青藏高原高寒草甸常见毛茛科植物繁殖对策研究

论文摘要

繁殖对策尤其资源分配问题是植物生活史研究的核心，人们对植物资源分配的研究主要集中在(有性)繁殖分配和性分配。前者是植物生活史进化研究的核心，后者研究繁殖资源在雌雄两性功能间的最优分配问题，主要解释植物繁育系统的多样性。青藏高原东部高寒草甸特殊的植被类型包含了许多独特的植物类群。这些植物如何适应青藏高原独特的环境条件，表现出什么样的繁殖对策，为繁殖生态学家、进化生物学家提供了独一无二的研究契机。因此，我们选择在青藏高原东部的高寒草甸，以比较原始的植物类群—毛茛科植物为研究对象，选择一些常见种探讨其繁殖对策，如繁殖分配和性分配问题，试图揭示这些植物如何适应环境条件，最后的结果表明： 1)高寒草甸高海拔区，自交植物(如小花草玉梅A．rivularis和钝裂银莲花A．obtusiloba)的繁殖不受花粉限制，而完全异交植物(毛茛状金莲花T．ranunculoides)的繁殖受花粉限制，表明高海拔地区植物的白花授粉能力可能是一种繁殖保障机制，能够避免恶劣环境对植物有性繁殖的不利影响； 2)海拔高度对植物的影响因种而异，不同的物种受影响的繁殖性状不同，即使同属亲缘种间也存在差异，表明不同物种对相似环境压力的适应对策不同；而且，海拔高度对植物的影响在一定程度上依赖于植物个体大小，说明植物通过调整其个体大小与繁殖性状的关系来适应环境梯度的变化； 3)植物花期和果期的繁殖分配并不完全随海拔升高而减小(只有小花草玉梅的果期RA随海拔升高而减小30％)，与Iwasa和Cohen的预测不完全一致(他们认为繁殖分配随生长季缩短而减小)。一个可能的原因是我们所研究的高寒草甸的土壤营养更高，可能补偿了更短的生长季的影响。植物性分配随海拔的变化与交配系统有关，自交不亲合的毛茛状金莲花没有表现出性分配的改变，而自交亲合的小花草玉梅偏雄的性分配，钝裂银莲花对吸引结构更高的分配可能是对高海拔的适应； 4)种群间花展示(花大小)存在显著的变异，遮荫环境中植物的花更小，性分配偏雌，更注重雌性功能的投入，而且花大小的变异并不依赖于植物大小，但是花大小的处理不影响雌、雄适合度，可能不是选择的直接作用造成的； 5)随植物大小增加而偏雌的性分配有遗传基础，这种遗传决定的相关关系进一步说明植物可以通过调整个体大小与繁殖性状的异速关系来适应环境条件(如海拔)的变化。而且，植物大小与生理性状(如净光合速率、叶面积等)表现出显著的正的遗传

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• 摘要:
• Abstract
• 第一章 引言
• 1、繁殖分配研究进展
• 1.1 生活史性状之间的权衡（trade-off）
• 1.1.1 权衡的测量
• 1.1.2 检验权衡的方法及存在的问题
• 1.2 繁殖分配（Reproductive allocation）和繁殖努力（Reproductive effort）
• 1.3 研究进展
• 1.3.1 个体间的表型变异
• 1.3.2 RA的遗传变异及种群间的差异
• 1.3.3 物种间或群落间的差异
• 1.4 繁殖努力和生活史进化
• 1.4.1 一年生植物
• 1.4.2 多年生植物
• 2、性分配研究进展
• 2.1 性分配理论
• 2.2 性分配与繁育系统的进化
• 2.2.1 自交率对性分配的影响
• 2.2.2 植物种群间性分配的变化
• 2.2.3 种群内个体间性分配的差异
• 2.2.4 个体内性分配的变异
• 3、目前存在的问题与研究目的
• 3.1 目前的问题
• 3.2 研究目的
• 第二章 实验材料、设计及分析
• 1、野外调查
• 1.1 取样
• 1.2 人工追加授粉
• 1.3 昆虫访花率
• 1.4 称量
• 1.5 数据分析
• 2、控制实验
• 2.1 实验设计
• 2.2 取样和测定
• 2.3 数据分析
• 第三章 研究结果
• 1、海拔高度差异对植物繁殖性状及资源分配的影响
• 1.1 人工追加授粉及取样地土壤营养分析
• 1.2 区分海拔和植物大小对繁殖的影响
• 1.3 海拔间繁殖性状的变
• 1.4 繁殖分配在海拔间的变化
• 2、花展示（单花大小）变化的适合度意义
• 2.1 不同生境单花大小及其他繁殖性状的变异
• 2.2 花的大小处理对昆虫访花和雌性繁殖成功的影响
• 3、个体大小依赖的性分配:遗传基础和生理适应
• 3.1 处理间、家系间植物繁殖性状的变化
• 3.2 植物大小与繁殖性状的关系:个体水平上和家系水平上
• 3.3 植物大小与生理性状的关系（家系水平上）
• 3.4 抑制果实的光合作用对种子生产的影响
• 4、花序内性分配、果实生产模式
• 4.1 花序内性分配
• 4.2 花序内种子生产模式
• 4.3 去除花对种子性状的影响
• 5、繁殖性状的遗传力、遗传相关，两性功能的权衡
• 5.1 繁殖性状的遗传力、遗传相关及与果实位置的关系
• 5.2 性分配理论假设:雌雄功能间的权衡
• 第四章 讨论
• 1、海拔高度差异对植物繁殖性状及资源分配的影响
• 2、花展示（单花大小）变化的适合度意义
• 3、个体大小依赖的性分配:遗传基础和生理适应
• 4、花序内性分配、果实生产模式
• 5、繁殖性状的遗传力、遗传相关，两性功能的权衡
• 5.1 繁殖性状的遗传力及遗传相关
• 5.2 性分配理论假设:雌雄功能间的权衡
• 第五章 结论与展望
• 参考文献
• 在学期间研究成果
• 致谢