几种铁线莲属植物的花部综合征与访花昆虫多样性及甘青铁线莲传粉生物学研究

论文摘要

观测了甘肃省分布的6种铁线莲属植物（甘青铁线莲、灌木铁线莲、粉绿绿铁线莲、薄叶铁线莲、粗齿铁线莲、芹叶铁线莲）的花部综合征、访花昆虫种类、访花频率、访花习性等内容,从单花和居群水平探讨了花部特征与传粉者吸引的相互关系;同时以甘青铁线为研究对象,将甘青铁线莲的传粉生物学和繁育系统相结合,深入探讨了甘青铁线莲的传粉生物学机制和繁育系统类型。研究结果如下:6种铁线莲的花萼都呈现一定的色泽,花期内都具有一定的香味,可在个体及群体水平上表现出对访花者较好的吸引力。薄叶铁线莲和粗齿铁线莲均具白色花萼,前者腋生花序1-5朵,花萼平盘状,平展,早春开花,访花昆虫种类少,仅见蛛形纲蜘蛛和芫菁科昆虫访花;后者为顶生圆锥状聚伞花序,常春末夏初爆发式开花,有浓郁的香气,该植物主要从群体水平吸引昆虫访花,主要访花者是长尾管食蚜蝇。粉绿铁线莲、灌木铁线莲、甘青铁线莲盛花期基本在夏天,三者花萼类型相似,刚开放时,花萼自然下垂,但是花在大小、花色、开放状态等方面都存在差异。灌木铁线莲花黄色,花萼下垂成狭钟状,主要访花昆虫有小蜂科昆虫、中国蜜蜂、意大利蜂等。粉绿铁线莲,野外观测到有极少数的昆虫访花,偶见到熊蜂,小蜂科昆虫访花,访花昆虫如此稀少,可能与粉绿铁线莲一般是单株生长习性有关。芹叶铁线莲花浅黄色,花萼成管状,为体形较小的蝇类访问,而体形较大的食蚜蝇、熊蜂类未见来访。诱物分析表明6种铁线莲都含有较大的花粉量（0.14～6.5）x106粒;部分种如甘青铁线莲可在离生雄蕊的基部产生花蜜,单花的花蜜量达1.2～17.5μl,浓度可达46%,灌木铁线莲、粉绿绿铁线莲等偶见花蜜,而薄叶铁线莲经检查未发现花蜜。6种铁线莲花粉含量排序如下:粉绿铁线莲〉芹叶铁线莲〉灌木铁线莲〉甘青铁线莲〉粗齿铁线莲〉薄叶铁线莲;访花昆虫的种类及数量多寡具有如下趋势:粗齿铁线莲〉灌木铁线莲〉甘青铁线莲〉芹叶铁线莲〉薄叶铁线莲〉粉绿铁线莲。观察到访花者种类和数量并没有按花粉含量多少的次序出现,这可能与季节、气温、铁线莲植物群集状态、开放方式等存在其为复杂的关系。甘青铁线莲花直径较大,具昼开夜合的习性,有艳丽的黄色花萼片,有香气,雄蕊基部分泌蜜腺,花药在开裂前呈现紫红色,在视觉上与萼片形成反差,可方便的吸引传粉者前来访花,从花部综合征来判断,具有虫媒传粉模式的典型特征;测定了虫媒传粉距离为0～20m,风媒传粉距离为0～7m;主要访花及传粉昆虫为熊蜂,其次为中国蜜蜂,它们都能实现成功的传粉,但二者访花频率及活动时间均有所不同,熊蜂每分钟可访花0.87-6.52朵,蜜蜂可访问2-8朵,熊蜂早7:00就可活动,中国蜜蜂一般是早晨10:30以后开始活动,熊蜂采集花粉花蜜,而蜜蜂只采集已开放的花。综合运用P/O比、杂交指数（OCI）、隔离实验研究了甘青铁线莲繁育系统类型:测得P/O比为8832±2436,根据Cruden（1977）的标准,它属于兼性异花授粉类型;确定的杂交指数为3-4,依Danfi（1992）杂交指数（OCI）标准,为自交亲和,或异交,有时需要传粉者;隔离实验结果表明:甘青铁线莲不存在无融合生殖;可自交也可异交;有虫媒传粉,也存在风媒传粉;在所研究的自然环境条件下甘青铁线莲不存在传粉者（包括风媒和虫媒的混合作用）缺陷。综上所述,甘青铁线莲的繁育系统是混合型的,自交亲和、可异交,但是,对于它们的权重比例及后代的生活力有待进一步研究。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 传粉生物学及热点问题
• 1.2 繁育系统及其新机制
• 1.3 植物与昆虫相互关系的研究
• 1.3.1 植物和昆虫的多样性
• 1.3.2 植物和昆虫的协同进化
• 1.4 花部综合征与传粉者的相互关系研究
• 1.5 铁线莲属植物的研究进展
• 1.5.1 属下分类系统
• 1.5.2 细胞学研究
• 1.5.3 孢粉学研究
• 1.5.4 地理分布及起源
• 1.5.5 繁殖相关研究
• 1.5.6 铁线莲传粉生物学研究
• 1.6 研究的目的意义及技术路线
• 1.6.1 目的意义
• 1.6.2 技术路线
• 第二章 几种铁线莲属植物的花部综合征与传粉昆虫多样性的研究
• 2.1 主要试验地及试验材料
• 2.1.1 主要试验地环境特点
• 2.1.2 试验材料
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 花期物候观察
• 2.2.2 花部形态和数量特征
• 2.2.3 访花昆虫的种类鉴定及访花行为观测
• 2.2.4 诱物分析
• 2.3 试验结果
• 2.3.1 六种铁线莲属植物的花部综合征
• 2.3.2 六种铁线莲属植物的花粉量、表面纹饰及柱头形态特征
• 2.3.3 六种铁线莲的访花昆虫的种类
• 2.3.4 六种铁线莲主要访花昆虫的习性及访花行为
• 2.4 分析及讨论
• 2.4.1 花部特征对访花者（传粉者）的吸引和报酬及访花者（传粉者）的食性
• 2.4.2 花部特征对传粉者的适应及访花昆虫多样性分析
• 2.4.3 花粉和柱头相互适应关系的探讨
• 第三章 甘青铁线莲的传粉生物学研究
• 3.1 试验地点及材料
• 3.1.1 试验地点
• 3.1.2 试验材料
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 花期观察
• 3.2.2 诱物分析
• 3.2.3 访花昆虫的鉴定及观察
• 3.2.4 昆虫访花行为观测
• 3.2.5 花粉活力测定
• 3.2.6 离体萌发测定花粉的萌发率
• 3.2.7 柱头可授性
• 3.2.8 花粉流的测定
• 3.2.9 繁育系统测定
• 3.3 研究结果
• 3.3.1 花的物候学特征
• 3.3.2 花蜜的性质及含量变化
• 3.3.3 花粉活力、花粉萌发率、花粉流及柱头可受性
• 3.3.4 昆虫访花的观察
• 3.4 甘青铁线莲繁育系统研究
• 3.4.1 套袋试验结果
• 3.4.2 花粉/胚珠比（P/O）及杂交指数（OCI）
• 3.5 分析及讨论
• 3.5.1 甘青铁线莲的传粉生物学机制
• 3.5.2 甘青铁线莲的繁育系统
• 小结及展望
• 参考文献
• 图版Ⅰ
• 图版Ⅱ
• 图版Ⅲ
• 图版Ⅳ
• 图版Ⅴ
• 图版Ⅵ
• 图版Ⅶ
• 致谢