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旱麦草属四种短命植物生殖生态学研究

吕玲  
【摘要】:旱麦草属Eremopyrum (Ledeb.) Jaub.et Spach 是禾本科小麦族中的一个一年生属。全世界共有8种,我国有4 种,分别为:东方旱麦草E. oriental (l.) Jaub. et Spach、毛穗旱麦草E. distans (C.Koch) Nevski、光穗旱麦草E. bonaepartis (Spreng.) Nevski 和旱麦草E. triticeum (Gaertn.) Nevski,它们仅分布于新疆北部,是准噶尔荒漠中常见的短命植物,具有重要的生态和应用价值。本论文综合运用生殖生物学与种群生态学研究相结合的方法,首次对这四种禾本科短命植物的种子萌发、物候特征、各物候期生物量分配动态、繁育系统、结实特性、种子包装等方面的特性,及其对准噶尔荒漠生态环境的适应机制进行了观测与统计分析。主要结果如下: 1)四种旱麦草的种子萌发均具表型可塑性,主要表现在小穗基部种子休眠期长,同胞种子在相同环境影响下也存在着春、秋萌的差异, 且以秋萌株为主。 2)四种旱麦草的生活周期均较短,其中春萌株仅为65d 左右,秋萌株实际生长期在100d 左右;春萌株主要通过缩短营养生长的时间减少分蘖数,从而保证其在5 月下旬至6 月上旬与秋萌株一道完成其生活周期。 3)四种旱麦草秋萌株的生殖分配达55~60%,远高于其它一次生殖和多次生殖的植物。 4)四种旱麦草均自交亲合,其花设计与花展示较为特殊,主要表现为花丝不同步异速生长、花药不同期开裂、小花开花时将内外稃打开,花后内外稃闭合等。单花花粉量为1000-1500 粒, 比大多数风媒传粉的植物花粉量少,但从花粉育性、活力、在柱头上的萌发情况和活花粉在柱头上的存留时间等来看,这四种短命植物的花粉具有一系列对极端环境的适应机制,不存在花粉限制种子结实的情况。 5)四种旱麦草结实率均较高,结实量大,且其结实量与成熟期土壤中含水量明显相关。 6)四种旱麦草的种子(颖果)与稃粘生,而稃的重量占整个包装单位重量的三分之一到二分之一,这种对种子包装高比例的资源投入,提高了其种子在特殊环境中的适合度。四种旱麦草多以小穗作为扩散单位,这种独特的扩散方式,增加了种子及幼苗在极端环境中存活的可能性。


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