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内蒙古西鄂尔多斯古老残遗物种生活史适应机制的比较研究

王迎春  
【摘要】:内蒙古西鄂尔多斯草原化荒漠区位于古地中海边缘,荒漠成分中的多种古老残遗物种明显地构成了本地区植物区系的主体。这些物种在荒漠群系中大多为建群种或优势种,它们的存在对维持这一地区的生态环境具有十分重要的意义。本文选取了分布于该地区的三种古老残遗物种四合木(Tetraena mongolica Maxim)、棉刺(Potaninia mongolica)、沙冬青(Ammopiptantus mongolica)为代表,对它们的繁育系统、胚胎发育过程、种子形成和散播机制等生活史关键阶段进行了比较研究,探索其长期适应环境的生殖策略以及生活史中存在的薄弱环节。研究结果如下: 1.从花部解剖结构看,四合木、沙冬青适应异花传粉的特征较为明显,如花内具蜜腺,具两型花柱等。沙冬青中观察到多种传粉昆虫。套袋实验表明,四合木是以异交为主,自交可育的类型。棉刺则更倾向于白花传粉。 2.胚胎发育过程具以下特点:(1)在小孢子发生、雄配子体形成过程中普遍存在败育和异常现象,败育高峰主要集中在两个时期,一是小孢子母细胞减数分裂到四分体时期,并伴随药壁绒毡层的提早解体。二是成熟花粉时期,成熟花粉具多种形式的发育异常。(2)大孢子发生和雌配子体形成过程中各有特点,四合木成熟胚囊为4细胞,由卵细胞、2个助细胞和中央细胞组成;沙冬青成熟胚囊为典型的八核七细胞的蓼型胚囊;棉刺则形成体细胞无孢子生殖胚囊。(3)首次报道棉刺胚胎发育过程中存在无融合生殖现象,其无融合生殖类型为体细胞无孢子生殖,属山柳菊型,形成多个八核七细胞的成熟胚囊。但一般只有一个胚囊中发育为胚。胚囊发育过程中具极性,由合点端向珠孔端延伸。未观察到正常的有性生殖胚囊的发育。(4)胚胎发育过程中普遍存在败育现象,以四合木的胚胎败育较为严重,败育率保持在80~90%。(5)三种植物均产生无胚乳种子,胚发育成熟时,胚体中积累的营养物主要是多糖和蛋白质。 3.种子成熟时不存在形态上和生理上的休眠,且发芽均一。但种子普遍不耐储藏,随储藏时间的增加,种子活力逐渐下降。 4.种子萌发过程中多糖的消耗具以下规律:储藏于小液泡中的多糖随着种子萌发,以淀粉粒的形式转运和消耗,降解完多糖的小液泡彼此融合形成大的中央液泡,个别多糖囊泡彼此融合成1~2大的囊泡,PAS反应染色均匀。 5.具以下生殖保障对策:(1)花多果少的果实和种子产量格局,种群的开花


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