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沙冬青属植物繁殖生物学研究

李新蓉  
【摘要】: 沙冬青属(Ammopiptanthus)是古老的第三纪残遗种,是亚洲中部荒漠地区特有的常绿阔叶灌木,为我国重点保护植物。该属仅有2种,即蒙古沙冬青和新疆沙冬青。本论文以新疆吐鲁番沙漠植物园以及乌恰县新疆沙冬青自然分布区为研究地点,对迁地保护条件下两种沙冬青以及不同生境下新疆沙冬青的性系统、开花物候、繁育系统、传粉生态学和结实结籽特性进行了比较研究,并首次对迁地保护条件下新疆沙冬青性系统的变异进行了详细观察与分析。主要结论如下: 1、花器官发生:在自然生境及迁地保护条件下,蒙古沙冬青均为两性花,而新疆沙冬青在自然条件下为两性花,在吐鲁番沙漠植物园中表现为雄全同株。从花器官发生看,新疆沙冬青的两性花是按花萼、花瓣、外轮雄蕊和心皮、内轮雄蕊的顺序发生;花萼的发生顺序无方向性;两轮雄蕊的发生时间部分重叠,且对萼雄蕊比对瓣雄蕊发生得早,是轮列雄蕊群普遍和原始的发生类型。雄花并不是其两性花在发育过程中雌蕊的败育形成的,而是在花芽分化时就没有雌蕊原基的发生。该结果说明环境条件的变化对蒙古沙冬青的性系统没有影响,但对新疆沙冬青的影响较大。 2、开花物候:在迁地保护条件下,两种沙冬青在开花频率、花序开花顺序、开花振幅曲线及单花寿命等参数上相似,但在始花时间、单株花期、花序开花数及开花持续时间与频率分布、开花振幅等参数上明显不同,表明其开花物候既受系统发育限制,也可能与其进化历史及所处的环境异质性有关。在不同生境条件下,新疆沙冬青的开花频率、花序上花的开放顺序及单花寿命均相似,说明这些特点是受遗传和系统发育限制的;但其始花日期、进入开花高峰期的时间、开花持续时间、每花序的开花数与开放持续时间均明显不同,表明生境条件(如海拔、降水量、气温、日照时数和土壤类型等)对新疆沙冬青的开花物候具明显影响。 3、繁育特性:迁地保护条件下,两种沙冬青的雌、雄蕊同时成熟,单花花粉量、P/O值、花粉败育率和胚珠数差异不显著,花粉活力变化曲线相同,但花粉寿命和展现频率不同,蒙古沙冬青单花内雄性功能持续时间为25h,新疆沙冬青为28h。这些特性对于降低传粉者在单次拜访中转移所有花粉的风险、保障传粉成功具有适应意义。新疆沙冬青的柱头可授期比蒙古沙冬青稍长。授粉实验表明二者都有自发的自花传粉和无融合生殖现象,属于混合式交配系统。此外,新疆沙冬青不同年份间花序上的雄花数存在显著差异,但雄花比率无显著差异,植株上先开的花序中雄花比例较大;雄花、两性花中单花花粉量、花粉败育率、花蜜分泌量及糖浓度无显著差异,但单花寿命及花粉展现时间明显不同,雄花的单花持续时间和花粉散布时间比两性花短,花粉输出比


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