濒危植物羊角槭生殖生物学的初步研究

摘要

羊角槭(AceryanjuechiFangetP.L.Chiu)是槭树科(Aceraceae)槭树属(Acer)落叶乔木，特产于浙江省临安市西天目山，因其种群数量少，繁殖更新能力弱而被列入国家第一批重点保护野生植物名录，是古老孑遗植物和国家二级保护树种，具有重要的科研与园林应用价值。迄今为止，有关羊角槭的研究鲜有报道。本文通过对羊角槭资源分布、形态与解剖特征、开花物候、配子体发育、种子生物学特征等方面进行了研究，初步探讨了羊角槭的生殖生物学特性，为全面揭示羊角槭濒危机制奠定了理论基础。主要研究结论如下:　　 (1)生态学特征:羊角槭喜生长在阳光充足、土壤疏松湿润的地带;天然更新能力较弱，在母树下未发现有天然更新小苗;羊角槭为浅根性树种，主侧根明显，侧根发达，甚至露出地面;开花期间，向阳面开花结果的枝条较多，而背荫面较少;阳光充足地带，羊角槭能开花、结果，而在光照不足处则不能;在光照不足处，叶芽萌发更早且生长更快，落叶时期较晚，说明羊角槭为中性偏阳性树种，进行生殖生长时需要一定的光刺激。　　 (2)生物学特征:羊角槭萌芽期在4月初，开花盛期在4月中旬，果实在9月底至10月初成熟，12月初叶全落;芽有叶芽与花芽之分，且花叶芽同放;花杂性，雄花与两性花共生于伞房圆锥状花序中;不同花数量相差悬殊，雄花远多于两性花，其数量约为两性花的6倍;花期雄花产粉，两性花花药不开裂，虫媒传粉，异花授粉;TTC、亚甲基蓝、I2-KI和离体培养法（10％蔗糖+0.01％硼酸）分别测定羊角槭的花粉生活力，其中亚甲基蓝染色法测得花粉生活力最高，为45.97％;羊角槭落花落果现象严重，其中果序脱落率67.7％，落果率高达87.3％，且落果现象贯穿整个果实生长期间。　　 (3)配子体发育过程:采用常规石蜡切片方法对羊角槭大小孢子及雌雄配子体发育过程进行研究，结果表明:花药具4个花粉囊，发育类型为基本型;药室内壁呈纤维状加厚;绒毡层为腺质型;孢质分裂为同时型;小孢子四分体呈四面体形排列;成熟花粉粒为二细胞型。子房2心皮2室，每室2倒生胚珠，基生胎座，双珠被，厚珠心，大孢子母细胞减数分裂形成4个线型排列的大孢子，其中合点端大孢子为功能性大孢子，胚囊发育类型为蓼型。羊角槭花雌雄蕊发育不同步，雄蕊较雌蕊早熟。大小孢子及雌雄配子体发育过程中均有败育现象，其中大孢子过程中胚珠败育现象显著，这可能是导致羊角槭濒危的主要原因之一。　　 (4)种子基本生物学特征:采用种皮透水性测定、生活力测定、种皮和种胚甲醇提取液测定等方法对羊角槭基本生物学特征进行了研究。结果表明:羊角槭种子呈压扁状卵圆形，由外种皮、内种皮、种胚和子叶组成，无胚乳;种子千粒重50.88g，其中种皮占完整种子重量的79.55％以上;种子中空籽和败育种子比例达63.81％，反映出较高的种子败育率，饱满种子中有生活力者占56.67％;种皮具有一定的透水性，种皮和种胚甲醇提取液对白菜籽发芽有抑制作用，说明羊角槭种子自身含有发芽抑制物，可能是导致种子深休眠的主要原因。　　 综上所述，初步判定羊角槭的濒危原因有:一是羊角槭对生长环境要求较为严格，导致其天然更新能力弱，难以进行天然扩繁;二是不同类别的花营养竞争激烈，数量相差悬殊，落花落果现象显著;三是在有性生殖过程中形成大量败育花粉和胚珠，影响种子结实率;种子生活力低且具有休眠特性，不利于通过种子繁殖增加幼苗数量。

目录

声明

摘要

引言

1 文献综述

1．1 我国槭树科植物资源分布及应用价值研究

1．1．1 我国槭树科植物资源分布

1．1．2 槭树科植物资源应用价值研究

1．2 我国濒危植物的研究进展

1．2．1 濒危植物生殖生态学研究

1．2．2 濒危植物遗传多样性研究

1．2．3 濒危植物种群生态学研究

1．3 羊角槭的研究概况

1．3．1 羊角槭的形态学特征

1．3．2 羊角槭分子水平研究

1．3．3 羊角槭生理特性研究

2 羊角槭生态学特征的调查研究

2．1 自然概况

2．2 调查方法

2．3 调查结果

2．3．1 资源分布现状

2．3．2 分布地调查

2．4 讨论

3 羊角槭生物学特征的调查研究

3．1 研究方法

3．1．1 物候期观测

3．1．2 形态学特征

3．1．3 枝芽特性

3．1．4 开花特性

3．1．5 花粉生活力的快速测定

3．1．6 果实的观察

3．2 结果与分析

3．2．1 物候期观测

3．2．2 形态学特征

3．2．3 枝芽特征

3．2．4 开花特性

3．2．5 花粉生活力的快速测定

3．2．6 果实的观察

3．3 讨论

3．3．1 羊角槭物候期观测的探讨

3．3．2 从形态学特征看羊角槭分类学地位及其意义

3．3．3 羊角槭花粉生活力检测方法的比较

3．3．4 羊角槭果实发育状况的探讨

4 羊角槭配子体发育研究

4．1 研究材料与方法

4．2 研究内容

4．2．1 花药壁的发育

4．2．2 小孢子的发生及雄配子体的发育

4．2．3 大孢子的发生及雌配子体的发育

4．3 结果与分析

4．3．1 羊角槭花的解剖结构

4．3．2 羊角槭小孢子的发生及雄配子体的发育

4．3．3 羊角槭大孢子的发生及雌配子体的发育

4．3．4 羊角槭雌、雄蕊发育的对应关系

4．4 讨论

4．4．1 羊角槭小孢子发生及雄配子体发育

4．4．2 羊角槭大孢子发生及雌配子体发育

4．4．3 羊角槭大小孢子及雌雄配子体发育与其濒危的关系

5 羊角槭种子基本生物学特征研究

5．1 研究方法与内容

5．1．1 种子形态特征的观察

5．1．2 种子发育情况的统计

5．1．3 种子吸水率的测定

5．1．4 种子生活力的测定

5．1．5 种皮与种胚生物提取物的生物测定

5．2 结果与分析

5．2．1 种子基本特征

5．2．2 种子发育情况的统计

5．2．3 种子吸水率的测定

5．2．4 种子生活力的快速测定

5．2．5 种皮与种胚生物提取液的测定

5．3 讨论

6 结论与建议

6．1 结论

6．1．1 羊角槭生态学研究

6．1．2 羊角槭生物学研究

6．1．3 羊角槭配子体发育过程

6．1．4 羊角槭种子基本生物学研究

6．1．5 羊角槭濒危原因的初步探讨

6．2 建议

参考文献

附录

个人简介

致谢