蚕茧草的繁殖生物学研究.pdf

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1、196—2O3草业学报第22卷第3期2O13年6月ACTAPRATACULTURAESINICAVo1．22，No．3蚕茧草的繁殖生物学研究吕奉菊，崔美辰，陈明林(安徽师范大学生命科学学院安徽省重要生物资源保护与利用研究重点实验室，安徽芜湖241000)摘要：首次详细报道了蚕茧草的异型花柱现象，研究表明，除了其雄蕊、柱头高度有二型性外，其花瓣大小、柱头形态、花粉粒大小、数量和种子质量也表现出明显的二态性。与短柱花相比，长柱花有较大的花瓣，其柱头有稀而高的柱头突起，其花药产生较多而直径较小的花粉粒。扫描电镜显示，长、短柱花的种子均卵形，无喙突，具有拟脑状纹饰；长、短柱花的花粉均为球

2、形，具散孔，孔近圆形，边缘不规则，通过其花粉和种子微形态的观察，可将其划分为春蓼组。野外调查发现蚂蚁常常是其访花者。通过对其野生居群的型比调查发现在野外蚕茧草往往为单型居群，并通过对不同居群座果率的统计发现长柱花的结实率较大根据其繁育系统特征，对其传粉适应方式进行了探讨。关键词：蚕茧草；异型花柱；微形态；访花者中图分类号：Q945．5文献标识码：A文章编号：1004—5759(2013)03—0196—08D0I：10．11686／cyxb20130326异型花柱(heterostyly)是被子植物中受遗传控制的花多态现象，指在同种植物中存在花柱的二态性，包括二型花柱(disty

3、ly)和三型花柱(tristyly)两种类型，后者在形态上比前者复杂，在自然界中也不如前者普遍。自达尔文提出“异型花柱”一词以来，进化生物学家就对异型花柱现象中性器官的结构安排方式产生了浓厚的兴趣，至今对异型花柱的起源演化和适应意义等方面的研究一直在进行。异型花柱植物特殊的花部结构是其长期繁殖适应的结果，它是进化生物学研究的理想材料，其为生物学家研究生物的进化过程提供了一个独特的途径。近年来，除了讨论异型花柱进化的起源，异型花柱繁育系统的维持和变化动力也引起了人们的注意。异型花柱植物往往还具有双位点基因控制的自交不亲和系统，非法来源的花粉粒的花粉管在生长到柱头一定部位时就因受到抑

4、制而停止生长，即不同花型间杂交可育而同型间或自交不可育，进而通过影响交配模式而直接影响其居群的进化。异型花柱植物在被子植物科中的分布没有一定的规律，据报道，在被子植物的约31个科中有异型花柱植物，占被子植物的1～2l_1]，其中双子叶植物27个科，而单子叶植物只有4个科]，并且异型花柱很少出现在严格两侧对称的花中J。异型花柱的适应意义通常被解释为是为了促进异交的同时并减少了自交对植物的不利影响。在我国，异型花柱植物分布广泛，同时该类型植物在我国的特有科属中也相继被报道]，这为在国内更好地研究异型花柱植物奠定了基础。蓼科的异型花柱植物第一次是在荞麦(Fagopyrumesculen

5、tum)中被发现的]，该科的代表属一～蓼属(Polygonum)有300多种植物，其中该属的愉悦蓼(Polygonumjucundum)的二型花柱现象已被详细报道j。蚕茧草(Polygonumjaponicum)为多年生草本，茎高4O～100cm，叶披针形或长圆状披针形，穗状总状花序腋生或顶生，花果期为8一¨月。分布于安徽、广东、福建、浙江、江苏、江西、湖南、湖北、台湾等地。生于海拔700m以下的低山区或丘陵、平原之沟、塘边或浅水中，以及路旁、林下湿草丛等。全草可供药用，有散寒、活血、止痢之效；也可作土农药；花较大，盛开时甚美，可成片种植供观赏。本实验主要通过对蚕茧草的传粉机制和

6、繁育系统的初步研究，以确定其是否是二型花柱植物，其花及种子的微形态各有什么特点，通过对野生居群的调查，分析自然居群内花型与繁育系统的关系。收稿日期：2012-05—03；改回日期：2012-0726基金项目：安徽省自然科学基金(11040606M72)，安徽高校省级自然重点项目(KJ2012A130)，安徽师范大学重点实验室和重点学科开放基金资助。作者简介：吕奉菊(1984)，女，山东莱芜人，在读硕士。Email：lvfengjv435@163．COIl1*通讯作者。Email：chenminlin0553@yahoo．corn．cn第22卷第3期草业学报2013年1材料与方法1

7、．1材料实验时间为2010—2011年。实验材料来源于下列5个居群的新鲜材料，凭证标本来源、产地见表1，标本均存放于安徽师范大学标本馆。表1材料来源和产地Table1Sourceofmaterials1．2方法1．2．1花部生物学特征测量在上述居群各取6朵2种不同类型的蚕茧草花，用测微尺分别测得它们的雌、雄蕊高度，雌雄蕊高度差、花瓣的长度(图1)。柱头的宽度在显微镜(OlympusBH2)下测量，数据精确到0．01mm。A：L-morphB：S-morph图1蚕茧草的长柱型花(A