滇西北马先蒿属植物繁殖特性的初步研究

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为探讨马先蒿属植物与其熊蜂传粉者间的进化关系,选择滇西北同域分布的7种马先蒿(包括该属所有的四种花冠类型),研究了花冠类型与传粉式样之间的对应关系、同域分布的物种在传粉过程中形成的生殖隔离机制、不同花冠形态的进化意义。着重研究了熊蜂对密穗马先蒿3个居群生殖成功的影响,以及4种马先蒿属植物的种子萌发特性。结果如下: 无喙、无齿型具有蜜腺(密穗马先蒿),由取食花蜜或花粉的熊蜂直立背面触柱式传粉,或者由采集花粉的熊蜂倒立腹面触柱式传粉。无喙、具齿的种类也多具蜜腺(多齿马先蒿),主要由取食花蜜或花粉的熊蜂直立背面触柱式传粉。短管具喙类型(鹤首马先蒿、拟鼻花马先蒿)与在横断山区特有分布的长管具喙种类(长花马先蒿、管花马先蒿、三色马先蒿)由熊蜂倒立蜂振式收集花粉时实现腹面触柱式传粉。马先蒿与熊蜂之间的关系不是一一对应的,一种马先蒿可由多种熊蜂传粉,一种熊蜂也可以为同时开花的多种马先蒿传粉。 同域分布的马先蒿属植物种间的生殖隔离,一方面是通过行为隔离机制,即由熊蜂一段时间内访花的专一性避免异种植物之间的花粉干扰;另一方面是通过机械隔离机制,即由熊蜂不同的访花行为以及植物花部结构上的差异避免柱头与熊蜂携带的异种花粉接触。 7种马先蒿在花部性配置上表现出明显的差异,即使是同一花冠类型在花粉产量、花粉粒大小、每花胚珠数及P/O上也有明显不同。随着花管(花柱)增长,花粉粒的大小有增大的趋势。长管类群与短管类群相比,其花序数、盛花期时总花数、开花数以及同时开花比率也相对较高,但单花期却相应变短。这表明长管类型在资源的合理配置方面有一定优势,同时,较长的花管(花柱)也增加了花粉竞争的机会。具喙的种类则具有减少花粉浪费、避免自动的自花授粉、有助于形成种间机械隔离机制以及进一步增加花管(花柱)长度等适应意义。 共观察到4种熊蜂是密穗马先篙的传粉者,同时存在背面触柱式和腹面触柱式两种传粉方式,背触式传粉熊蜂常导致大量同株异花授粉,而腹触式传粉熊蜂则能有效促进异交。昆虫访花频率因熊蜂种类和所在居群而异。统计3个居群柱头上落置的花粉量,76.58%以上的柱头接受了花粉,但柱头上的花粉量平均低于胚珠数;而且人工补充授粉的结实率显著大于自然结实率,表明花粉限制是该种结实率低的主要原因。高山恶劣的环境使多种马先篙植物竞争熊蜂传粉者,其它6种马先篱也可能受花粉限制的影响。 密穗马先篙、多齿马先蓄、鹤首马先篙和管花马先蓄的种子萌发均不受土壤水分含量影响,并且对光不敏感,在光下和暗中的萌发率无显著性差异。密穗马先篙与鹤首马先禽种子萌发的适宜温度范围广,多齿马先蓄与管花马先禽的种子萌发在高温下受到抑制,萌发的最适温度分别为20℃、巧℃、15℃、4℃。密穗马先禽的种子形态成熟后即可以迅速萌发,萌发率为95%;多齿马先蓄的种子需储藏约60天后才能萌发,萌发率为84%;鹤首马先蓄新鲜种子的萌发率为69%,储藏60天的种子萌发率为94%:管花马先蓄的种子萌发缓慢,60天时的萌发率仅为35%。低温湿润或用GA3浸种均能促进4种马先蓄种子的萌发,提高萌发率。4种马先篙种子的最适萌发条件反映了它们对各自特殊生境的适应。
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