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(lán)(IsatisviolascensBge.)和西伯利亞離子芥(Chorisporasibirica(L.)DC.)是準(zhǔn)噶爾盆地中常見(jiàn)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(cè)相結(jié)合，并采用熒光顯微鏡及掃描電子顯微鏡等實(shí)驗(yàn)手段和生物統(tǒng)計(jì)學(xué)研究方法，對(duì)三種植物的物候、性表達(dá)、交配式

2、樣、生殖分配、結(jié)實(shí)結(jié)籽格局、果實(shí)及種子的擴(kuò)散行為等特性進(jìn)行了研究，從而探討了其特殊的生殖對(duì)策和生活史策略與荒漠環(huán)境之間的適應(yīng)機(jī)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(shí)成熟，生活周期分別為62d、71d、72d，且其生殖生長(zhǎng)期約占整個(gè)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(duì)策。 (2)三種植物的花均為兩性，四強(qiáng)雄蕊，

3、單花開(kāi)放時(shí)間分別為1.5～2d、1～1.5d、3d，長(zhǎng)雄蕊花藥的開(kāi)裂早于短雄蕊，但花藥中的花粉數(shù)均較短雄蕊多。長(zhǎng)、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(lán)單花花期與柱頭可授期和花粉活力在時(shí)間上高度吻合，而西伯利亞離子芥柱頭可授期遠(yuǎn)遠(yuǎn)短于單花花期，但花粉壽命長(zhǎng)于單花花期，且其雌蕊的柱頭開(kāi)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(shí)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(yán)酷的環(huán)境條件下順利完成傳粉，最終達(dá)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(duì)其開(kāi)花期傳粉媒介、花粉萌發(fā)的熒光顯微觀察及開(kāi)放式傳粉與自花傳粉結(jié)實(shí)情況的觀察結(jié)果表明，甘新念珠芥和寬翅菘藍(lán)的交配方式以自交為主，而西伯利亞離子芥屬于嚴(yán)格的異交。三者不同的交配方式可能是其長(zhǎng)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(gè)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(lán)存在大小依賴的生殖分配對(duì)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(duì)策的存在可能是由于其營(yíng)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(jī)制影響的結(jié)果。 (5)對(duì)三種植物結(jié)實(shí)特性分析表明，植株花序長(zhǎng)度與果實(shí)產(chǎn)量之間呈極顯著正相關(guān)，主枝頂端花序結(jié)

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