论文摘要
三种豆科牧草紫花苜蓿（Medicago sativa L.）、多变小冠花（Coronilla varia L.）和百脉根（Lotus cornioulatous L.）均为典型的雌雄同花异花授粉植物,结实依赖传粉昆虫,其与传粉昆虫的互作及结实特性研究,对于揭示蝶形花植物繁殖特性具有重要意义。本文以河西走廊地区栽培紫花苜蓿、多变小冠花和百脉根为研究材料,调查了三种豆科牧草的访花昆虫组成、动态及其主要传粉昆虫,对其自然和控制授粉条件下的结荚率和结实率进行了研究,并进一步对比分析了三种牧草的胚珠育性和种子形成特征,主要结果如下：1、三种豆科牧草的访花昆虫种类共计22种,分别属于4个目,11个科,不同豆科牧草年际间访花昆虫种类和数量均表现出波动性。根据三种牧草的昆虫访花频率确定净切叶蜂（Megachile abluta）、细切叶蜂（Megachile spissula）、紫木蜂（Xylocopa valga）、鳞地蜂（Andrena parvula）和黑颚条蜂（Anthophora melanognatha）为紫花苜蓿的传粉昆虫；中华蜜蜂（Apis sinensis）、中华准蜂（Melitta sinensis）、熊蜂（Bombus agrorum）、净切叶蜂（M. abluta）、细切叶蜂（M. spissula）、紫木蜂（X. valga）和黑颚条蜂（A.melanognatha）为多变小冠花的传粉昆虫；花黄斑蜂（Anthidium florentinum）、中华蜜蜂（A. sinensis）、净切叶蜂（M. abluta）、鳞地蜂（A. parvula）与黑颚条蜂（A.melanognatha）为百脉根的传粉昆虫。三种豆科牧草的传粉昆虫日访花动态存在两个高峰,分别为10：00-12：00和16：00-18：00,携带花粉种类高达9种,花粉数量介于2.8×104（黑鄂条蜂）至2.37×105（紫木蜂）。以上9种传粉昆虫携带的花粉量、弹花频率和小花停留时间均与其体型紧密相关,体型大、吻长的昆虫表现出显著高的小花拜访频率和短的小花停留时间（P<0.01）,而不同体型的传粉昆虫间携带花粉量的差异性不显著。9种主要传粉昆虫的净切叶峰（M. abluta）同时为三种豆科牧草传粉,其余传粉昆虫部分共享,因而为紫花苜蓿、百脉根和小冠花属广谱型传粉系统。2、紫花苜蓿、小冠花和百脉根不同花期（初花期、盛花期和末花期）的自然结荚率差异极显著（P<0.01）,三者盛花期的结荚率均高于初花期与末花期,分别为58.68%、77.05%和58.15%。结荚率随访花昆虫数量的增加呈现线性递增,传粉昆虫数量每增加100只,结荚率提高8.85%,但是,传粉昆虫的数量与结实率无相关关系,表明传粉昆虫数量的多少仅决定结荚率的高低。补充授粉条件下,结荚率显著低于自然授粉条件下的结荚率（P<0.01）,而补充授粉的结实率与自然授粉相比无差异,表明传粉昆虫并非该地区影响三种豆科牧草结实率的主要因素。进一步研究发现,紫花苜蓿自交亲和指数最低为0.50,小冠花次之为1.04,百脉根的自交亲和指数最高为1.52,而三者的相对繁殖系数为RRS小冠抱>RRS百脉根>RRS苜蓿分别为0.14、0.09和0.06,自交亲和性越低,繁殖力越低,则越容易受花粉数量和质量的限制。3、紫花苜蓿、小冠花和百脉根授粉后花粉管生长和胚胎发育显微观察结果发现,苜蓿在授粉2h后花粉萌发,随着授粉时间的延长花粉管生长并于8h后到达子房,授粉24h后胚囊的受精率可达75%,并且48h后仍有花粉管向子房生长；小冠花和百脉根在授粉4h后花粉管到达胚珠位置,此时胚囊的受精率可达89%,授粉8h后胚囊的受精率高达96%-100%,表明花粉管的数量可以满足两种牧草胚珠授粉的需求。进一步的荧光显微观察发现,苜蓿、小冠花和百脉根子房内胚珠中胼胝质的沉积具有随机性,三者的胚珠败育率极高,分别为87.67%、78.00%和81.33%,且荚内胚珠败育位置也具有随机性。综上所述,河西地区的传粉昆虫种类和数量可以满足三种豆科牧草紫花苜蓿、小冠花和百脉根的授粉需求,并且授粉花粉量不是限制其结实的因素,受精后胚珠败育可能是三种豆科牧草结实率低下的主要原因。