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华北驼绒藜的繁殖生物学研究

作　者: 卢立娜
导　师: 李青丰
学　校: 内蒙古农业大学
专　业: 草业科学
关键词: 华北驼绒藜 花器官发育 开花物候 花粉和柱头 传粉 种子形成与发育 结实格局
分类号: S548
类　型: 博士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


华北驼绒藜是优良的牧草和生态建设资源,对干旱和半干旱地区的草场改良和沙漠治理具有重要的作用。有关其生殖生物学特性缺乏系统的研究。本文对其花器官发育、开花物候、花部特性、传粉生物学、种子形成和发育、结实格局进行了研究。主要结论如下:(1)花药壁发育为基本型;绒毡层为腺质型;小孢子母细胞减数分裂为同时型;小孢子四分体多为四面体型,偶见十字交叉型;成熟花粉为2细胞型;蓼型胚囊。除有些花药发育后期绒毡层提早解体,产生空花粉外未见异常现象。空花粉的比率较小,不是胚胎败育及结实率低的主要原因。(2)在内蒙古中部地区开花物候比较稳定,雄花8月初始花,花期18～22d,雌花8月中旬始花,花期15～18d。雌、雄单花开花平均持续时间为4～5d。居群内同一植株雌、雄花花期不遇,减少了同株授粉的比例。雌、雄花序呈现为单峰连续集中开花式样;雌、雄花始花时间与花期长度均呈显著负相关,开花数目与花期长度则为显著正相关。(3)在栽培地呼和浩特地区花粉最高活力为82.54%～94%,花粉平均寿命为6～7d;柱头可授期为柱头露出后6～9d,最佳授粉时间是花后6～7d。花粉和柱头的生殖力均较高,不存在生殖障碍。无无融合生殖现象,其繁育系统以异交为主,近交(自交)亲和。在具有异株授粉优势下,保留同株授粉方式,这对野生退化群落的种群恢复具有一定的积极意义。(4)在内蒙古中部地区8月初开始传粉,传粉期历时18～21d。花粉流通量平均为8542粒/cm3·d,传粉全历程和传粉日进程均具有尖峰态散布的特点,具明显的风媒传粉特征。花粉流通量与风速、温度均呈显著性正相关,与相对湿度呈显著性负相关。具有爆发性传粉现象,是规避恶劣环境的传粉机制。自然状态下传粉效率较高,异株授粉花粉管生长速度较同株授粉快,两种授粉方式花粉萌发率均较高,大部分花粉管也能生长到子房上部。(5)胚胎发生类型为藜型,胚乳发育为核型,有些球形原胚后期不进行子叶的分化,此种异常发育是种子败育的一个原因。原胚时期胚发育所需营养物质主要由胚柄转移的多糖提供;分化胚时期所需营养物质由胚乳提供。胚乳的营养主要来源于珠柄转移的多糖,部分来源于宿存助细胞和珠被细胞积累的多糖。干物质积累在花后36d趋于平稳,此时收获种子可减少落粒损失,对种子质量影响也较小。种子成熟后存在一个月的后熟。收获后35d进行发芽试验,在2h内已有少量种子萌发,14h全部萌发完毕。(6)4龄植株结实率及种子千粒重均高于8龄。结实与花的分化时间及花在花序上的位置有关,早分化的花发育的种子较重;始花期和在冠层下部种子由于花粉量限制结实率较低。自然条件下,花/果转化率较低,且具选择性败育现象。在栽培地呼和浩特地区结实存在资源和花粉限制。通过对植株进行适当的修剪、疏枝等自身的资源调控和施肥处理可以提高结实率和种子千粒重。喷施微量元素肥料种子活力下降的比率显著高于对照,不利于种子的贮藏;施氮、钾肥利于种子的贮藏。

全文目录


摘要  3-5
Abstract  5-15
1 引言  15-36
  1.1 被子植物繁殖生物学研究进展  15-30
    1.1.1 花器官发育与雌、雄性败育研究  15-17
    1.1.2 开花物候学研究  17-20
    1.1.3 繁育系统研究  20-22
    1.1.4 传粉生物学研究  22-25
    1.1.5 种子形成  25-28
    1.1.6 结实格局  28-30
  1.2 驼绒藜属植物的研究进展及存在的问题  30-34
    1.2.1 生物学和生态学特性研究  31
    1.2.2 成花生物学特性研究  31
    1.2.3 种子发育研究  31-33
    1.2.4 抗性研究  33-34
    1.2.5 栽培技术研究  34
  1.3 研究目的意义和内容  34-36
    1.3.1 研究目的和意义  34-36
    1.3.2 研究内容  36
2 花器官的分化与发育  36-45
  2.1 材料和方法  36-37
    2.1.1 研究区概况  36-37
    2.1.2 材料和方法  37
  2.2 结果与分析  37-39
    2.2.1 花药壁的发育  37-38
    2.2.2 小孢子的发生  38
    2.2.3 雄配子体的发育  38-39
    2.2.4 大孢子的发生  39
    2.2.5 雌配子体的发育  39
  2.3 讨论  39-40
    2.3.1 绒毡层细胞的形态和活动  39-40
    2.3.2 空花粉粒现象  40
  2.4 小结  40-45
3 开花物候学研究  45-52
  3.1 材料和方法  45-46
    3.1.1 花的形态学特征观察  45
    3.1.2 单花和单花序物候观察  45
    3.1.3 个体和种群水平物候观察  45-46
    3.1.4 数据分析  46
  3.2 结果与分析  46-51
    3.2.1 花的形态学特征  46
    3.2.2 单花物候特点  46-47
    3.2.3 枝条水平的开花物候特点  47-50
    3.2.4 个体和种群开花物候特点  50-51
  3.3 讨论  51-52
    3.3.1 居群开花物候特点及其生殖对策  51-52
    3.3.2 始花日期、开花持续时间、开花数目之间的相关性  52
  3.4 小结  52
4 花粉和柱头的生物学特性  52-63
  4.1 材料与方法  53-54
    4.1.1 花粉粒大小的测定  53
    4.1.2 花粉活力测定  53
    4.1.3 贮藏花粉寿命的测定  53
    4.1.4 柱头可授性与最佳授粉时间的测定  53-54
    4.1.5 推算花粉和胚珠比（P/0 值）  54
    4.1.6 人工套袋授粉试验  54
  4.2 结果与分析  54-59
    4.2.1 花粉粒大小  54
    4.2.2 花粉活力和寿命  54-56
    4.2.3 柱头生物学特性  56-58
    4.2.4 花粉和胚珠比（P/0 值)  58
    4.2.5 人工套袋授粉试验  58-59
  4.3 讨论  59-62
    4.3.1 花粉活力  59-60
    4.3.2 花粉的贮藏  60
    4.3.3 柱头可授性与最佳授粉时间  60-61
    4.3.4 繁育系统  61
    4.3.5 生殖补偿机制  61-62
    4.3.6 异交机制  62
  4.4 小结  62-63
5 传粉生物学研究  63-77
  5.1 材料和方法  63-64
    5.1.1 花粉密度测定  63
    5.1.2 短距离传播  63-64
    5.1.3 柱头花粉数的测定  64
    5.1.4 花粉萌发与花粉管生长状况的荧光观察  64
  5.2 结果与分析  64-71
    5.2.1 传粉全历程  64-65
    5.2.2 传粉日进程  65-68
    5.2.3 花粉的空间分布特点  68-69
    5.2.4 短距离传播  69-70
    5.2.5 自然状态下传粉效率  70
    5.2.6 花粉萌发与花粉管生长  70-71
  5.3 讨论  71-74
    5.3.1 花部综合特征对风媒传粉的适应  71-72
    5.3.2 风媒传粉特性及影响因素  72-73
    5.3.3 传粉物候期的形成及对环境的适应  73
    5.3.4 传粉距离及人工种群建植  73
    5.3.5 花粉萌发与花粉管生长  73-74
  5.4 小结  74-77
6 种子形成与发育  77-90
  6.1 材料和方法  77-78
    6.1.1 胚胎发育  77
    6.1.2 种子含水量、千粒重及萌发特性的测定  77-78
    6.1.3 种子休眠和快速萌发的测定  78
  6.2 结果与分析  78-83
    6.2.1 种子的形成  78-80
    6.2.2 种子的生理变化  80-81
    6.2.3 种子休眠特性  81-82
    6.2.4 种子快速萌发特性  82-83
  6.3 讨论  83-86
    6.3.1 胚胎发育异常现象  83
    6.3.2 胚的营养来源  83-84
    6.3.3 胚乳的营养来源  84
    6.3.4 胚胎发育与种子活力变化的相关性  84-85
    6.3.5 适宜收获时间的确定  85
    6.3.6 种子休眠的生态适应性  85-86
    6.3.7 种子快速萌发的生态适应性  86
  6.4 小结  86-90
7 结实格局及结实的限制因素  90-115
  7.1 材料和方法  90-93
    7.1.1 主枝不同部位结实特性  90
    7.1.2 一级侧枝不同部位结实特性  90-91
    7.1.3 群体水平垂直方向的结实特性  91
    7.1.4 不同花期开花结实的结实特性  91
    7.1.5 疏花处理  91
    7.1.6 修剪处理  91
    7.1.7 疏枝（密度)处理  91
    7.1.8 补充授粉  91-92
    7.1.9 大量元素处理  92
    7.1.10 微量元素处理  92
    7.1.11 数据处理  92-93
  7.2 结果与分析  93-108
    7.2.1 主枝不同部位结实特性  93
    7.2.2 一级侧枝不同部位结实特性  93-94
    7.2.3 群体水平垂直方向结实特性  94
    7.2.4 不同花期结实特性  94-96
    7.2.5 疏花对结实及种子萌发的影响  96-97
    7.2.6 修剪对结实及种子萌发的影响  97-99
    7.2.7 疏枝对结实及种子萌发的影响  99-100
    7.2.8 补充授粉对结实及种子萌发的影响  100-102
    7.2.9 大量元素对结实及种子萌发的影响  102-104
    7.2.10 喷施微肥对结实及种子萌发的影响  104-105
    7.2.11 种子的寿命  105-108
  7.3 讨论  108-114
    7.3.1 不同生长年限结实特性  108
    7.3.2 相同生长年限结实特性  108-110
    7.3.3 选择性败育现象  110-111
    7.3.4 花多果少的进化机制  111
    7.3.5 生殖补偿效应  111-112
    7.3.6 结实的花粉限制  112-113
    7.3.7 外配营养对结实和种子质量的影响  113-114
    7.3.8 施肥对种子贮藏寿命的影响  114
  7.4 小结  114-115
8 结论及展望  115-119
  8.1 结论  115-117
  8.2 展望  117-119
致谢  119-120
参考文献  120-139
作者简介  139

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中图分类: > 农业科学 > 农作物 > 饲料作物、牧草 > 其他饲料作物
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