三種十字花科短命植物生殖生態(tài)學(xué)研究.pdf

1、甘新念珠芥(Neotorulariakorolkovii(Rgl.etSchmalh)HedgeetJ.Leonard)、寬翅菘藍(IsatisviolascensBge.)和西伯利亞離子芥(Chorisporasibirica(L.)DC.)是準(zhǔn)噶爾盆地中常見的三種十字花科早春短命植物。本論文從生殖生態(tài)學(xué)的角度出發(fā)，將野外與室內(nèi)觀測相結(jié)合，并采用熒光顯微鏡及掃描電子顯微鏡等實驗手段和生物統(tǒng)計學(xué)研究方法，對三種植物的物候、性表達、交配式

2、樣、生殖分配、結(jié)實結(jié)籽格局、果實及種子的擴散行為等特性進行了研究，從而探討了其特殊的生殖對策和生活史策略與荒漠環(huán)境之間的適應(yīng)機制。主要結(jié)果如下： (1)三種植物均屬典型的避旱型早春短命植物。其種子均在3月下旬萌發(fā)，5月下旬至6月上旬果實成熟，生活周期分別為62d、71d、72d，且其生殖生長期約占整個生活周期的2/3。三種植物短的生活周期是逃避準(zhǔn)噶爾荒漠夏季干熱氣候的一種適應(yīng)對策。 (2)三種植物的花均為兩性，四強雄蕊，

3、單花開放時間分別為1.5～2d、1～1.5d、3d，長雄蕊花藥的開裂早于短雄蕊，但花藥中的花粉數(shù)均較短雄蕊多。長、短雄蕊花藥中花粉可育率均較高，花粉活力的變化曲線基本相同，柱頭可授期分別為9.0h、4.5h、10.0h。甘新念珠芥和寬翅菘藍單花花期與柱頭可授期和花粉活力在時間上高度吻合，而西伯利亞離子芥柱頭可授期遠遠短于單花花期，但花粉壽命長于單花花期，且其雌蕊的柱頭開花前后始終高于雄蕊。三者柱頭可授期與花粉活力及壽命在時間上的差異是與

4、其不同的傳粉策略相適應(yīng)的，其目的均是為了能夠在準(zhǔn)噶爾荒漠嚴酷的環(huán)境條件下順利完成傳粉，最終達到有性生殖成功。 (3)三種植物的P/O(花粉/胚珠)值分別為108.07±17.17、992.10±272.16、8481.94±2379.56。對其開花期傳粉媒介、花粉萌發(fā)的熒光顯微觀察及開放式傳粉與自花傳粉結(jié)實情況的觀察結(jié)果表明，甘新念珠芥和寬翅菘藍的交配方式以自交為主，而西伯利亞離子芥屬于嚴格的異交。三者不同的交配方式可能是其長期

5、與環(huán)境相適應(yīng)形成的。 (4)三種植物生殖分配均較高，其生殖器官在整個生物量的分配中所占比例分別為73.55％、50.33％、71.36％。甘新念珠芥和寬翅菘藍存在大小依賴的生殖分配對策，西伯利亞離子芥則不存在大小依賴的生殖分配，三者不同資源分配對策的存在可能是由于其營養(yǎng)與繁殖構(gòu)件之間不同的資源權(quán)衡策略及一些內(nèi)在生理機制影響的結(jié)果。 (5)對三種植物結(jié)實特性分析表明，植株花序長度與果實產(chǎn)量之間呈極顯著正相關(guān)，主枝頂端花序結(jié)

6、實率達80％以上，高于側(cè)枝頂端花序結(jié)實率，說明其結(jié)實率受資源限制的影響較大。三種植物較高的結(jié)實率，使其大量果實和種子的產(chǎn)生更具有現(xiàn)實意義，是其能夠長久在準(zhǔn)噶爾荒漠定居的重要原因之一。 (6)三種植物果實及種子的擴散存在差別。從擴散單位看，甘新念珠芥以種子為擴散單位，而寬翅菘藍和西伯利亞離子芥以果實為擴散單位；從擴散方式看，甘新念珠芥和西伯利亞離子芥的種子或果實主要靠重力擴散在母株附近，而寬翅菘藍的果實在成熟后主要借助風(fēng)力傳播。螞