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角茴香繁殖生态学特性探究

杨姗霖  
【摘要】:古尔班通古特沙漠早春环境严酷多变,传粉昆虫种类较少且其数量和质量在时空上的变化较大,生长在早春环境的植物,必须具备一定的生殖适应对策才能在荒漠环境中得以生存。因此,研究早春开花植物的繁殖生物学特性对于揭示植物与传粉者的关系及植物对早春环境的生殖适应均具有重要的科学意义。角茴香(Hypecoum erectum L.)是罂粟科角茴香属(Hypecoum)植物,在新疆,是一种典型的早春沙生短命植物。通过对该物种前期调查数据的分析,发现该物种主要以斑块状分布在古尔班通古特沙漠的南缘。本文主要通过对角茴香的开花物候、花部综合特征及传粉特性、繁育系统以及种子萌发特性进行研究,探讨其繁殖生态学特性,理解其在荒漠极端生境下的生殖适应对策。本研究主要结果如下:1、通过观察不同水平的开花物候变化,结合相对开花振幅和开花同步性等开花物候参数分析开花物候特征及其对沙漠生境的适应性。角茴香种群花期为4月下旬至5月下旬,种群、个体、花序和单花的花期分别历时37-40 d、14-16 d、13-15 d和1-2 d。花序水平上,始花日期与花期持续时间存在显著负相关关系,开花数与座果数存在显著正相关关系。花序水平的开花振幅曲线呈渐进式单峰曲线,开花同步指数为0.748,此种“集中开花模式”,是抵抗沙漠生境下不可预测的自然干扰的一种生殖保障。2、通过对花部特征和传粉特性的探究,分析角茴香在荒漠生境下的传粉策略以及植物花部特征的生态进化含义。单花具有独特的花瓣结构,其内层花瓣由白色的侧裂片和黄色的兜状中裂片构成,中裂片是该种花粉二次呈现的关键功能器官,且中裂片结构的雄蕊拟态功能可以起到吸引传粉者的作用。绒毛分舌蜂(Colletes vestitus)是角茴香唯一的有效传粉者,访花高峰期表现为双峰型:12:00-13:00和19:00-20:00。3、通过人工授粉实验,分析角茴香的繁育系统类型及其对荒漠生境的适应性和进化意义。角茴香花粉活力持续时间约101 h,柱头可授性持续时间约48 h,开花前期至凋谢期,柱头均具有可授性;角茴香呈现混合交配系统,存在无融合生殖,部分自交亲和,存在异交。在长期的选择压力下,角茴香这种混合式交配系统可能是其应对不利传粉环境条件的一种适应策略。4、通过对其种子萌发特性进行探究,分析影响角茴香种子萌发的外界因素。角茴香种子矩形,长和宽分别为0.96±0.04 mm和0.69±0.03 mm,侧面有“X”形突起。在一定条件下,不同浓度的赤霉素浸泡的种子处理方式使种子的萌发率存在显著的差异,浓度为400mg/L的赤霉素使得种子的萌发率最高,为81.3±0.70%;4种温度梯度下种子萌发率均存在显著差异,15/25℃为种子萌发的最适温度,萌发率为69.33±3.34%;三种光照条件下,种子萌发率之间存在显著差异。从繁殖生态学特征的角度进行考虑,建议减少人为破坏从而减缓角茴香种群片段化分布的趋势以提高角茴香的生殖成功率。


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