抑制作用。陳冬青[16]等人通過研究發現黃頂菊的化感作用強弱與其入侵能力存在一定相關性，強弱隨濃度的提高而增強。彭軍、馬艷[17]等人通過研究不同密度、不同花期的黃頂菊對棉花生長的影響，發現黃頂菊密度達到0.5株/m2以上時，棉花現蕾期顯著延遲。唐秀麗[18]等人通過測定不同濃度的黃頂菊浸提液對玉米幼苗中可溶性蛋白、可溶性糖以及脯氨酸含量的影響，發現不同濃度處理后各個生理指標均存在顯著的差異。

五、展望

外來物種的入侵對我國生物多樣性、生態系統安全、區域經濟的發展等方面造成了巨大的危害，已成為不可忽視的重要課題。黃頂菊作為近年來侵入我國的外來植物，對其的防治已刻不容緩。有關部門應該對未侵入地區加強防范，減少其傳播危害。

參考文獻：

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