姜科热带分布与高山分布类群传粉生物学的比较

摘要

本文比较研究了姜科（zingiberaceae）热带分布类群茴香砂仁属（Etlingera）的茴香砂仁（E.yunnanensis）和红茴砂（E.littoralis）与高山分布类群象牙参属（Roscoea）的高山象牙参（R.alpina）和白象牙参（R.blanda）四种植物的传粉生物学，发现姜科植物不同分布类群之间以及相同分布类群不同种之间存在着多样化的性表达方式和繁育系统。
　　 茴香砂仁花期为3-6月，每天开花1-2朵，单花花期1天。花期内，茴香砂仁的花粉和柱头均维持较高活性。花粉既含淀粉质也含脂质，主要靠无垫蜂传粉。茴香砂仁自交亲和，不存在无融合生殖现象，自交和异交结实率差异不显著，不存在自交衰退现象，为兼具自交和异交的混合交配系统。
　　 红茴砂花期为3-6月，每天开花1-5朵，单花花期1天。红茴砂能开两种类型的花，一种类型其子房较大，胚珠发育正常，呈圆球状，子房能发育成果实，是两性花；另一种类型的子房较小，胚珠退化呈皱缩状，子房不能发育成果实，只具有雄性功能，是雄花。红茴砂的花粉既含淀粉质也含脂质。无垫蜂是其有效的传粉者。红茴砂自交亲和，不存在无融合生殖现象，自交和异交结实率差异不显著，不存在自交衰退现象，为兼具自交和异交的混合交配系统。
　　 高山象牙参花期7-8月，花紫色，每天开花1朵，单花花期3-4天。花粉为脂质。主要访花昆虫有天蛾和蜜蜂，其中天蛾为主要的传粉者。由于高山象牙参的花粉囊与柱头位置非常接近，可以发生主动自交，具有繁殖保障的作用。高山象牙参自交亲和，不存在无融合生殖现象，自交和异交结实率和结籽率差异均不显著，不存在自交衰退现象，是自交为主兼具异交的混合交配系统。
　　 白象牙参花期6-8月，花色有黄、白和紫，具有显著的花展示。单花花期5-6天。白象牙参花粉既含淀粉质也含有脂质，主要访花昆虫是天蛾。白象牙参自交亲和，不存在无融合生殖和主动自交机制，自交和异交结实率差异不显著。由于同一个植株上会同时开两朵花，不可避免发生同株异花授粉现象，为异交为主兼具自交的混合交配系统。
　　 姜科高山分布类群和热带分布类群采用不同的机制去适应它们的传粉和繁殖过程的需要。热带分布类群植物多采用特殊的花部综合特征来吸引昆虫访花，而高山分布类群植物则通过较长的花寿命和显著的花展示来提高授粉的成功率，高山象牙参甚至进化出滞后自交的繁殖保障机制。

目录

文摘

英文文摘

第1章 文献综述

1.1 传粉生物学概述

1.1.1 传粉生物学及其研究内容

1.1.2 传粉生物学的研究进展

1.2 姜科的传粉生物学研究状况

1.2.1 花部特征功能与传粉者的多样性

1.2.2 性表达方式的多样性

1.2.3 传粉机制的多样性

1.3 姜科植物在园林中的应用

1.4 本研究的目的及意义

第2章 研究方法

2.1 花的形态结构和开花物候的观察

2.1.1 花的形态结构特征观察

2.1.2 开花物候观察

2.1.3 花粉粒、柱头形态结构和花药与柱头位置关系的观察

2.2 开花生物学特性检测

2.2.1 单花花粉量、胚珠数和花粉/胚珠比率的测定

2.2.2 花粉组织化学的检测

2.2.3 花粉活性与柱头可受性的检测

2.2.4 花蜜量与含糖量的测定

2.3 访花昆虫类群及访花行为的观察

2.4 繁育系统的检测

2.4.1 不同授粉处理的结实率和结籽率

2.4.2 自花授粉与异花授粉的花粉管萌发及生长情况

第3章 热带分布类群--茴香砂仁属的传粉生物学

3.1 茴香砂仁的传粉生物学

3.1.1 研究植物与观察地点

3.1.2 实验结果与分析

3.1.3 讨论

3.2 红茴砂的传粉生物学

3.2.1 研究对象和观察地点

3.2.2 实验结果与分析

3.2.3 讨论

3.3 茴香砂仁属的传粉模式和繁殖策略

3.3.1 花部特征与传粉模式

3.3.2 传粉模式的系统演化

第4章 高山分布类群--象牙参属的传粉生物学

4.1 高山象牙参的传粉生物学

4.1.1 研究对象和观察地点

4.1.2 实验结果与分析

4.1.3 讨论

4.2 白象牙参的传粉生物学

4.2.1 研究植物和观察地点

4.2.2 实验结果与分析

4.2.3 讨论

4.3 象牙参属的传粉模式和繁殖策略

4.3.1 花寿命的对两性适合度的影响

4.3.2 花形态特征与繁育系统

第5章 姜科热带分布与高山分布类群的传粉系统比较

5.1 开花习性和繁育系统

5.2 花部形态特征和功能

5.3 花粉粒形态和柱头形态与传粉模式

5.4 花粉组织化学、花粉/胚珠比率与繁育系统

5.5 花设计和花展示

参考文献

致 谢