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火柴头生殖特性研究

李栋梁  
【摘要】: 通过田间跟踪形态学观察、分类统计、蛋白质组学实验、细胞学核型分析,研究了火柴头的地上、地下不同的有性生殖方式,其结论如下: (1)田间火柴头营养生长期叶面积呈指数型增长,经历4周,营养生长结束时单株叶面积可达300cm2。 (2)火柴头花期为6月初至10月末, 7~9月为盛花期,其开花特性受温度等外界因素影响,整个花期内总体呈低-高-低走向,呈波动起伏式上升或下降,周期平均为2星期。 (3)不同佛焰苞类型开花特性追踪表明,8月中旬前,比例最高的是含有雄性花的佛焰苞类型;至9月下旬,比例最高的是不含雄性花的佛焰苞类型;此后至终花期,不含雄性花的闭花两性花比例最高。 (4)去除佛焰苞并套袋保湿可以大大降低火柴头地上闭花受粉型两性花的存在,证明可能是外界因素更多地影响了其地上开、闭花的构成。 (5)火柴头的花瓣展宽与成熟两性花苞距离佛焰苞上沿距离呈显著负相关,越远,产生闭花受粉两性几率越大。佛焰苞的存在对于地上开花受粉型两性花和闭花受粉型两性花间的比例有重要影响。 (6)地上、地下两性花的雌蕊花柱初始卷曲方向均与佛焰苞的高度呈显著负相关,一定程度内,佛焰苞自身的高度越高,初始向左卷曲倾向性越强。 (7)地上佛焰苞内两朵两性花其花柱卷曲具有协同性,第一朵成熟两性花花柱初始弯曲位置与第二朵基本一致。 (8)同一地上佛焰苞内两朵同时开放的两性花具有协同效应,二者花柱运动存在一致性。2朵花中只有1朵的花柱通过旋转运动接触雄蕊花药。 (9)火柴头地上开花受粉型两性花存在雌、雄蕊互作,花柱与柱头能够感知雄蕊,通过花柱的卷曲/拉拢可育雄蕊,进而接触开裂的雄蕊花药,保证受粉。火柴头地上闭花受粉型两性花雌雄蕊之间也存在互作效应,花柱全部能卷曲缠绕花药。地下闭花受粉型两性花的雌雄蕊间互作过程类似于地上闭花受粉型两性花。三者花丝自卷参与互作过程;卷曲方向似乎无偏好性。 (10)选择性去雄不影响火柴头花柱的卷曲性,去除柱头后卷曲缠绕圈数减少。 (11)地上雄花、地上和地下两性花花芽间蛋白质双向凝胶电泳鉴定出5个差异蛋白,分别是单脱氢抗坏血酸还原酶、苯基香豆满苄醚还原酶、GF14蛋白、锰超氧化物歧化酶、α维管蛋白,它们可能与花芽的向光性与背光性生长有关。 (12)火柴头地上、地下四种不同类型的种子(地上大种、地上小种、地下大种、地下小种)后代染色体核型分析结果表明:不同类型种子后代植株核型存在差异,其地下大种后代染色体核型公式可写为2n = 22 = 2m + 16sm + 4st;地上大种后代染色体核型公式可写为2n = 22 = 8m + 12sm + 2st;地下小种后代染色体核型公式可写为2n = 22 = 14m + 6sm + 2st;地上小种后代染色体核型公式可写为2n = 22 = 14m + 8sm。


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