多枝柽柳（Tamarix ramosissima）两季花期繁殖生态学特性的比较研究

发布时间：2020-04-26 05:08

【摘要】：在极端生态系统中,特殊生殖现象的繁殖生态学研究是解读物种生活史对策与环境因子协同进化问题的重要途径。多枝柽柳(Tamarix ramosissima)是柽柳科(Tamaricaceae)柽柳属(Tamarix)植物,为新疆荒漠生态系统中的广布种,具有春、夏两季开花的生殖表现。深入理解该种两季花期繁殖特征的分异规律是从进化生态学角度理解该种生殖适应对策的关键。本研究拟通过野外调查、室内试验及分析的方法,在多枝柽柳自然种群的春花期和夏花期分别进行以下研究:(1)开花物候特征与生殖特性;(2)花部综合特征及传粉特性;(3)交配系统特征;(4)种子萌发特性。通过上述内容深入探讨花部特征对传粉适应过程的调整机制,揭示不同花期种子的萌发策略,进而明晰该种两季开花表现的生态进化含义。研究有望在"两季开花植物繁殖生态学"研究领域产生新的理论认识及突破,并为深入理解荒漠极端生境下植物的多样化适应对策提供理论依据及个例分析。本研究主要结果如下:1、多枝柽柳春花期为5月下旬至6月上旬,表现为“集中开花模式”,夏花期为6月中旬至9月上旬,为“持续开花模式”;多枝柽柳春、夏花期的群体、个体、花序和单花水平的花期持续时间分别为14 d、10 d、3 d、1 d和85 d、77 d、2 d、1 d;多枝柽柳花序水平上夏花期始花日期、开花持续时间、开花数和座果数两两之间均存在显著相关关系;两季花期间单花水平的开花进程与形态结构没有明显差异;春花期的结实率显著高于夏花期,但两季花期结籽率差异不显著。古尔班通古特沙漠南缘莫索湾荒漠区的生境条件恶劣,多枝柽柳特殊的春、夏两季开花结实特性在一定程度上提高了其生殖成功的可能性,是对特殊生境的适应性表现。2、多枝柽柳春花期单花在总状花序上的开放顺序多表现为自中上部开始开放,夏花期单花在总状花序上的开放顺序多为自基部向顶部开放;两季花期间的花部形态特征和数量特征之间多不存在显著差异,但春花期花药散粉时间显著长于夏花期;两季花期传粉昆虫日访花频率曲线均呈双峰型,春花期有效传粉昆虫为黄环粗股蚜蝇、短腹管蚜蝇和意大利蜜蜂,夏花期有效传粉昆虫为意大利蜜蜂,春花期昆虫访花频率显著高于夏花期。多枝柽柳春花期倾向于异花传粉,夏花期倾向于自花传粉,这是环境压力下为了保证植物以一种最经济有效的方式成功完成生殖的选择。3、多枝柽柳春花期的花粉寿命与柱头可授性持续时间均比夏花期长。交配系统表现为:不存在无融合生殖、自交亲和,存在自交衰退,倾向异交。春花期主要通过蜂媒传粉实现结实,夏花期则主要依靠自交保障生殖成功,此种交配格局是在异质传粉环境下最有效得提高结实质量和保证生殖成功率的有效策略之一。4、多枝柽柳春花期种子的千粒重、长度与宽度均显著高于夏花期;四个温变周期中春花期种子萌发率与萌发速度差异不显著,夏花期种子的萌发率与萌发速度随着温度的下降而下降;春花期种子的耐盐性高于夏花期,两季花期的种子萌发率和萌发速度都随着NaCl浓度的增加而降低,经不同浓度Na Cl溶液处理的两季花期种子的恢复萌发率均为0;春花期种子的耐旱性高于夏花期,两季花期种子的萌发率与萌发速度均随着PEG-6000溶液浓度升高而逐渐下降,经不同浓度PEG-6000溶液处理过的两季花期种子的恢复萌发率均为0。多枝柽柳种子的萌发主要依赖春花期种子,夏花期种子采取的是机会主义萌发策略,这种策略保证了其在恶劣的荒漠环境中种群的持续更新。
【图文】：

多枝柽柳,形态特征

多枝柽柳两季花期繁殖生态学特性的比较研究18花药、花丝干瘪脱落(见图3-1)。图 3-1 多枝柽柳单花四个时期形态特征变化Fig. 3-1. The four flowering phases of a single flower of T. ramosissim3.2.2 柱头形态观察在种群内随机选取4个时期的单花各10朵，分别装入相对应的标有时期标签的瓶子里，分别用50% FAA固定液（福尔马林：冰醋酸：乙醇=5:6:89）固定后带回实验室内。在室内对取回来的单花进行一系列浓度的乙醇脱水（65%-75%-85%-95%-100%），每次脱水15 min。将所有柱头在临界点干燥1 h，之后再进行喷金。花粉粒形态和柱头形态特征用Leo 1430扫描电镜（新疆大学）进行观察。3.2.3 花维度测量分别在春花期和夏花期植株上随机选取完全开放的单花各15朵，在体式解剖镜下分别测量出苞片高度、花冠高度、雌雄蕊长度和花药与柱头的直线距离。3.2.4 访花昆虫及其访花行为观察在天气晴朗的6月6日至6月8日和7月12日至14日，，分别标记多枝柽柳10个已开放的总状花序，观察和记录08:00~21:00来访昆虫的外部形态特征、访花时间、访花次数及其访花行为

柱头,多枝柽柳,图片,花冠

多枝柽柳开花前柱头呈抱合状态（图3-2-A），开花后柱头三裂(图3-2-B)，柱头表面为腊质表明(图3-2-C)，具有蜜源植物特征。图3-3 多枝柽柳柱头结构的电镜扫描图片。A. 开花前柱头表面结构 B. 开花期柱头表面结构 C. 柱头表面.Fig. 3-3. SEM photomicrographs of the stigma structure of T. ramosissima.A: The stigmatic surface structure before flowering; B: The stigmatic surface structure during floweringperiod; C: The stigmatic surface3.3.3 花维度测量春、夏两季花期间的苞片高度、花冠高度、花冠直径、雌蕊高度和雄蕊长度均不存在显著差异；但春花期柱头与花药的距离显著高于夏花期（t=6.739，p=0.003）（表3-2）。表 3-2 多枝柽柳花部数量特征的统计分析Table 3-2 Statistical analyse of floral quantity characteristics in T. ramosissima in 2016(mean±20，n=20)花期Floweringperiods苞片高度Bractsheight（mm）花冠高度Corollaheight（mm）花冠直径Corolladiameter（mm）雌蕊高度Pistilheight（mm）雄蕊长度Stamenslength（mm）柱头与花药的距离The shortestdistanc（emm）春花期The springflowering period0.75±0.22a1.33±0.20a1.32±0.06a1.38±0.07a2.85±0.19a1.68±0.18a夏花期The summerflowering period0.73±0.15a1.30±0.35a1.17±0.05a1.33±0.09a2.75±0.21a1.36±0.22b注：数据为平均值±标准误差，不同字母表示的是同一指标在不同花期间存在显著差异。Notes: Data are mean ± SE, different letters mean significant difference in the
【学位授予单位】：石河子大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S793.5

【参考文献】