蒙古沙冬青的花粉呈现时序及花序内性分配的变化

论文摘要

蒙古沙冬青（Ammopiptanthus mongolicus）是古老的第三纪孑遗种及亚洲中部荒漠地区特有的常绿阔叶灌木,为我国重点保护植物。本文以中国科学院吐鲁番沙漠植物园为研究地点,通过2年的连续观察与实验,对蒙古沙冬青的花粉呈现时序与花序内性分配变化及其适应意义进行了研究。主要结果如下：（1）蒙古沙冬青单花内的雄蕊花丝分离,10枚花药交错散粉,单枚花药的散粉持续时间明显短于单花内全部花药散粉的持续时间,花粉的交错呈现显著延长了单花的散粉时间,这种花粉现时序属于“花粉呈现理论”的花粉包装机制,这是对蜂类传粉花粉输出最大化的一种适应。单花内花药散粉的同步性指数都较低,且在年间无显著差异,表明蒙古沙冬青的花药散粉时间重叠程度较低,并具有相对稳定的花粉交错呈现时序。花药散粉动态在年间明显不同,在温度较高且温度、相对湿度变化范围较小的条件下,花药散粉速度明显加快,温度和相对湿度的变化显著影响花药散粉速率。花药散粉前花粉具较低活性,柱头无活性,但在花药散粉进程中,花粉活性与柱头可授性均处于最高水平,且花蜜生产高峰与花药散粉速率的最高峰相吻合。相同环境条件下,套网袋观察的花药散粉速度明显慢于自然条件,说明传粉者拜访对花粉的移出可显著影响到花粉的呈现时序。蒙古沙冬青主要的传粉昆虫西方蜜蜂（Apis mellifera Linnaeus.）和淡脉隧蜂属1号（Lasiglossum spl）单次访问的花粉移出率都较高,而单次访问落置在柱头上的花粉数都较低,属于高移出低沉降型传粉者。上述结果表明蒙古沙冬青在极端环境的选择压力下形成的“花粉交错呈现”时序是对传粉者及环境的适应,与花粉呈现理论（pollen presentation theory）的理论预测相符。（2）从花序的中部早开放花到下部花再到上部晚开放花,其花寿命明显缩短,雄蕊群质量/（雄蕊群质量+雌蕊质量）、花粉量和花粉量/胚珠数增大,而花冠大小、花冠质量、花蜜量减小,胚珠数无明显变化,表现出上部花偏雄的性分配。在一个花序内,西方蜜蜂（Apis mellifera Linnaeus.）和淡脉隧蜂属1号（Lasiglossum spl）首先停落在中部花上,在花序的不同部位间移动,最后从上部花飞离花序,中部花的首次受访率较高,最后受访率较低,而上部花的最后受访率较高,首次受访率较低。两年间,给上部花补授异株异花花粉后,结籽率、种子质量均明显增加,给上部花补授异株异花花粉的同时去除中下部花后,座果率和结籽率、种子质量也明显增加,而这两种处理间的座果率、结籽率和种子质量却无明显变化。这些结果表明,蒙古沙冬青上部花的座果率、结籽率和种子质量较低的主要原因是,传粉者在花序内从中部花到上部花的定向运动造成上部花缺乏异花花粉。这种情况下,增加对上部花雄性功能的投入是蒙古沙冬青维持传粉成功的适应策略。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 动物传粉植物花粉交错呈现时序及其适应意义
• 1.2 动物传粉植物资源分配的影响因素
• 1.3 蒙古沙冬青的研究现状
• 1.4 本文研究的目的和意义
• 第2章 蒙古沙冬青的花粉呈现时序及其适应意义
• 2.1 材料与方法
• 2.2 研究结果
• 2.3 讨论
• 第3章 蒙古沙冬青花序内性分配的变化、传粉者运动及其繁殖成功
• 3.1 材料与方法
• 3.2 研究结果
• 3.3 讨论
• 第4章 结论与展望
• 4.1 结论
• 4.2 展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 作者简历