加拿大一枝黄花

生物入侵——加拿大一枝黄花

专业：2014级学科教学（生物）报告人：邱婷婷日期：2014年10月22日

珠江上水葫芦阻塞航道、吴川红火蚁咬伤村民、海南被椰心叶甲危害过的椰子树就像被火烧过一样惨烈……造成这些触目惊心现象的罪魁祸首有个共同的名字——外来入侵生物。

据统计，国际自然保护联盟公布的全球100种最具威胁的外来入侵物种中，入侵中国的就有50余种。我国成为遭受外来物种入侵最严重的国家之一，每年经济损失超过2000亿元人民币。——时间：2014-09-2801:47来源：山西新闻网--山西晚报生物入侵1、定义：指生物由原生存地经自然的或人为的途径侵入到另一个新的环境，对入侵地的生物多样性、农林牧渔业生产以及人类健康造成经济损失或生态灾难的过程。

不少外来物种，由于具有较高的食用价值，被大量人工养殖，也是造成物种入侵的原因之一。作为外来物种入侵典型的小龙虾，原产于美国东南部。1929年由日本人引入中国养殖，最早在江苏南京及其郊县繁衍，由于繁殖能力强大，迅速在中国各地落地生根。目前，小龙虾已被国家环保总局列入“危害最大的外来物种”之一。这是因为小龙虾有在水面下打洞穴居的习性，所以对湖泊、水库和江河的堤坝安全会造成威胁。现在小龙虾的数量之所以还在可控制范围内，是因为它有一个天敌——人类的胃。加拿大一枝黄花

SolidagocanadensisL.

一、形态特征

一、形态特征加拿大一枝黄花是多年生草本，桔梗目菊科的植物，又名黄莺、麒麟草。植株高1m-3m。茎直立，光滑，分枝少，基部带紫红色。单叶互生，叶是卵圆形、长圆形或狭披针形，表面粗糙，背面有软毛，先端尖或渐尖或钝，边缘有锐锯齿。头状花序直径5mm-8mm，聚成总状或圆锥状，花穗格外鲜艳。主要生长在河滩、荒地、公路两旁、农田边、农村住宅四周。二、入侵方式1、入侵方式加拿大一枝黄花原产于北美的东北部，在欧洲已有100多年的药用历史，用于治疗慢性肾炎、膀胱炎、结石、风湿、糖尿病等疾病，具有抗氧化、抗菌消炎、利尿和抗肿瘤等药理作用。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。[1]现已成功入侵欧洲中西部、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。我国于2002年将其列入中国重要外来有害植物名录。[2]

[1]陆建忠,翁恩生,吴晓雯,等.加拿大一枝黄花在中国的潜在入侵区预测[J].植物分类学报,2007,45(5):670-674.[2]刘成,吴明,陈晓德,等.芦苇水提液对加拿大一枝黄花生长及光合作用的化感效应.生态学杂志,2014,33(3):624-630.

2、入侵过程：传入定殖潜伏暴发扩散3、成功入侵的关键因素：(1)繁殖能力强加拿大一过枝黄花可以通过种子和根茎进行繁殖，种子在3-10月都可以进行萌发对环境的适应能力很强，花期是9-10月，10月下旬就是盛开期。单株种子可达3000-20000粒（以量取胜），质量轻利于扩散，对重金属有一定的耐性，但是自然萌发率不足50%。[3][4]

[3]沈国辉,钱振官,柴晓玲,等.加拿大一枝黄花种子生物学特性研究[J].上海农业学报,2004,20(4):105-107.[4]黄华,郭水良.外来入侵植物加拿大一枝黄花繁殖生物学研究[J].生态学报,2005,25(11):2795-2802.3、成功入侵的关键因素：(2)生理生态特点加拿大一枝黄花入侵初期可与本地植物伴生，随后其优势度逐渐增加，植物多样性显著下降，最后可形成单优势种群落。这除了与上述繁殖习性和形态学特征有关外，也与其生理生态适应能力有很大关系。加拿大一枝黄花属于喜阳植物，它能调节不同部分叶片的净光速率对光强的变化，对高温干旱的适应能力较强。同时也能够通过增加叶绿素总含量以适应阴森环境，对低温适应能力较差。

(2)生理生态特点

在研究全球气候变暖对全球的生态系统及生物多样性带来负面或潜在的影响，以加拿大一枝黄花为实验研究的对象之一。模拟增温对加拿大一枝黄花有影响,显著增加了加拿大一枝黄花的根、茎生物量和总生物量，降低了叶生物量，对、花序生物量无显著影响，即增加了根叶比。且温度升高使加拿大一枝黄花的始花期、开花高峰期显著提前，终花期推迟。人们预测：未来气候变暖的情况下,加拿大一枝黄花的入侵性可能会增强，入侵所造成的危害会增加。[5]

[5]张斯斯.模拟增温对菊科2种入侵植物繁殖生态学及光合特性的影响(D).重庆:西南大学植物保护生物学,2014.3、成功入侵的关键因素：(3)抗逆性加拿大一枝黄花能成功入侵还和它对胁迫环境具有较强的忍受性和适应能力有关。（对菌根真菌的依赖性）发现未受污染时：鸡眼草的氮、磷吸收量和地上部分生物量都高于加拿大一枝黄花；铅污染条件时：鸡眼草的地上部分和根瘤生物量，氮磷摄取量，菌根侵染率都显著下降；相反,加拿大一枝黄花除菌根侵染率下降外其他测定项目均显著增加。

研究表明：重金属胁迫提高了加拿大一枝黄花对本地物种的竞争优势本地物种的存在反而增强了其应对胁迫环境的能力。[6][6]杨如意,昝树婷,唐建军,等.加拿大一枝黄花的入侵机理研究进展[J].生生态学报,2011,31(4):1185-1194.3、成功入侵的关键因素：(4)细胞遗传的特点加拿大一枝黄花是一组染色体数目不同的亚种或变种组成的多倍复合体，主要染色体倍性有二倍体、四倍体和六倍体。[7]这些基因在进化过程中既可以保持原有功能，也可能会产生新的功能或处于沉默状态，而且基因组之间还可以发生重组，这无疑将大大提高加拿大一枝黄花对环境的适应性，从而增强其入侵能力。另外，对环境变化的适应能力还与其遗传多样性有关。

[7]董梅,陆建忠,张文驹,等.加拿大一枝黄花——一种正在迅速扩张的外来入侵植物[J].植物分类学报,2006,44(1):72–85.

三、化学成分加拿大一枝黄花化学成分复杂,主要包括：多炔类、二萜类、三萜和皂苷类成分、黄花精油、黄酮类等。1、多炔类多炔类广泛存在于菊科，在这里主要是脱氢母菊脂类衍生物，主要为母菊内酯衍生物。[8]其分别为顺-8-脱氢母菊酯顺脱氢母菊内酯三个异构母菊酯

[8]马腾,唐文照,刘少超,等.加拿大一枝黄花的化学成分与药理活性研究进展[M].齐鲁药事,2010,29(5):295-298.三、化学成分2、二萜类二萜类是黄花属植物最广泛的一类化合物，迄今为止从加拿大一枝黄花中发现的二萜大致可分为松香烷型(Abietanetype)、克罗烷型(Clerodanetype)和半日花烷型(Labdanetype)。松香烷型(v)克罗烷型(克罗烷型是从加拿大一枝黄花中分离得到7个反式克罗烷型二萜)三、化学成分2、二萜类半日花烷型Bohlmann和Anthonsen等从加拿大一枝黄花的地上部分分离到3个半日花烷型二萜化合物，从根中分离得到2个该类二萜成分。[8]Marie-Eve等从加拿大一枝黄花中分离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、化学成分3、三萜和皂苷类成分在这里发现四个羽扇豆烷三萜、蛇麻脂醇和乙酸脂、a-香树脂醇乙酸酯、乌索酸、环阿尔廷醇及其棕榈酸酯和豆甾醇。

目前，本属植物中发现的皂苷均为齐墩果酸型，而加拿大一枝黄花中的三萜皂苷以Bayogenin为苷元。Reznicek等从加拿大一枝黄花的地上部分得到4个该类三萜皂苷。[8]

三、化学成分4、黄花精油张劲松等用GC-S技术对加拿大一枝黄花挥发油化学成分进行分析鉴定,共鉴定了28个成分,主要是大根香叶烯D，D-柠檬烯。[10]

注意：挥发油的组成和含量因植物的种类、场地、采样时间和采样部分不同而有所差异。[10]

[10]张劲松,李博,陈家宽,等.加拿大一枝黄花挥发油成分及其抗菌活性[J].复旦学报(自然科学版),2006,45(3):412-416.三、化学成分5、黄酮类王开金等从S1canadensis的甲醇提取物中分离鉴定出9个黄酮类化合物,分别鉴定为:槲(hú

)皮素、3-3-O-A-L-鼠李糖苷、芦丁、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-芦丁糖苷。[10]Zhang等从加拿大一枝黄花的地上部分分离得到一个新的酚苷2c-Hhydroxy-4c，6c-di-O-B-D-gluco-pyranosyl-butyrrophenone。[11]Papp等从加拿大一枝黄花中发现14个黄酮类成分，分别为槲皮素及其糖苷，山萘酚及其糖苷，异鼠李素及其糖苷，另外，还发现绿原酸和Dattelicacid。[12]5、黄酮类Marie-Eve等从加拿大一枝黄花中分离到6种化合物,分别是槲皮素、新绿原酸(3-O-Caffeoylquinicacid)、绿原酸(5-O-Caffeoylquinicacid)、4,5-二-O-咖啡酰奎尼酸(4,5-di-O-Caffeoylquinicacid)、3,5-二-O-咖啡酰奎尼酸、3,4-二-O-咖啡酰奎尼酸。[9]

[11]王开金,陈列忠,李宁,等.加拿大一枝黄花黄酮类成分及抗氧化与自由基消除活性的研究[J].中国药学杂志,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（大根香叶烯D是其主要的抗菌物质）（1）其中黄花精油对一些病原菌具有抑制作用，其中对水稻的纹枯病和黄瓜的立枯病的抑制较强。黄花精油对番茄的灰霉病（化感提取物与病原菌都能提高番茄种子的死亡率）、大肠杆菌、枯草芽孢杆菌都有抑制作用，但是对番茄早疫病和葡萄炭疽病没有作用。[14]（2）同时黄花精油对3种储食害虫也有抑制作用

[14]王开金,李宁,陈列忠,等.加拿大一枝黄花精油的化学成分及其抗菌活性.植物资源与环境学报[J],2006,15(1):34-36.四、利用2、抗肿瘤作用

通过对4株人癌细胞系，肝癌SMMC7721，红白血病K562、乳腺癌Bcap37和肺腺癌SP&At的体外抑制实验发现，加拿大一枝黄花花序的石油醚、乙酸乙酯浸膏具有较强的体外抑制肿瘤细胞生长的能力。3、抗氧化作用加拿大一枝黄花中的黄酮类成分具有较强的抗氧化和自由基清除活性，并且其活性强弱与分子结构中C-3位羟基的取代与否相关，取代基越大，活性越低。四、利用4、抑制裂解酶活性从加拿大一枝黄花中发现了四个新的羽扇豆烷型三萜及七个已知化合物(XIV、XV、XVI、XVII、蛇麻脂醇及其乙酸酯，A-香树脂醇乙酸酯，乌索酸，环阿尔廷醇及其棕榈酸酯和豆甾醇)。经实验研究证明：这11种化合物均具有抑制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挥发性的萜类化合物，它们不仅保护自己不受侵害的作用，还对其他植物的生长具有抑制作用，所以它们容易形成纯植丛。（1）定义：植物通过向环境释放特定的次生物质从而对邻近其它植物（含微生物及自身）生长发育产生的有益和有害影响。（2）加拿大一枝黄花对铜绿微囊藻的化感作用0·3g/L和0·5g/L样品的抑制率的加拿大一枝黄花提取物分别作用7天，在透射电子显微镜图像显示铜绿微囊藻细胞培养过程中的损伤。结果表明：加拿大一枝黄花L.提取物能显著抑制铜绿微囊藻的生长。总之，利用加拿大一枝黄花L.控制有害细菌提供了新的思路。四、利用7、加拿大一枝黄花纤维素膜的制备及其应用（1）操作过程：以加拿大一枝黄花为原材料,通过机械破碎预处理和甲酸/盐酸化学法制浆,制备纤维素浆粕,并制备二醋酸纤维素、醋酸纤维素膜,对膜材料进行改性、表征、性能测试及废水处理实验。在资源化利用的同时,也是治理加拿大一枝黄花的有效方式之一。即：四、利用8、用作花卉和观赏植物加拿大一枝黄花外观美丽，其金黄色的花朵尤为鲜艳夺目，除原产地加拿大和欧美国家外，仍有不少国家如瑞士、以色列、俄罗斯等国仍将其作为花卉植物引进和栽培利用。是一种很好的鲜切花植物用作插花的背景材料作为观赏植物很受消费者欢迎。

9、用作栽培食用菌的培养基原料10、用作养蜂的蜜源植物（汁醇多，有特殊清香味）四、利用10、用作经济作物和化工原料可用作筷子和快餐盒的原料，作为化工原料，提取各种色素和精油，供医药和化妆品行业应用，也可以造纸。

12、用作兽药防治动物疾病（对多种细菌具有抑制作用。）在闲置的空地上，加拿大一枝黄花第1年长出几株或几簇，第2、3年即连成片，单优势种群面积可达10hm²

，植株粗壮多数高达2ｍ，表现出极强的竞争优势，压抑其他植物的生长，导致其他植物灭亡，带来严重的生态失衡，破坏入侵地植被的生态平衡。

五、控制1、人工方法：8月下旬-9月中旬，没有结籽前进行人工挖除，然后进行焚烧；