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这是一篇关于黑果枸杞两种花型的花部综合征与传粉特性的思维导图,花粉传递效率PE=D/(P – R) × 100, 其中D为每朵花落置到柱头上的总花粉数, P为单花总花粉数, R为每朵花上剩余花粉数。
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黑果枸杞两种花型的花部综合征与传粉特性
摘要
研究背景
黑果枸杞国家二级保护植物
自然种群中有同位花和异位花个体
沙尘暴频繁的种群中异位花减少
研究内容
对喀什地区自然种群中黑果枸杞两种不同花型植株的花部综合征和传粉特性进行比较研究
研究意义/目的
探讨黑果枸杞不同花型植株在极端环境花部特征的可塑性及其适应机制
结果
雌雄蕊高度差异: 同无;异显著
花冠直径、花冠筒长、胚珠数:同>异
雌雄蕊空间距离、花粉数、花粉、胚珠:异>同
个体比例:同>异
种群水平花期:同>异
单花水平寿命:同<异
花蜜含量:早期>后期
早期(紫花)传粉者频率和时间:异>同;后期(白花)反
花粉落置数、花粉移出率、花粉传递效率、自然坐果率、结籽率:同>异
结论
同位花通过自交亲和性保障繁殖;异位花通过异交提高异交率
异位花与同位花花部综合征和花报酬的差异,是影响繁殖成功的主要因素
前言
花部综合征多态性
极端环境下的繁殖对策、传粉媒介、适合度、物种进化
动物传粉植物在极端环境长期适应过程中通过多态花部结构选择压力,并形成相应的繁殖方式和交配对策。
传粉
传粉概念
策略
泛化传粉
专性传粉
影响因素
生物:传粉者和资源分配
非生物:气候因子
黑果枸杞的研究背景
黑果枸杞现状
研究意义
材料和方法
研究材料和地点
黑果枸杞
两性花、总状花序、花萼窄钟状
喀什市土曼河:暖温带荒漠气候
研究方法
花部特征及性分配特点检测
花各部位特征及性分配特点检测
花冠直径、花冠筒长度、雌雄蕊长度(雄蕊的长度为平均雄蕊长度)、雌雄蕊空间距离(雄蕊长度–雌蕊长度)、花冠口与雄蕊间距离(花冠筒长度–雄蕊长度)及花冠口与雌蕊间距离(花冠筒长度–雌蕊长度), 并计算雌/雄蕊器官相对高度, 雌(雄)蕊相对高度=雌(雄)蕊长度/花冠筒长度
花粉胚珠比(P/O)
花粉活力和柱头可授期特点检测
花粉活力:MTT
蓝紫色:有活力(花粉活力百分比=被染色 花粉数/被染色花粉数+未被染色花粉数× 100%)
柱头可授性:联氨苯-过氧化氢溶液
蓝色+大量气泡——柱头具有可授性
开花式样观察
种群水平
个体水平
第一朵花开到最后一朵花凋落的时间
单花水平
花蕾打开至花凋落的持续时间
花报酬测定
毛细管测定花蜜
电子鼻、10种传感器测定花气味的化学成分和百分比
传粉生物学特性观察
昆虫访花频率及停留时间的变化规律
早期后期访花行为变化规律
传粉效率、坐果率及结籽检测
坐果率和结籽率
花粉传递效率PE=D/(P – R) × 100, 其中D为每朵花落置到柱头上的总花粉数, P为单花总花粉数, R为每朵花上剩余花粉数
花粉移出率PR = (P – R)/P × 100, 其中的P为单花总花粉数或紫色阶段花上剩余的花粉数, R为不同颜色阶段花上剩余的花粉数。
数据分析
数据:SPSS 22.0;作图:Sigma Plot 10.0作图。
结果与分析
两种类型花性状
同位花在花寿命早期(紫色)和后期(白色)的花冠直径、花冠筒长度及雄蕊长度均比异位花长, 而异位花在花寿命早期和后期的雌-雄蕊空间距离均比同位花长
异位花雌雄蕊相对高度间存在极显著差异
花的雌蕊在花寿命内有一定的生长, 其中异位花类型更明显
异位花的花粉数比同位花多, 且花粉胚珠比比同位花高, 并且二者间均存在极显著差异
花寿命早期和后期的花粉活力和柱头可授性间未呈显著差异。新开放(深紫色)花的花粉均有很强的活性, 而柱头有较弱的可授性
两种类型花开花样式
种群中同位花个体所占比例(68%)高于异位花个体(32%)
种群水平上, 同位及异位花植株的花期之间存在极显著差异
个体水平上, 同位花个体的花期比异位花个体长, 二者之间存在极显著差异
异位花的单花寿命比同位花长, 并且二者间存在极显著差异
紫花持续时间大于白花
两种类型花花报酬
同位花在花寿命早期和后期产生的花蜜量均高于异位花
同位和异位花在紫色阶段分泌的花蜜量往往高于白色阶段的花蜜量
两种类型花均分泌10大类化合物, 其中有4类芳香类化合物
同位花和异位花在紫色阶段分泌的芳香类化合物含量无显著差异
异位花在白色阶段分泌的芳香类物质含量高于同位花且差异极显著
传粉昆虫及访花行为
熊蜂、意大利蜜蜂、食蚜蝇是两种类型花的共同传粉者
紫色阶段的访花频率往往比白色阶段高
意大利蜜蜂和熊蜂在两种类型花的花寿命早期和后期的访花频率均存在显著差异
在紫色阶段传粉者在同位花上的停留时间比异位花长
传粉效率、坐果率及结籽率
在花寿命早期和后期同位花的花粉移出率、花粉落置数及花粉传递效率均比异位花高
同位花的自然坐果率及结籽率均比异位花的自然坐果率及结籽率高
讨论
花部综合征的差异
通过花大小、颜色、花气味、雌雄蕊空间位置及花粉活力和柱头可授性、花寿命不同阶段的动态变化等多样化的花部特征来保障繁殖成功
黑果枸杞在花寿命内雌雄蕊空间位置较稳定, 同位花的雌蕊和雄蕊长度无显著差异, 而异位花有较大的雌雄蕊空间距离
同位花表现出适应缺乏传粉者的早春荒漠极端环境下保障自花传粉的花部特征; 异位花表现出通过雌雄蕊的空间隔离来减小雌雄功能干扰、避免花内花粉传递及促进异花传粉的花部特征
花寿命具有很强的可塑性,延长花寿命是植物在传粉者稀少的情况下确保传粉成功的一个重要策略
异位花单花寿命比同位花长, 这可能是促进具有异花传粉花部特征的异位花, 在传粉者或授粉限制的极端环境下, 通过延长花寿命得到更多的访问机会来减少繁殖损失, 并且实现繁殖成功
物种两种类型花在雌雄蕊空间位置、花报酬及花寿命上的差异是二者为了保障繁殖成功演化出的花部综合征
传粉生物学特性及雄性繁殖特点
花报酬及花信号(颜色及气味)及其动态变化是影响花粉移出和落置过程的关键因素
同位花通过丰富的花报酬及花气味吸引更多的昆虫, 获得高的访花频率、花粉移出率、柱头落置花粉数及花粉传递效率, 因此该类型有较高的坐果率及结籽率
异位花在传粉者限制的早春极端环境下, 低的花报酬和低的访花频率, 导致其较低的花粉落置和传粉效率, 因此该类型坐果率和结籽率较低
两种类型花花部特征以及花报酬的差异影响了二者的雄性及雌性繁殖率。
花部特征与传粉生物特性对繁殖的影响
通过自交亲和性较高的同位花保障繁殖和保持种群稳定性
通过异位花保障种群更新和扩大的繁殖格局
繁殖保障及后代的连续性的繁殖对策