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喜树花序内的性状差异和性别分配

作 者: 徐申林
导 师: 刘文哲
学 校: 西北大学
专 业: 植物学
关键词: 位置效应 喜树 花序内差异 花粉限制 资源竞争 性别分配
分类号: Q948
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
下 载: 21次
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内容摘要


花序内不同位置花的表型性状和雌雄功能资源分配的差异在被子植物是非常普遍的现象。常见的变化模式是:在顺次开放的花序内,从早开的花到晚开的花,生殖结构的数量和大小依次减少,晚开的花资源分配偏向雄性。迄今为止,已有多种假说来解释花序内位置间的差异,如资源竞争位置效应花粉限制、自然选择等。我国特有的蓝果树科(Nyssaceae)植物喜树(Camptotheca acuminata)分布于长江流域和西南各省,对于喜树的分布、生物学特征、药用价值、生殖生物学、生态效益、引种栽培等方面,国内外的学者已经进行了大量研究。但是尚缺乏对喜树花序内性别表达和性别分配的研究。喜树的花序是由1-13个头状花序组成的复合聚伞花序,其中以4或5个头状花序组成的聚伞花序最为常见。在聚伞花序内,早开的头状花序一般为两性花、花序大、坐果率高;晚开的头状花序性别表达则偏向雄性,花序小、坐果率低或不坐果。不同位置的花在性状表达和资源分配等方面存在显著的差异。所以本文探讨的主要问题包括:(1)比较研究自然条件下喜树花序内不同位置间花性状表达和性别分配的差异。(2)通过比较人工辅助授粉与自然授粉的坐果率和果实重量,评估是否存在花粉限制。(3)通过摘除聚伞花序内部分头状花序来增加花序的可利用资源,比较不同处理组聚伞花序内等效位置头状花序的花和果实的差异,评估资源竞争和位置效应对喜树花序内不同位置上花性状表达和性别分配的影响。结果表明:(1)自然条件下,喜树的聚伞花序内不同位置的头状花序在花序直径、小花数目、小花直径、短雄蕊长度、花柱长度、子房大小(直径和干重)、坐果率、果序重量等性状上存在显著差异。(2)人工辅助授粉后,坐果率和果序重量没有明显变化,没有发现花粉限制的影响。(3)摘除喜树聚伞花序内一部分头状花序后,剩余头状花序的单花花粉数量明显增多,小花直径和短雄蕊长度变化显著,且不同位置间的差异消失。雌蕊花柱长度、子房大小(直径和干重)等性状的位置间差异,在摘除一部分头状花序后虽然有所改善,但并没有完全消除。而坐果率和果序重量无论花序的资源状况如何都没有明显变化,位置间差异依然显著。可见喜树花序的花期非雌性特征,如花直径、短雄蕊长度和单花花粉粒数量的变化,主要受花序内的资源竞争影响。而果实的性状,如坐果率和果序重量则受位置效应影响较明显。此外,花序花期的雌性性状,如雌蕊花柱长度,子房大小(直径和干重)等性状,则同时受资源竞争和位置效应的影响。综上所述,资源竞争和位置效应对喜树花序不同性状的影响力度是不同的。喜树雄全同株的花序演化模式,可能是对特定资源状况和生殖状况综合适应的结果。

全文目录


摘要  4-6
Abstract  6-10
第一章 引言  10-17
  1.1 花序内花的性别表达和性别分配  10-14
    1.1.1 花序内花的性状变化  10-11
    1.1.2 花序内花的性别分配  11
    1.1.3 花序内花性状及性别分配变化的原因分析  11-14
      1.1.3.1 资源竞争  11-12
      1.1.3.2 位置效应  12-13
      1.1.3.3 花粉限制  13
      1.1.3.4 其他因素  13-14
  1.2 喜树花序的研究背景  14-15
    1.2.1 喜树简介  14-15
    1.2.2 喜树的花序  15
  1.3 本文的研究目的和意义  15-17
第二章 研究材料与方法  17-22
  2.1 研究材料和地点  17
  2.2 观察实验  17
    2.2.1 聚伞花序开花时序观察  17
    2.2.2 聚伞花序的头状花序数目、果序数目、与总花序轴直径测量  17
    2.2.3 数据分析  17
  2.3 控制实验  17-22
    2.3.1 实验设计  17-19
      2.3.1.1 实验样本选取  17-18
      2.3.1.2 实验操作  18-19
    2.3.2 性状测量  19-22
      2.3.2.1 头状花序及小花性状测量  19-20
      2.3.2.2 单花花粉粒数量的测量  20
      2.3.2.3 果实性状的测量  20
      2.3.2.4 子房性状的测量  20
      2.3.2.5 花序轴的测量  20-21
      2.3.2.6 统计分析  21-22
第三章 研究结果  22-33
  3.1 聚伞花序开花时序  22
  3.2 头状花序数目、果序数目与总花序轴直径的关系  22-23
  3.3 聚伞花内各级头状花序性状表达的变化模式  23-25
  3.4 资源竞争对花序内性状表达和性别分配的影响  25-28
  3.5 花序内花性状表达和性别分配的位置效应  28-31
  3.6 花粉限制  31
  3.7 花序轴的直径  31-33
第四章 讨论  33-39
  4.1 喜树聚伞花序内头状花序(果序)的数量与总花序轴直径的相关性  33
  4.2 喜树花序内花性状和性别分配的变化模式  33-34
  4.3 花序内花性状和性别分配的资源竞争和结构效应的影响  34-37
    4.3.1 资源竞争  34-35
    4.3.2 位置效应  35-36
    4.3.3 喜树花序内的性别分配  36-37
  4.4 花粉限制对坐果率和果实的影响  37-38
  4.5 结论  38-39
参考文献  39-46
附录  46-47
致谢  47

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中图分类: > 生物科学 > 植物学 > 植物生态学和植物地理学
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