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松嫩草地及澳大利亚主要豆科牧草生殖生态学研究

王彦靖  
【摘要】:开花植物的生殖生态学研究对于确定种子的结实障碍、保存,了解传粉系统及对调节种群的遗传结构的繁育系统具有非常重要的意义,而豆科牧草又为评价自交亲和,异交率和近亲交配阻抑之间相互作用等提供重要的机会,本文以松嫩草原五脉山黧豆(Lathyrus quinquenervius),澳大利亚Cullen australasicum等多种多年生豆科牧草为实验材料,分别对繁育系统,传粉系统,花形态,生殖分配,种子萌发等生殖生态学方面的问题进行调查,具体研究结果如下: (1)对多年生豆科牧草五脉山黧豆花器结构,传粉系统及繁育系统的研究表明:雌雄蕊在空间上不分离,柱头的可授性与花粉活力同步,为自花授粉提供时空上的便利条件;传粉系统由风媒和昆虫诱导组成,主要传粉者为蜜蜂;按照Dafni和Cruden的标准,繁育系统为自交亲和,兼性异交,有时需要传粉者。自然条件下结荚率很低,人工自花授粉和异花授粉下的结荚率与对照差异不显著。荧光显微镜下人工自交和异交后花粉管生长没有差异,在柱头萌发及生长没有明显的自交不亲和现象发生。以上结果显示,雌雄同熟的五脉山黧豆是自交亲和物种,展示了混合的交配系统,花部特征在长期的进化过程中形成了一种繁殖保障。繁育系统有由异交向自交演化的趋势,以无性繁殖和有性繁殖并存的生殖方式作为一种生殖补偿机制。 (2)对来自澳大利亚不同地区的Cullen australasicum繁育系统研究结果显示,温室授粉实验中,五个编号中的四个需要外界的诱导来起到传粉的作用,人工弹花诱导是最为有效的授粉途径。扫描电镜的实验结果显示,该种具有二态型柱头。在花药开裂之前的早期花蕾阶段柱头可授性显著低于其他时期。在田间,粉红色的花朵相对于蓝色的花朵对访花昆虫例如蜜蜂和体型较小的昆虫具有更强的吸引力。对该种的研究显示该种具有很宽范围的异交潜力。当前实验结果表明,Cullen australasicum是自交亲和种,需要外界诱导使柱头表面膜破裂以起到传粉作用。 (3)对五脉山黧豆的生殖分配研究结果表明,不同的生境和生育阶段,生殖分配的比例变化不大。五脉山黧豆以发达的地下根茎系统,维持自身生长所需养分,无性繁殖的投资占生殖投资的比例大于有性繁殖的投资。不同施肥条件下,生殖分配比例没有显著变化,但在盛花期施肥,有利于地上各项生育指标的增长。 (4)对十三种豆科苜蓿属,包括野生黄花苜蓿,野生扁蓿豆和紫花苜蓿的11个品种的PEG模拟干旱胁迫研究结果显示,随着渗透胁迫强度的增加,各供试种的生物学指标发生变化且变化趋势不同,供试种子的抗旱性大致为扁蓿豆黄花苜蓿紫花苜蓿品种,以上各参数可以作为衡量牧草抗旱性的指标。


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