蠶繭草的繁殖生物學(xué)研究.pdf

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1、196—2O3草業(yè)學(xué)報(bào)第22卷第3期2O13年6月ACTAPRATACULTURAESINICAVo1．22，No．3蠶繭草的繁殖生物學(xué)研究呂奉菊，崔美辰，陳明林(安徽師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院安徽省重要生物資源保護(hù)與利用研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，安徽蕪湖241000)摘要：首次詳細(xì)報(bào)道了蠶繭草的異型花柱現(xiàn)象，研究表明，除了其雄蕊、柱頭高度有二型性外，其花瓣大小、柱頭形態(tài)、花粉粒大小、數(shù)量和種子質(zhì)量也表現(xiàn)出明顯的二態(tài)性。與短柱花相比，長柱花有較大的花瓣，其柱頭有稀而高的柱頭突起，其花藥產(chǎn)生較多而直徑較小的花粉粒。掃描電鏡顯示，長、短柱花的種子均卵形，無喙突，具有擬腦狀紋飾；長、短柱花的花粉均為球

2、形，具散孔，孔近圓形，邊緣不規(guī)則，通過其花粉和種子微形態(tài)的觀察，可將其劃分為春蓼組。野外調(diào)查發(fā)現(xiàn)螞蟻常常是其訪花者。通過對其野生居群的型比調(diào)查發(fā)現(xiàn)在野外蠶繭草往往為單型居群，并通過對不同居群座果率的統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)長柱花的結(jié)實(shí)率較大根據(jù)其繁育系統(tǒng)特征，對其傳粉適應(yīng)方式進(jìn)行了探討。關(guān)鍵詞：蠶繭草；異型花柱；微形態(tài)；訪花者中圖分類號：Q945．5文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1004—5759(2013)03—0196—08D0I：10．11686／cyxb20130326異型花柱(heterostyly)是被子植物中受遺傳控制的花多態(tài)現(xiàn)象，指在同種植物中存在花柱的二態(tài)性，包括二型花柱(disty

3、ly)和三型花柱(tristyly)兩種類型，后者在形態(tài)上比前者復(fù)雜，在自然界中也不如前者普遍。自達(dá)爾文提出“異型花柱”一詞以來，進(jìn)化生物學(xué)家就對異型花柱現(xiàn)象中性器官的結(jié)構(gòu)安排方式產(chǎn)生了濃厚的興趣，至今對異型花柱的起源演化和適應(yīng)意義等方面的研究一直在進(jìn)行。異型花柱植物特殊的花部結(jié)構(gòu)是其長期繁殖適應(yīng)的結(jié)果，它是進(jìn)化生物學(xué)研究的理想材料，其為生物學(xué)家研究生物的進(jìn)化過程提供了一個(gè)獨(dú)特的途徑。近年來，除了討論異型花柱進(jìn)化的起源，異型花柱繁育系統(tǒng)的維持和變化動(dòng)力也引起了人們的注意。異型花柱植物往往還具有雙位點(diǎn)基因控制的自交不親和系統(tǒng)，非法來源的花粉粒的花粉管在生長到柱頭一定部位時(shí)就因受到抑

4、制而停止生長，即不同花型間雜交可育而同型間或自交不可育，進(jìn)而通過影響交配模式而直接影響其居群的進(jìn)化。異型花柱植物在被子植物科中的分布沒有一定的規(guī)律，據(jù)報(bào)道，在被子植物的約31個(gè)科中有異型花柱植物，占被子植物的1～2l_1]，其中雙子葉植物27個(gè)科，而單子葉植物只有4個(gè)科]，并且異型花柱很少出現(xiàn)在嚴(yán)格兩側(cè)對稱的花中J。異型花柱的適應(yīng)意義通常被解釋為是為了促進(jìn)異交的同時(shí)并減少了自交對植物的不利影響。在我國，異型花柱植物分布廣泛，同時(shí)該類型植物在我國的特有科屬中也相繼被報(bào)道]，這為在國內(nèi)更好地研究異型花柱植物奠定了基礎(chǔ)。蓼科的異型花柱植物第一次是在蕎麥(Fagopyrumesculen

5、tum)中被發(fā)現(xiàn)的]，該科的代表屬一～蓼屬(Polygonum)有300多種植物，其中該屬的愉悅蓼(Polygonumjucundum)的二型花柱現(xiàn)象已被詳細(xì)報(bào)道j。蠶繭草(Polygonumjaponicum)為多年生草本，莖高4O～100cm，葉披針形或長圓狀披針形，穗狀總狀花序腋生或頂生，花果期為8一¨月。分布于安徽、廣東、福建、浙江、江蘇、江西、湖南、湖北、臺灣等地。生于海拔700m以下的低山區(qū)或丘陵、平原之溝、塘邊或淺水中，以及路旁、林下濕草叢等。全草可供藥用，有散寒、活血、止痢之效；也可作土農(nóng)藥；花較大，盛開時(shí)甚美，可成片種植供觀賞。本實(shí)驗(yàn)主要通過對蠶繭草的傳粉機(jī)制和

6、繁育系統(tǒng)的初步研究，以確定其是否是二型花柱植物，其花及種子的微形態(tài)各有什么特點(diǎn)，通過對野生居群的調(diào)查，分析自然居群內(nèi)花型與繁育系統(tǒng)的關(guān)系。收稿日期：2012-05—03；改回日期：2012-0726基金項(xiàng)目：安徽省自然科學(xué)基金(11040606M72)，安徽高校省級自然重點(diǎn)項(xiàng)目(KJ2012A130)，安徽師范大學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和重點(diǎn)學(xué)科開放基金資助。作者簡介：呂奉菊(1984)，女，山東萊蕪人，在讀碩士。Email：lvfengjv435@163．COIl1*通訊作者。Email：chenminlin0553@yahoo．corn．cn第22卷第3期草業(yè)學(xué)報(bào)2013年1材料與方法1

7、．1材料實(shí)驗(yàn)時(shí)間為2010—2011年。實(shí)驗(yàn)材料來源于下列5個(gè)居群的新鮮材料，憑證標(biāo)本來源、產(chǎn)地見表1，標(biāo)本均存放于安徽師范大學(xué)標(biāo)本館。表1材料來源和產(chǎn)地Table1Sourceofmaterials1．2方法1．2．1花部生物學(xué)特征測量在上述居群各取6朵2種不同類型的蠶繭草花，用測微尺分別測得它們的雌、雄蕊高度，雌雄蕊高度差、花瓣的長度(圖1)。柱頭的寬度在顯微鏡(OlympusBH2)下測量，數(shù)據(jù)精確到0．01mm。A：L-morphB：S-morph圖1蠶繭草的長柱型花(A