火柴头繁殖策略的多样性及其机理的初步研究

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1、火柴头繁殖策略的多样性及其机理的初步研究学生；何井瑞导师：金银根教授【摘要】：借助Leica体视显微镜、解剖镜、数码相机观察、记录火柴头三种类型生殖枝（花序）、四种类型的花的解剖特征，并重新区分火柴头种子的类型，初步硏究了火柴头子房的发育。光是诱导火柴头花芽向地性生长的重要因素，激素在一定程度上也影响花芽的向地性牛•长和不同类型种子的比例。【关键词】：火柴头，生殖策略，向地性生长，激素火柴头（ComniclinQbcnghalcnsisL.）,亦称饭苞草、竹节菜，为单了叶植物纲、鸭跖草科、鸭跖草屈，一年生草本植物，是绝大数国家和地区的重耍杂草Z-o在我国,火柴头是茄果类蔬菜、果园

2、、大豆、玉米、棉花等作物出坡地头或山坡草地等干湿地常见的屮生、耐渍型杂草。火柴头通过营养繁殖、地下生殖和冇性生殖三种方式繁衍传播。植株经一定阶段的营养生长，形成匍匐茎，并在其节上产生许多不定根及分枝或直立茎，形成群从。若植株受伤，则各相对独立的分枝均能自行繁殖生长、扩散成片。其主茎基部1-5节上的侧芽能突破叶鞘向地（重）性生长，形成节间密集的生殖枝，节上的叶仅含有叶鞘、无不定根而与一般植物的根状茎或匍匐茎不同；地下生殖枝不含色素，在地表下3〜5cm土层中穿行，其长度口J达6〜15cm,若土层干结，生殖枝不能入土而贴于地表生长。观察表明：地表和地下生殖枝上的全部花芽均可闭花结实，产

3、生地下三种类型的种了。火柴头的冇性生殖是植株屮上部的花或花序经开花、结实，发育形成地上三种类型的种子。火柴头种子形态特征、生物学及休眠萌发特性已有报道，但是仅仅对四种种子有报道，并没有区分另外两种种子；已有的对植物向性生长的研究主要集屮于植物芽的向光性和根的向地性的研究。另外，对植物生殖生物学的研究主要着眼于植株地上部分的生殖过程和生殖特征，到冃前为止，关于火柴头生殖策略多样性以及植物花芽的向地性和植物的地下生殖过程和规律的研究未见报道。因此，弄清火柴头生殖生物学特性，揭示其花芽向地性牛长特性和机理，将挑战传统的植物向性生长理论，打破植物向性牛长原有的激素平衡理论，很可能发现调控

4、植物向性生长的新物质，诞生新的向性生长理论，这对植物向性生长的研究将是一大贡献，必将极人地丰富和发展植物结构生物学、植物生理学、植物生殖生物学理论。同时，火柴头在世界各地均有分布，是一种恶性朵草，对现冇多种除草剂不敏感，对丁•防除该杂草具有一定的理论指导意义。1.材料与方法1.1种子准备2004年10-11月份收集扬州大学实验农场田间（果园、茄果瓜类蔬菜田、玉米地、棉田、烟地等）火柴头地上、地下果实，带回实验室风干、取种分类。选择外形、色泽基本一致，籽粒饱满的地上和地下大粒、小粒种子，分别进行下述处理和观察实验。1-2植株形态的观察2005年4月按地上大、小种，地下大、小种播种于

5、扬大生技搂标本馆南面的实验田,每个处理五重复。观察记录其发芽、出苗状况，观察植株形态，选择不同的生殖枝，Leica数码相机拍照。1.3火柴头花的解剖观察取实验田中的地上、地表、地下花序解剖，观察、记录其花序、花的结构、传粉方式，Leica体视解剖镜拍照。1.4胚珠发育的初步研究取地上花、地表、地下花的子房，解剖、观察胚珠发育。Leica体视显微镜拍照。1.5遮光处理对花芽向地性生长的影响将四种不同类型的种子分别播于黑色小型塑料钵中，共计4组，每组2盆、每盆2粒，重复三次，保持土壤湿润，常规管理，观察记录其发芽、出苗状况。三叶期时，用双层市售黑色塑料薄膜包裹植株基部进行遮光处理，一

6、个月后揭膜观察，并继续遮光处理。1.6激素处理对花芽向地性生长的影响材料准备、处理时苗龄同1.5o激素处理：溶液的配备，分别称取生长素（IAA）和赤霉素（GA）27.3、18.6mg,溶解制成1000ml的母液，用母液进行逐级稀,得到27.3、18.6^g/ml,2.73,1.86ktg/ml,0.273、0.186临/ml,0.0273、0.0186Pg/ml,0.00273、0.00186^g/ml溶液，将植株浸泡于相应的激素处理溶液中1min.,每周观察、记录芽的向性生长情况。1.结果2.1火柴头种子类型的多样性实验观察研究表明：以前关于火柴头有四种类型的种子的认识是不全面

7、的，地上、地下均能产生另外一种类型的种子，这种种子外形、表而特征类似于以前报道的地上大种子，但比大种子小，比小种子大，不具有横断面。另外，通过萌发实验表明，该种子的萌发速率、萌发率都显著的低于大种了和小种了。因此区分地上、地卞可以认为，除了以前报道的四种种子，还有另外两种种子，即火柴头有六种种子。2.2火柴头的发芽、出苗及植株形态的观察当气温稳定在16〜18°C,种子吸水膨胀，胚根先突破种皮进入土壤，子叶一枚继后岀现，（胚芽在子叶基部一侧生长），子叶的长度随播种的深度而异，一般在