天仙子的花部综合特征及延迟自交机制

摘要

花部行为影响植物的传粉和交配格局。雄蕊伸长是一种常见的花部行为,它在通过自交产生繁殖保障效应方面具有重要的进化意义。本文采用实验观察和野外控制授粉等方法,对乌鲁木齐雅玛里克山斑块分布的天仙子(Hyoscyamusniger)种群花部综合特征及繁育系统进行了研究,以期探讨该物种雄蕊伸长现象对其交配格局的影响,主要结果如下:
　　天仙子具有较大的两性花,不完全雌性先熟,开花初期柱头探出式雌雄异位,具有适应异交的花部特征;花不产生花蜜,单花平均花粉数为187263.20±15082.26,花粉-胚珠比例为314.09±24.2,花粉是该物种主要的传粉报酬;单花持续时间长4.11±0.10d,利用成熟种子数评价的柱头可授性和花粉活力均可达到4d以上,持续到花冠萎蔫为止;野外人工授粉处理的结果说明天仙子属于异交与自交混合的交配系统,具有较强的主动自花授粉能力,异花授粉依赖于传粉者,存在一定程度的传粉者限制;繁殖保障效应实验结果表明去雄蕊的花比未去雄蕊的花产生更少的种子,说明该物种的自花授粉能提供繁殖保障;其5枚雄蕊在花的发育进程中存在缓慢伸长现象,花药与柱头于开花晚期完全接触;开花不同阶段其受访率存在显著差异,开花晚期传粉者访问数量的减少有可能导致异交机会的丧失;控制性实验结果表明单花开花晚期对自交结实的贡献明显大于开花初期,说明自交发生的时间集中于开花晚期,这与异交机会丧失的时间及花药和柱头接触的时间相吻合;在单花持续期内,雌性功能和雄性功能均持续到花冠萎蔫为止,因此,在单花开花晚期时花药和柱头的接触能够引起自花授粉。这种在异交机会丧失后依赖于花药与柱头接触的自花传粉机制属于典型的延迟自交类型。
　　以上特性表明,天仙子不仅在花结构上首先选择了适于异交的特征(柱头探出式雌雄异位和不完全雌蕊先熟),而且在传粉者受限制的情况下,巧妙地利用主动的花部运动(雄蕊伸长)成功实现自花传粉,自花传粉发生在单花花期快要结束前,这种延迟自交为天仙子由于访花昆虫缺乏造成的异交失败提供了繁殖保障。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第1章 引言

1.1 植物雄蕊运动研究概况

1.2 延迟自交和繁殖保障

1.3 本文研究的目的和意义

第2章 花部综合特征

2.1 材料与方法

2.2 研究结果

2.3 讨论

第3章 自交能力及其繁殖保障

3.1 材料与方法

3.2 研究结果

3.3 讨论

第4章 雄蕊伸长和延迟自交

4.1 材料与方法

4.2 研究结果

4.3 讨论

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

致谢

作者简历