苜蓿传粉特性及其影响种子产量形成的因素分析

论文摘要

采用传粉生物学和生殖生态学相结合的方法,连续两年以不同生长年限的新牧1号( Medicago varia Martin.cv.Xinmu No.1)杂花苜蓿品种为材料,对其传粉生态、异交机制、交配系统、生物量分配动态、结实格局、种子产量性状等生物学特性进行了观测与统计分析,并对影响种子产量的因素进行研究。主要结果如下:(1)不同年份间及同一年份花期不同阶段的苜蓿有着不同的开花与弹花习性。2004年,3年生植株在初花期每花序开放的持续时间为4～7d,单花寿命为4～7d,开放后龙骨瓣不能自动弹开。盛花期,每花序1～4d开放完毕,单花寿命为2～4h,单花开放后1～2h龙骨瓣自动弹开,弹花后1～2h闭合。导致单花寿命在不同时期的巨大差异与弹花有关,龙骨瓣弹开后的花会在几小时内闭合,而没弹开的花可持续一周不凋谢。环境因子与弹花密切相关,其中温度、光照是影响弹花的重要因素。(2)盛花期,每单花可提供的报酬是0.1～0.5ul/d×3～5d花蜜,3509.3±299.12粒花粉,花粉败育率为40.48±2.3%。昆虫的大量活动出现在盛花期,平均密度达3～5只/m~2,拜访频率为2.1次/花序/d。花朵酬物少、花粉败育率高、对传粉昆虫具有严格的选择性使得苜蓿传粉效率低下。受环境因子的影响,访花昆虫的弹花效率在年份间差异较大。在访花昆虫无助于弹花的情况下,单花能否发生自动弹花以及弹花的时期,是决定产量的关键因素。(3)对花粉萌发和花粉管生长的荧光观测及柱头可授期和自花粉堵塞效应的测定显示,苜蓿采取了雌雄异熟和自交不亲和两套机制来避免自交,但自交的生殖干扰并没完全消除。克隆生长习性和自花粉的早熟加剧了自花粉对苜蓿柱头的堵塞效应和对种群遗传结构的影响,并制约着苜蓿种子的产量和品质。(4)不同年限的苜蓿植株生物量分配动态一致,但变化幅度不同。1年生植株结荚期生殖分配为47.58%,由花到荚果的地上部分生物量转换比例为1:3.72,其实际种子产量占潜在产量的12.61%;而3年生植株分别为34.6%、1:1.3、9.05%。初花期结荚率偏低和植株群体密度过大,是3年生植株生殖分配比例较低的原因。(5)不同年限的苜蓿,在群体水平上、中、下不同冠层和花序水平上、中、下不同位置具有不同的结实特点,传粉和资源限制是导致结实格局差异的原因。在荚果水平上,荚内种子在形成过程中表现出明显交替败育的趋势,其中从果实基部算起偶数位置

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 前言
• 1 立论背景
• 2 研究内容
• 第一章 国内外研究现状
• 1.1 传粉生物学研究进展
• 1.2 苜蓿传粉生物学与产量方面的研究
• 1.2.1 开花习性与弹花现象
• 1.2.2 泌蜜量
• 1.2.3 交配系统与结实格局
• 1.2.4 传粉昆虫及传粉效率
• 1.2.5 种子产量性状与构成因素
• 第二章 开花习性与弹花现象
• 2.1 试验区自然条件
• 2.2 材料与方法
• 2.3 结果与分析
• 2.3.1 开花习性与弹花现象
• 2.3.2 环境因子
• 2.3.3 结实率
• 2.4 讨论
• 第三章 花部特征与传粉昆虫
• 3.1 材料与方法
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 花部特征与花粉特性
• 3.2.2 访花者种类、访花行为和访花频率
• 3.2.3 传粉效率
• 3.3 讨论
• 第四章 异交机制与自花粉的生殖干扰
• 4.1 材料与方法
• 4.2 结果与分析
• 4.2.1 柱头可授期与最佳授粉时期
• 4.2.2 柱头自花粉堵塞效应
• 4.2.3 花粉萌发与花粉管生长
• 4.3 讨论
• 第五章 交配系统
• 5.1 材料与方法
• 5.2 结果与分析
• 5.2.1 交配方式与结实
• 5.2.2 传粉媒介与结实
• 5.2.3 交配方式与种子萌发
• 5.2.4 交配系统的等位酶分析
• 5.3 讨论
• 第六章 生物量分配动态与生殖分配比例
• 6.1 材料与方法
• 6.2 结果与分析
• 6.3 讨论
• 第七章 结实格局
• 7.1 材料与方法
• 7.2 结果与分析
• 7.2.1 群体水平上种子产量性状在空间的垂直分布
• 7.2.2 花序水平上不同位置荚果的结实和种子败育格局
• 7.3 讨论
• 第八章 种子产量性状与构成因素
• 8.1 材料与方法
• 8.2 结果与分析
• 8.2.1 种子产量与构成因素的测定
• 8.2.2 种子产量与构成因素的分析
• 8.3 讨论
• 第九章 刈割与灌水方式对种子产量性状的的影响
• 9.1 材料与方法
• 9.2 结果与分析
• 9.2.1 刈割与种子产量性状
• 9.2.2 灌水方式与种子产量性状
• 9.2.3 灌水方式与花部特征
• 9.3 讨论
• 第十章 结论
• 10.1 结论
• 10.2 创新之处
• 10.3 对今后工作的建议
• 参考文献
• 附表
• 致谢
• 作者简介