2021-4-10 | 自然災(zāi)害論文
柃屬包含約130種植物,是山茶科(Theaceae)厚皮香亞科(Ternstroemoideae)中最大1屬,分布于亞洲熱帶、亞熱帶及西南太平洋各島嶼[1-3]。我國共83種(63種中國特有)[3]。該屬植物是重要的蜜粉源[4],也是極具開發(fā)潛力的園林植物[5-6]。但目前對本屬的研究還較少,多限于經(jīng)典分類及資源利用[6]。本屬植物具有穩(wěn)定的雌雄異株性系統(tǒng)[1,7-8],目前只在少數(shù)物種中發(fā)現(xiàn)性別變異現(xiàn)象(性別表達偏離于正常的雌株及雄株)[9-12],且僅在柃木(EuryajaponicaThunb.)中報道過兩性花[10-12]。野外調(diào)查發(fā)現(xiàn),縉云山的一些鈍葉柃(EuryaobtusifoliaH.T.Chang)具有性別變異現(xiàn)象。研究發(fā)現(xiàn),正常的雌花和雄花具有穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),性別變異株上的花或是雄蕊數(shù)量減少,或是胚珠數(shù)量減少,或是雄蕊、雌蕊在形態(tài)上出現(xiàn)明顯的退化。正常雌花、雄花具有各自正常的性功能,個別性別變異株上的某些花具有兩性功能。開花、傳粉是有花植物完成有性生殖的必要條件,對于兩性器官分離的雌雄異株植物尤為重要。柃屬植物中除少數(shù)能進行克隆生殖外[13],多數(shù)僅具有性生殖。本文以北碚縉云山及西山坪的鈍葉柃作為研究對象,對其開花及傳粉特性進行了初步研究,并對性別間存在的各方面差異進行了比較分析,以期為深入研究該屬植物的生殖適應(yīng)機制及系統(tǒng)進化提供一定參考。
1材料與方法
1.1研究地點
縉云山金果園3個樣地:JOd(JinguoOrchard-down,N29°51'41″,E106°23'34″,海拔341m),JOm(JinguoOrchard-middle,N29°51'39″,E106°23'37″,海拔375m),以及JOu(JinguoOrchard-up,N29°51'34″,E106°23'41″,海拔412m);西山坪一個樣地:XSP(Xishanping,N29°51'52″,E106°25'23″,海拔450m)。其中JOm及JOu具性別變異株及正常雌雄異株個體,JOm樣地雌株、雄株及性別變異株的比例為1∶1.5∶4.5,JOu中為1∶0.5∶1.25。JOd及XSP樣地中僅具正常雌雄異株個體,JOd樣地雌株與雄株的比例為1:1.2,XSP中為1∶1.11。
1.2物種
據(jù)各種植物志記載,鈍葉柃為雌雄異株[1,7-8]。雌株花僅具雌蕊,無退化雄蕊;雄株花具10枚左右雄蕊,中央具1形態(tài)穩(wěn)定的退化子房(半圓形突起)[9]。初步研究發(fā)現(xiàn)縉云山具正常雌雄異株個體(包括雌株、雄株)及性別變異株。雌株上僅具雌花;雄株上僅具雄花;性別變異株在性別表達上偏離于正常雌株及雄株:有的具有兩性功能(具有兩性花或同時具有雌花及雄花);有的僅具雌性功能,但具不同程度退化的雄蕊;有的僅具雄性功能,但不育雌蕊發(fā)育明顯。若無特殊說明,本文所提雌花及雄花分別指正常雌株及雄株上的花。
1.3花部形態(tài)及開花動態(tài)
對野外植株掛牌標記。取新鮮花枝于冰盒中保鮮,帶回室內(nèi)置于NikonSM21000體視鏡下觀察、拍照及測量。共獲得6雌株(JOd、XSP各3株),4雄株(JOd、XSP各2株)及12性別變異株(JOm及JOu)上224朵花(完全開放,每株9—15朵)的13項形態(tài)數(shù)據(jù)。花粉及柱頭形態(tài)于PhenixPH100光學(xué)顯微鏡下觀察。2011年2月10日至3月20日,每日對金果園3個樣方中10株(3雌株,5雄株,2性別變異株)上338朵花(雌株136,雄株154,性別變異株48)觀測、記錄、拍照。并注意觀察花形態(tài)、泌蜜及花的色味變化,花藥及柱頭的形態(tài)變化。以花瓣展開出現(xiàn)開口為開花標志,花瓣變黃或脫落為開花結(jié)束標志。共記錄了254朵花(雌株97、雄株137、性別變異株20)從開始開花至開花結(jié)束的完整變化。注意記錄每日天氣狀況、溫度及濕度。
1.4花朵朝向
每株上隨機選取不同方位花共30朵,用量角器測量其中軸與鉛垂線近地一側(cè)的夾角。角度等于0°者為垂直朝下,大于90°者為朝上,0°至90°間者為斜向下。共隨機測量了5雌株,6雄株及4性別變異株。
1.5花粉活力及柱頭可授性
用1%MTT水溶液檢測花粉活力。被染成藍色者為具活力花粉,不被染色者為不具活力花粉。花粉活力為被染色花粉的百分比。柱頭可授性測定方法與花粉測定方法類似,具可授性的部分被染成藍色[14-15]。
1.6花粉對水的耐受性檢測
參考Mao等[16]檢測花粉對水耐受性的方法。9:00之前取當天開放花的新鮮花粉,分別于蒸餾水,無蔗糖花粉培養(yǎng)液,10%蔗糖花粉培養(yǎng)液及50%蔗糖花粉培養(yǎng)液中,于即時溫度(10℃左右)下培養(yǎng),每組3個重復(fù)。每隔一段時間,取出3滴于載玻片上,用1%MTT染色10min,于顯微鏡下分別觀察并計算染色率及萌發(fā)率。
1.7花粉量測定
取將開放花,投入裝有1mL蒸餾水的1.5mL離心管中,用鑷子將花朵于液體中碾碎。置離心管于超聲波清洗儀中處理30min,使花粉從花藥中分離并均勻分散于液體中。處理完成后,每管取10μL于載玻片上記錄花粉數(shù)量,重復(fù)5次,計算單花花粉量。
1.8花蜜體積的測定
采用濾紙條法[17]。于測量前一天吸干花蜜并對花枝套袋[15],1d后用1mm寬濾紙條測量花蜜沾濕長度。以20%蔗糖溶液制作標準曲線,計算單花單日泌蜜量。
1.9套袋及套網(wǎng)實驗
于開花前對雌株及兩性株分別進行3組處理[18]:1)套硫酸紙袋,2)套80目尼龍網(wǎng)袋,3)僅標記不套袋。分別檢測鈍葉柃的無融合生殖情況,風媒傳粉情況及自然結(jié)實率。于5月中旬果實發(fā)育但未成熟時統(tǒng)計結(jié)實率。由于鈍葉柃花小且多,本試驗對其枝條進行整枝套袋、套網(wǎng)[18]。
1.10傳粉昆蟲及傳粉行為
于盛花期連續(xù)數(shù)日觀察訪花者類別及訪花頻率[15]。采集訪花者制成標本以備鑒定。攝像記錄訪花者的訪花行為及訪花時間[19]。注意記錄各時段溫度、濕度及天氣變化。