西南樺天然居群花粉散布、離體競爭與自由授粉子代適應(yīng)性.pdf

1、以往學(xué)者們大多開展植物居群花粉散布或離體競爭及其子代適應(yīng)性的單一研究，由于子代的形成是花粉散布與花粉競爭共同作用的結(jié)果，因此其系統(tǒng)研究更有助于揭示真實(shí)情況。本項(xiàng)目以廣西靖西縣的一個(gè)土石山生態(tài)交錯(cuò)區(qū)內(nèi)的西南樺為研究對象，應(yīng)用基于微衛(wèi)星(SSR)標(biāo)記的父本分析方法研究西南樺花粉散布的方向和范圍；運(yùn)用花粉離體培養(yǎng)揭示不同生境植株間的花粉競爭及其競爭機(jī)制；探討斑塊大小與自由授粉子代適應(yīng)性間的關(guān)系。為西南樺天然林遺傳管理、雜交育種研究、種子園營建

2、以及育種策略制定提供了理論依據(jù)和技術(shù)基礎(chǔ)。主要結(jié)果如下：
　　1.以院城西南樺斑塊為研究對象，收集2株母樹的種子培育子代幼苗（分別為60和61株），運(yùn)用SSR標(biāo)記對自由授粉子代進(jìn)行父本分析，結(jié)合前期已獲得的斑塊內(nèi)生殖植株的空間位置和遺傳信息，揭示其花粉散布的范圍和方向。結(jié)果表明：母樹01接受斑塊內(nèi)的花粉以0~50 m范圍內(nèi)的最多，其次是150~200 m和100~150 m范圍內(nèi)的，200~250m范圍內(nèi)的較少，母樹01接受的斑塊

3、外的花粉比例為25％；母樹02接受斑塊內(nèi)的花粉以100~150 m和200~250 m范圍內(nèi)的最多，50~100 m、300~350 m以及400~450 m范圍內(nèi)次之，150~200 m和350~400 m范圍內(nèi)的花粉最少，母樹02接受的斑塊外的花粉比例最大為31.15%。母樹01接受斑塊內(nèi)的花粉多來自正西、正南和東南方向。母樹02處于斑塊邊緣，接受斑塊內(nèi)的花粉多來自從東北到東南方向的小于90度的夾角范圍內(nèi)的西南樺植株，且距離多大于1

4、00 m。西南樺花粉的平均有效花粉散布距離為163m。最大散布距離可達(dá)408m。院城斑塊接受的斑塊外的花粉為25%~31.15%。這種花粉散布格局的形成可能與西南樺生殖植株的分布，花粉成熟的同同步性以及盛行風(fēng)向有關(guān)。
　　2.2010年和2011年分別以采自土山（G）和石山(L)各7株（共28株）的西南樺花粉,開展花粉離體競爭研究，包括新鮮花粉混合、新鮮花粉與死花粉混合以及添加花粉水浸液的花粉離體培養(yǎng)試驗(yàn)。結(jié)果表明：（1）52個(gè)新

5、鮮花粉兩兩組合中，分別有13個(gè)和9個(gè)組合的花粉萌發(fā)率顯示出促進(jìn)和抑制作用，17個(gè)(32.69%)和7個(gè)(13.46%)組合的花粉管生長顯著受到促進(jìn)和抑制，說明西南樺新鮮花粉間存在明顯的相互作用。除了在土山與土山花粉混合（GG）組合中，對萌發(fā)率的抑制作用多于促進(jìn)作用外，其余組合（GL、LL）則是促進(jìn)作用多于抑制作用。在 LL組合中，無抑制花粉管生長的組合。（2）新鮮花粉與死花粉間同樣存在相互作用。29個(gè)新鮮花粉與死花粉混合的組合中，分別有

6、7個(gè)和6個(gè)組合出現(xiàn)對花粉萌發(fā)和花粉管生長的促進(jìn)作用，而抑制花粉萌發(fā)和花粉管生長的組合分別為6個(gè)和8個(gè)，說明新鮮花粉與死花粉間也存在顯著的相互作用。石山活花粉不管與石山還是土山的死花粉混合，出現(xiàn)促進(jìn)或抑制花粉萌發(fā)的幾率均相等，但對花粉管伸長卻均無抑制作用。在土山活花粉與石山死花粉混合的組合中，沒有出現(xiàn)抑制花粉管生長的現(xiàn)象。初步推斷這可能與土石山花粉 Ca2+含量的差異有關(guān)。（3）以土山和石山各4個(gè)單株（土山：G5、G31、G32、G33；

7、石山：L4、L20、L27、L28）的花粉為研究對象進(jìn)行花粉離體萌發(fā)試驗(yàn)，在培養(yǎng)基中分別添加G33和L20的花粉提取液原液(花粉：超純水=1g：40ml混合30min后過濾)及其稀釋液，在添加原液的各處理中，除G32外，其余單株花粉的萌發(fā)率和花粉管長度均受顯著抑制；添加20%的花粉水浸液，促進(jìn)或抑制花粉萌發(fā)的情況出現(xiàn)幾率均為37.5%，20%的花粉水浸液對花粉管生長的抑制作用為50%，促進(jìn)作用出現(xiàn)幾率為6.25%；添加10%的花粉提取液

8、，可促進(jìn)18.75%單株花粉的萌發(fā)，抑制6.25%單株花粉的萌發(fā)，而對花粉管的伸長的影響僅出現(xiàn)促進(jìn)作用（6.25%）。此結(jié)果進(jìn)一步印證了引起花粉間相互作用的因子為Ca2+的推斷。
　　3.以9個(gè)西南樺斑塊為研究對象，通過種子收集、種子萌發(fā)與幼苗培育試驗(yàn)揭示西南樺子代適應(yīng)性與斑塊大小、遺傳多樣性間的相關(guān)性。結(jié)果表明：種子重量與種子萌發(fā)率、胚根長、芽苗長呈極顯著正相關(guān)(P＜0.01)，而僅與移苗后2個(gè)月時(shí)的苗高及移苗后5個(gè)月時(shí)的地徑呈