凹葉厚樸繁育系統(tǒng)研究及其瀕危的生殖生物學(xué)原因分析.pdf

1、凹葉厚樸(Magnolia officinalis subsp. biloba)屬木蘭科(Magnoliaceae)木蘭屬(Magnolia)，是國家二級瀕危保護植物，主要分布在陜西、甘肅、四川、貴州、湖北、湖南、廣西等省的部分區(qū)域。本研究以凹葉厚樸為研究對象，對其開花性狀及香氣特征、繁育系統(tǒng)、受精前障礙以及果實、種子的形態(tài)變異進行了初步研究，在此基礎(chǔ)上分析其致瀕原因，提出其保護措施，旨在為野生凹葉厚樸的保護提供科學(xué)的理論依據(jù)，豐富瀕危

2、植物保護生物學(xué)理論，為研究其他瀕危植物瀕危機制建立新思路。研究結(jié)果表明：
　　(1)凹葉厚樸花部綜合特征：兩性花，花大且單生枝頂，花被片9~12，肉質(zhì)，長圓狀倒卵形，外輪3枚花被片淡綠至淡紫色，內(nèi)兩輪花被片白色，雌雄異位，雄蕊數(shù)量多在90枚以上，合生雌蕊螺旋狀排列，有乳突狀的一面可接受花粉。
　　(2)凹葉厚樸單花和種群開花特點：單花花期一般4~5d，其單花開花進程根據(jù)形態(tài)和散粉時間可分為4個時期：即蕾期、初開期、盛開期、凋

3、零期；凹葉厚樸種群開花物候特點：無開花高峰期，屬于持續(xù)開花類型，種群于4~5月開花，一般開花歷時30d左右，單株平均開花數(shù)量為171.4~188.8朵，平均開花振幅為5~7朵/株天，開花同步性指數(shù)為0.839，不同種群因地點、年份等不同導(dǎo)致以上結(jié)果有所差異。
　　(3)凹葉厚樸花的香氣成分及特征：野生種和栽培種花苞中的香氣成分種類及相對含量差異顯著，萜烯類是兩種凹葉厚樸最重要的香氣化合物，莰烯、羅勒烯異構(gòu)體混合物、石竹烯、芳樟醇是

4、野生種和栽培種中共有的相對含量較高的香氣成分；野生凹葉厚樸不同花期雌雄蕊和花瓣中的香氣成分種類和相對含量有顯著差異，其香氣成分可劃分為萜烯類、醇類、芳香烴類、醚類、醛酮類、酯類、烷烴類和含氮類8類，其中萜烯類是主要組成成分，另外，根據(jù)感官分析與GC-MS分析結(jié)果綜合判斷，花瓣是香氣釋放的主要部位，而雌雄蕊則在香氣釋放過程中起輔助作用。
　　(4)凹葉厚樸繁育系統(tǒng)：繁育類型為異交，傳粉過程需要授粉者。其雜交指數(shù)(OCI)值為4，花粉

5、-胚珠比(P/O)為5728.86，人工控制授粉實驗結(jié)果表明不處理套袋結(jié)實率為0，異株異花授粉可明顯提高坐果率和單果出種百分率，兩者相對自然狀況分別提高14.25％和43.66%，雜交指數(shù)(OCI)、花粉-胚珠比(P/O)結(jié)合人工授粉實驗結(jié)果可確定，凹葉厚樸為異交繁育類型；
　　(5)凹葉厚樸花粉柱頭活力：花粉活力較高，柱頭可授性強，但花粉高活力期與柱頭可授性強的時期只有5-6h的重疊?；ǚ凵⒎郛?dāng)天活力最高，平均可達94%，從散粉

6、開始至第六天一直有活性。柱頭在蕾期開始可授性強，但散粉后，可授性顯著下降，因此，花粉與柱頭同時具有高活力的時間短；
　　(6)凹葉厚樸花粉受精前障礙：自由授粉條件下每個柱頭上黏附的花粉少，自花授粉后黏附在柱頭上的花粉均不能萌發(fā)，同株異花授粉后黏附在柱頭上的花粉可以萌發(fā)，但時間推遲，且4h后多數(shù)花粉管停止伸長，花粉管伸長過程中出現(xiàn)末端膨大、生長扭曲等現(xiàn)象，花粉管生長過程中還伴隨著一系列的胼胝質(zhì)反應(yīng)，在柱頭上與花粉管的接觸處和乳突細胞

7、表面都可以觀察到胼胝質(zhì)。；
　　(7)凹葉厚樸種實性狀變異：野生狀態(tài)下的凹葉厚樸結(jié)實數(shù)量較少，種實特征在不同種群間差異顯著，其變異主要來源于單株間及單株內(nèi)，與種子相比，果實性狀更容易受環(huán)境的影響，果實性狀受郁閉度、土壤養(yǎng)分、方位及冠層影響較大，種子性狀受海拔、方位及冠層影響較大。
　　綜上所述，導(dǎo)致凹葉厚樸瀕危的主要原因如下：雌雄異熟和異位、單株日開花量少等引起的傳粉過程受阻；自花授粉和同株異花授粉引起花粉管生長出現(xiàn)障礙；野