新疆特有珍稀灌木银沙槐繁育系统研究

新疆特有珍稀灌木银沙槐繁育系统研究内容摘要：

广 西 植 物 Guihaia Nov． 2014，34（ 6） ： 763 － 767 http： / / journal． gxzw． gxib． cn DOI： 10． 3969 / j． issn． 1000-3142． 2014． 06． 006 2014， 34（ 6） ： 763－767 吕海英， 曹满航， 李进． 新疆特有珍稀灌木银沙槐繁育系统研究［J］． 广西植物， Lü HY， Cao MH， Li J． Study on the breeding system of the rare plant Ammodendron argenteum［J］． Guihaia， 2014， 34（ 6） ： 763－767 新疆特有珍稀灌木银沙槐繁育系统研究 1 2 吕海英 ，曹满航 ，李 进 1* （ 1． 新疆师范大学 生命科学学院，新疆特殊环境物种多样性应用与调控重点实验室， 乌鲁木齐 830054； 2． 陕西渭南市大荔县朝邑中学，陕西 大荔 715102 ） 摘 要： 通过固定样地、样株的观测和室内、室外实验分析，运用杂交指数、花粉-胚珠比、花粉活力和柱头可授 性观测、人工授粉和套袋实验等方法，对银沙槐自然种群的繁育系统进行了研究。结果表明： 该种单花花期一 般 7 ～ 11 d，依据花的发育进程分为花蕾期、散粉前期、散粉期和萎蔫期 4 个阶段； 花粉-胚珠为 16 243． 35，杂交 指数为 4； 结合人工授粉及结实结籽率结果，综合考虑银沙槐繁育系统属于异交型，部分自交亲和，没有无融 合生殖现象存在，需要传粉者。银沙槐繁育系统以异交为主，存在与自交相适应的结构和行为。 关键词： 银沙槐； 繁育系统； 杂交指数； 花粉—胚珠比 中图分类号： Q945． 6 文献标识码： A 文章编号： 1000-3142（ 2014） 06-0763-05 Study on the breeding system of the rare plant Ammodendron argenteum L Hai-Ying1 ，CAO Man-Hang2 ，LI Jin1* （ 1． Key Laboratory of Species Diversity Application and Control in Xinjiang，College of Life Sciences，Xinjiang Normal University， Urumqi 830054，China； 2． Chaoyi Middle Shool of Dali County in Weinan，Dali 715102，China ） Abstract： Based on the observation of the sample plants in the plot and indoor analysis， with the focus on the outcrossing pollen-ovule ratio， pollen vitality， and stigma receptivity under natural condition and artificial pollination and bagging， index， a systematic research on the breeding system of Ammodendron argenteum was conducted． The results showed that the bloomi． e． ， the flowering process for ing period lasted seven to eleven days． By the flower’s morphology and pollen dehiscence， one flower of this species could be divided into four periods： bud swelling， pre-dehiscence， dehiscence， and flower withering． Based on the artificial bagging and pollination experiments，its breeding system of outcrossing chiefly and self compatible partially was determined， and pollinators was needed during the pollination process， there was no apomixes． Key words： breeding system； outcrossing index； pollen-ovule raito； Ammodendron argenteum 植物的繁育系统包括花部的综合特征、花的性 器官寿命、交配系统的类型、自交亲和的程度等，其 群体的遗传结构的最主要的因素之一，对遗传多样 性和生物多样性的保护至关重要 （ 王洪新，1996） ， 中交 配 系 统 是 核 心 （ 何 池 全 等，1999； 黄 双 全 等， 2000） 。了解植物生活史的先决条件之一是对植物 而物种多样性与群落稳定性之间存在着复杂关系 。 银沙槐（ Ammodendron argenteum） 是塔克尔莫乎尔沙 繁育系统的认识，可作为相关研究的基础资料 （ 夏 2012） 。同时，繁育系统则被认为是决定植物 青等， 漠主要的建群种，其繁殖更新对于稳定和维持该荒 漠生态系统的结构及功能有着重要作用 。 * 收稿日期： 2013-10-30 修回日期： 2013-12-07 31200300） 基金项目： 国家自然科学基金（ 31160094， 作者简介： 吕海英（ 1978-） ，男，山东文登人，硕士，讲师，从事植物生态研究，（ E-mail） lvhyxj@ 163． com。 通讯作者： 李进，教授，主要从事植物生态和资源植物利用研究，（ E-mail） xjcjlj4@ yahoo． com． cn。 广 764 西 银沙槐是新疆特有沙生落叶灌木植物，分布于 伊犁河谷地的塔克尔莫乎尔沙漠狭窄区域的半固定 和固定沙 丘 及 平 沙 地 上，是 优 良 的 防 风 固 沙 植 物 植 物 34 卷 不同植株上同步开放的 60 朵花，观察其开花动态及 在时间上的差异，确定其单花持续期。 （ 海鹰等， 2003） 。由于干旱半干旱沙漠地区气候条 件多变，分布区缺乏有效管理保护，存在樵采、放牧 2． 2 花粉活力检测 用 TTC 法（ 氯化三苯基四氮唑染色法 ） 测定花 粉活力 （ Cruden et al． ，1977； 戴国礼，2013 ） 。 称取 和耕作等现象，从而导致银沙槐自然种群数量逐渐 减少。被列为新疆二级保护植物，属于珍稀濒危植 0． 05 g TTC 用 10 mL 磷酸缓冲液定容，装入棕色瓶 中暗处保存。将各时期的少量花粉置于载玻片上， 2003； 庄伟伟等， 2010） 。 目前对银沙槐 物（ 海鹰等， 研究主要集中在迁地保护 （ 王德理等，1994，1995） 、 滴加 1 ～ 2 滴上述溶液，快速盖上盖玻片，放在有湿 滤纸的培养皿中，无光条件下培养 2 h。 取出镜检， 抗逆性（ 梁凤丽等，2007） 和生物防治 （ Deloach 等， 2003） 等方 面，而 对 银 沙 槐 的 繁 育 系 统 知 之 甚 少。 因此，本研究以银沙槐自然居群为研究对象 ，研究银 染成红色的花粉为有活力，未染色的花粉为无活力。 观察各个时期花粉制片 5 张，每张任选 5 个视野，统 沙槐的繁育系统类型，旨在探索银沙槐应对恶劣沙 漠环境的适应，为有效保护这一物种提供科学依据 。 1 研究地概况 计不同时期花粉着色的百分率，求平均值。 2． 3 柱头可授性测定 2005） 测 用传统的联苯胺—过氧化氢法 （ Dafni， 定柱头可授性： 盛花期，将开放不同天数花的柱头放 在双凹面载片中，滴加反应液 （ 1% 联苯胺 ∶ 3% 过 氧化氢 ∶ 水 = 4 ∶ 11 ∶ 22，体积比 ） ，依据柱头周围 研究地位于新疆伊犁河谷地塔克尔莫乎尔沙漠 （ 80°27'00″E ～ 80°51'28″ E，43°50'34″ ～ 44°09'00" 气泡的有无和多少确定柱头是否可授及其强弱 。 2． 4 花粉 －胚珠比（ P / O） 的测定 N） 。该沙漠多由 3 ～ 8 m 抛物线状的固定及半固定 随机选取未裂开雄蕊的花药放入 4 mL 离心管 中，加入 1 mL 浓度为 10 % 的 HCL 溶液，用微量进 沙丘组成，为典型大陆性温带荒漠气候，冬季寒冷， 夏季炎热干燥，年降水量少，昼夜温差大 （ 海鹰等， 2003） 。极端最高温 40． 2 ℃ ，极端最低温-31． 3 ℃ ， 年均温 9． 9 ℃ ，年≥10 ℃ 活动积温 3 646 ℃ ，年均降 水量 254． 9 mm、年均蒸发量 1 510 mm、年均相对湿 度 64% 、年均日照 2 978 h，无霜期 192 d，年均大风 13 d，最大风速超过 24． 4 m·s -1（ 李进等， 2013） 。 液器吸取 1 μL 溶液置于血球计数板上，镜检、统计 2004） ； 取子房剥开心皮，记录胚珠 花粉数 （ 刘林德， 数目； 重复 10 次，求平均值。 2． 5 杂交指数 （ OCI） 的检测 依照 Dafni（ 1992） 的划分标准对银沙槐花朵直 径、大小和开花行为进行测定。 通过杂交指数值确 定银沙槐的繁育系统类型。 具体是①花朵直径 ＜1． 研究区银沙槐群落植被总盖度 15% ～ 50 % ，常 常与心叶驼绒黎（ Ceratoides ewersmanniana） 、疏叶骆 0 mm 记为 0， 1． 0 ～ 2． 0 mm 记为 1， 2． 0 ～ 6． 0 mm 记 驼刺 （ Alhagi sparsifolia） 以 及 无 叶 沙 拐 枣 （ Calligonum densum） 和梭梭（ Haloxylon ammodendro） 等形成 为 2，＞6． 0 mm 记为 3。②雄蕊花药开裂与雌蕊柱头 可授性可能存在时间隔离； 若同时或雌蕊先熟记为 复合分布格局，常见的伴生种类除有灌木扁果木蓼 （ Atraphaxis replicata） 外，还 有 羽 毛 三 芒 草 （ Aristida 0，雄蕊先熟记为 1。③柱头与花药在空间上的相对 位置，同一水平位置为 0；