不同氣候帶和入侵程度的入侵植物小飛蓬化感作用之差異

2021-02-08 入侵植物主導的生物入侵

Allelopathic suppression by Conyza canadensis depends on the interaction between latitude and the degree of the plant’s invasion

作者:王從彥

https://doi.org/0102-33062017abb0045

ABSTRACT

Allelopathic suppression of the growth of co-occurring plant species in invaded ecosystems is an important factor in some plant invasion. This study uses leaf extracts of the invasive plant species Conyza canadensis to determine its allelopathic effects along a latitudinal gradient, and under different cover classes and degrees of invasion, on seed germination and growth of Lactuca sativa, a sensitive bioindicator of allelochemicals. The allelopathic effects of C. canadensis on seedling height, root length, seedling biomass, germination percentage, germination potential, germination index, germination rate index, and vigor index of L. sativa increased significantly with increasing latitude. A possible explanation is that the leaves of plants growing in high latitudes secrete a higher concentration of allelochemicals than do leaves of plants growing in low latitudes. The allelopathic effects of C. canadensis on seedling height, seedling biomass, germination potential, germination index, germination rate index, and vigor index of L. sativa decreased with increasing degree of invasion. The more intense allelopathic effects of C. canadensis at lower degrees of invasion may enable it to establish populations in ecosystems by inhibiting the seed germination and growth of co-occurring species.

Table 1. Differences in the indices of L. sativa under the addition of C. canadensis leaf exacts with different latitudinal gradients. Data with different letters in a vertical row indicate a significant difference (P < 0.05). Abbreviations: H, seedling height (cm); RL, root length (cm); BM, seedling biomass (g); GPe, germination percentage (%); GPo, germination potential (%); GI, germination index; GRI, germination rate index; VI, vigor index.


H

RL

BM

GPe

GPo

GI

GRI

VI

Control

2.14±0.11b

3.10±0.49a

0.20±0.01a

90.00±2.79a

76.00±1.63a

52.58±1.40a

47.29±1.77a

10.71±0.58a

Low latitude

3.09±0.07a

1.97±0.08b

0.22±0.01a

86.67±1.22ab

76.67±2.16a

44.49±1.83ab

38.71±1.94ab

9.70±0.55ab

Middle latitude

2.64±0.04a

1.47±0.04c

0.20±0.00a

80.00±1.53bc

74.22±1.47a

39.41±0.77c

31.60±1.06b

7.84±0.28b

High latitude

2.08±0.25b

0.99±0.14d

0.13±0.02b

75.13±4.11c

34.36±8.75b

23.96±4.44d

19.80±4.31c

3.93±1.04c

Table 2. Differences in the indices of L. sativa under the addition of C. canadensis leaf exacts with different invasion degrees. Data with different letters in a vertical row indicate a significant difference (P < 0.05). 「ns」 means no significant difference (P > 0.05). Abbreviations: H, seedling height (cm); RL, root length (cm); BM, seedling biomass (g); GPe, germination percentage (%); GPo, germination potential (%); GI, germination index; GRI, germination rate index; VI, vigor index.


H

RL

BM

GPe

GPo

GI

GRI

VI

Control

2.14±0.11ns

3.10±0.49a

0.20±0.01ns

90.00±2.79ns

76.00±1.63ns

52.58±1.40a

47.29±1.77a

10.71±0.58a

Low degree

2.47±0.24ns

1.35±0.17b

0.17±0.02ns

78.22±3.33ns

55.78±9.03ns

33.49±4.32b

27.86±3.97b

6.65±1.11b

Moderate degree

2.52±0.16ns

1.71±0.15b

0.18±0.01ns

79.49±2.77ns

60.77±7.39ns

36.73±3.92b

30.11±3.79b

7.26±1.06ab

High degree

2.88±0.06ns

1.47±0.06b

0.20±0.01ns

84.67±1.55ns

72.22±2.15ns

39.34±1.47b

33.52±1.77b

8.00±0.44ab

Table 3. Two-way ANOVA on the effects of latitude gradient and invasion stage on the indices of L. sativa. P values equal to or lower than 0.05 are in bold face print. Abbreviations: H, seedling height (cm); RL, root length (cm); BM, seedling biomass (g); GPe, germination percentage (%); GPo, germination potential (%); GI, germination index; GRI, germination rate index; VI, vigor index



PH

RL

BM

GPe

GPo

GI

GRI

VI

Latitude gradient

F

26.97

38.13

33.04

6.06

96.82

51.46

29.38

44.08

P

<0.0001

<0.0001

<0.0001

0.0014

<0.0001

<0.0001

<0.0001

<0.0001

Invasion stage

F

4.09

1.52

4.05

1.60

12.84

1.29

1.17

0.89

P

0.0232

0.2298

0.0240

0.2121

<0.0001

0.2845

0.3196

0.4163

Latitude gradient * Invasion stage

F

12.81

7.28

9.26

2.90

30.34

24.52

15.28

16.15

P

<0.0001

<0.0001

<0.0001

0.0174

<0.0001

<0.0001

<0.0001

<0.0001

Figure 1. The geographic location of the three sampling sites. The triangles represent the geographic location of the three sampling sites.

Figure 2. The indices of L. sativa under the addition of C. canadensis leaf exacts with different invasion degrees (L, low; M, moderate; H, high) along a latitudinal gradient (SY, Shenyang; JN, Jinan; ZJ, Zhenjiang). Bars with different capital letters indicate a significant difference between the three sampling sites at the same invasion degree and bars with different lowercase letters indicate a significant difference between the three invasion degrees in the same sampling site (P < 0.05). Note: white bar, low invasion degree; grey bar, medium invasion degree; black bar, high invasion degree.

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