华北驼绒藜开花生物学特性研究

对华北驼绒藜的开花生物学特性进行了具体调查统计研究.结果显示,华北驼绒藜种群形成了一系列适应风媒传粉的花部特征:单性花,雌雄同株;雄花序细长而柔软,雄蕊4枚,无苞片;雌花小,无花冠,柱头指状,具有大量乳突细胞,便于捕捉花粉;居群内同一植株雌、雄花花期不一致性较高,花期不遇;每枝条雄花开花持续时间频率最高为7 d,而雌花开花持续时间频率最高为6 d;雌、雄花序呈单峰连续集中开花式样;雌、雄花始花时间与花期长度均呈极显著负相关(雌花r=-0.569,P＜0.01;雄花r=-0.665,P＜0.01),开花数与花期长度则为显著正相关关系(r=0.083,P＜0.01),(r=0.346,P＜0.01).研究表明,华北驼绒藜在长期的进化过程中,形成了同株雌、雄花花期不遇的生殖策略,因而减少了同株授粉的比例,提高了结实率.     

华北驼绒藜繁育系统研究

通过定株观察、人工套袋授粉试验等对华北驼绒藜繁育系统进行了研究。结果显示:(1)华北驼绒藜的花粉寿命为6d,花粉胚珠比(P/O)为1 351 189±391 779;自然条件下存在着同株授粉和异株授粉两种方式,但以异株授粉为主,其繁育系统属于兼性异交。(2)华北驼绒藜在有花粉时柱头可授性为6d(柱头露出后5～10d),但在缺乏花粉不能完成授精时,柱头会出现徒长现象,其可授性可以维持12d(柱头露出后9～20d)。(3)人工套袋授粉结果显示,华北驼绒藜最佳授粉时间是柱头露出后6～7d,此时年均授粉结实率最高(94.83%);在柱头失去过氧化物酶活性时(柱头露出后21d)授粉结实率年均为4.93%;相对于柱头最佳可授期,华北驼绒藜具有较高结实率的授粉时间范围较宽。研究表明,在长期的进化过程中,华北驼绒藜形成了P/O较高、柱头可授性时间长以及在异株授粉优势的情况下,还保留同株授粉方式的生殖补偿机制,对其野生退化群落的种群恢复具有积极的意义。     

华北驼绒藜大小孢子的发生及雌雄配子体发育过程的解剖学研究

运用石蜡切片技术对华北驼绒藜大、小孢子发生及雌、雄配子体的发育进行了研究.结果表明:(1)花药4室,花药壁由表皮、药室内壁、1~2层中层及1层绒毡层组成,药壁发育为基本型,腺质绒毡层,发育后期为二核或三核;(2)四分体胞质分裂为同时型,小孢子四分体多数为四面体型,偶见十字交叉型;(3)成熟花粉2-细胞型,单核小孢子时期存在不同比例的空壳花粉,从0%~80%不等;(4)胚珠倒生,双珠被,厚珠心,大孢子四分体直线型排列,合点端为功能大孢子,蓼型胚囊.     

华北驼绒藜自然种群结实的花粉和资源限制

运用人工授粉、补充无机营养、去叶处理以及疏花处理研究了华北驼绒藜自然种群花粉和资源有效性对结实的影响,并进一步探讨了该植物的选择性败育现象和繁殖对策。结果表明:花粉来源而不是花粉数量对华北驼绒藜结实存在显著影响;同枝授粉结籽率和结实率均低于自然授粉,异株授粉则显著高于同枝授粉和自然授粉;异株授粉种子千粒重显著高于自然授粉和同株异枝授粉,极显著高于同枝授粉。华北驼绒藜结实存在资源限制,补充施肥提高了单枝开花数和结籽率。随摘除叶片数量的增加,结籽率明显降低,摘除叶片处理与对照之间均形成显著差异,摘除1/2叶、3/4叶以及去全叶处理使种子千粒重显著低于对照。人工疏花实验表明华北驼绒藜存在选择性败育现象。华北驼绒藜可根据花粉和资源的可利用性来调整性分配、授粉方式和结实以获得最大适合度,具有复杂的繁殖对策,表现出较好的环境适应性。