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大赖草的生殖生态学研究

刘宇  
【摘要】: 大赖草[Leymus racemosus(Lam.) Tzvel.]又名巨大滨草、巨野麦,禾本科小麦族多年生根茎型草本植物,在我国主要生长在沿额尔齐斯河两岸低阶地的固定、半固定沙丘上,是小麦育种中的重要种质资源及保护植物,新疆三级保护物种。本论文将野外调查及观测与室内萌发试验相结合,运用生物统计学研究方法,对大赖草的开花物候、繁育系统、种子特性及所形成的种子库类型等方面的特性进行了研究和分析,探讨其对环境的适应机制及生态意义,主要结果如下: (1)自然生境中大赖草的花期为每年六月的上旬至六月的中旬,比当地的春小麦的花期晚10~15天。大赖草的花期集中,多数大赖草花序在出现第一小花开放后的第2天,花序上小花的开放数剧增,进入盛花期,盛花期大约持续3~4天,然后进入末花期。在沙漠生态环境中空气干燥、风大等不利因子对风媒传粉极为不利,大赖草选择集中开花能增加周围空气的花粉密度,保证柱头能接受到足量的花粉实现授粉成功。 (2)大赖草的P/O比为3103,为自交不亲和。其花设计与花展示较为特殊,主要表现为:花序上小花间断性批量开放及小花雌雄异熟,在某一时刻实现了同步的雌雄异熟,这一特征不仅可使大赖草小花避免自花授粉,同时也可避免同穗(株)异花授粉;花丝异速生长和花药不同期开裂,相对的“延长”了花粉的寿命。从花粉育性、活力、柱头上着落的最大花粉量、活花粉在柱头上的存留时间、以及在柱头授粉不足时内外稃延迟闭合和柱头可授期延长等特性来看,大赖草具有一系列对极端环境的适应机制来确保成功授粉。 (3)低温层积处理能扩大种子萌发的温度范围,即降低了种子萌发对温度的要求,可知大赖草种子具有条件休眠。刚收获的大赖草种子初始萌发时间长,在一定的时间内随着储藏时间的延长,其萌发指数逐渐增大,说明大赖草种子需要一定的时间完成后熟,即大赖草种子也有一定的非深度生理休眠。稃能促进大赖草种子的萌发,但是效应不显著(p0.05)。消毒处理能抑制大赖草种子的萌发,随着消毒液浓度的增加,抑制作用越明显。当消毒液的浓度低于0.5%时,消毒处理仅能抑制大赖草种子的萌发,但不导致大赖草种子活力的下降。当消毒液的浓度高于0.5%时,消毒处理不仅能抑制大赖草种子的萌发,同时还能导致大赖草种子活力的下降。大赖草的大小种子间的萌发指数差异不显著(p0.05),最适萌发温度为25℃/ 15℃(光/暗)。大赖草种子的初始萌发时间长、萌发指数小和萌发过程分散,以及种子在土壤中的寿命短和大赖草种子拉长不易进入深层土壤形成永久种子库等特征,对于大赖草种群在生境条件恶劣的沙漠中繁衍、更新极为不利。


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