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广玉兰生殖生物学研究

作　者: 孟希
导　师: 张志翔
学　校: 北京林业大学
专　业: 野生动植物保护与利用
关键词: 广玉兰开花特性繁育系统胚胎发育进化关系
分类号: S685.15
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

广玉兰(Magnolia grandiflora)是木兰科木兰属木兰亚属(subgenus Magnolia)的一种常见树木,本文通过野外观察,运用人工授粉、花粉活力测定、柱头可授性测定、花粉-胚珠比测定、杂交指数测定、常规石蜡切片等方法,对其开花特性、虫媒传粉、繁育系统及胚胎发育等方面进行研究。本文将为广玉兰生殖特性及繁育机制的研究提供实验数据,找出广玉兰与玉兰亚属(subgenus Yulania)白玉兰(Magnolia denudata)生殖特性上的差异；从繁育机制角度,分析木兰属内进化关系,为探讨木兰属及木兰科的系统分类提供生殖生物学证据。主要结果如下：1、广玉兰盛花期为5月下旬至6月中旬,单花花期5-6 d。开花后,花粉活力随开花进程逐渐减弱,且存在明显的植株间差异；初次开放阶段是柱头最佳可授期,柱头可授性可从开花前1-3 d持续至开花后24-26 h。2、广玉兰开花过程中存在二次开合现象,表现为雌性阶段和雄性阶段。雌雄性征在表达时间上有所重叠,从形态表达上为自花传粉发生提供可能,是广玉兰与白玉兰间生殖特性上的重要差异。3、广玉兰交配系统属于异交自交混合型,存在一定的自交亲和性。自交亲和性的不同导致了广玉兰与白玉兰座果率、结籽率以及交配系统上的差异,这也是木兰亚属与玉兰亚属间的重要生殖特性差异。4、广玉兰的雌性先熟是一种主动控制花药开裂时间的行为,有效降低了花内雌雄功能间的干扰,更好地发挥花粉的异交作用,可从授粉环节有效减少自花传粉发生的可能。5、广玉兰心皮发育机制是其交配系统与胚胎发育机制综合作用的结果,是相对稳定的。广玉兰心皮发育率高,果实几乎不畸形,而白玉兰心皮发育率低,果实严重畸形,两者心皮发育机制上的差异也是木兰属两亚属间重要的生殖特性差异。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-5
目录  5-7
1 引言  7-15
  1.1 我国木兰科植物分布及现状  7
  1.2 木兰科植物的应用  7-8
  1.3 木兰属植物研究现状  8-11
    1.3.1 系统分类研究  8
    1.3.2 植物生殖生物学研究  8-9
    1.3.3 孢粉学研究  9-10
    1.3.4 形态解剖学研究  10
    1.3.5 细胞学研究  10
    1.3.6 育种及繁育技术研究  10
    1.3.7 分子生物学研究  10-11
  1.4 广玉兰及其研究现状  11-13
    1.4.1 育种及栽培繁育技术  11
    1.4.2 形态发育  11
    1.4.3 孢粉学  11-12
    1.4.4 组织培养  12
    1.4.5 化学成分的提取和应用  12
    1.4.6 分子方面的研究  12
    1.4.7 生殖生物学  12-13
  1.5 研究目的及意义  13
  1.6 研究内容  13-14
    1.6.1 开花特性研究  13
    1.6.2 虫媒传粉研究  13-14
    1.6.3 繁育系统及胚胎发育研究  14
  1.7 技术路线  14-15
2 研究地选择及自然概况  15-17
  2.1 试验地的确定及地理坐标  15
  2.2 试验地气候概况  15-17
3 广玉兰开花特性研究  17-33
  3.1 实验材料与方法  17-18
    3.1.1 开花物候观察  17
    3.1.2 花部形态特征及开花动态观察  17
    3.1.3 花粉活力测定  17-18
    3.1.4 柱头可授性  18
  3.2 结果与分析  18-28
    3.2.1 开花物候及花部形态特征  18-19
    3.2.2 开花动态  19-22
    3.2.3 二次开合现象  22
    3.2.4 雌雄性征表达及雌雄异熟现象  22-23
    3.2.5 花粉活力  23-27
    3.2.6 柱头可授性  27-28
  3.3 讨论  28-31
    3.3.1 植株间花粉活力差异  28-29
    3.3.2 雌雄性征的表达与二次开合现象  29-31
    3.3.3 雌雄异熟的主动控制行为  31
  3.4 小结  31-33
4 广玉兰虫媒传粉研究  33-37
  4.1 实验材料与方法  33
  4.2 结果与分析  33-36
    4.2.1 访花昆虫种类及频率  33-34
    4.2.2 昆虫访花的时间及行为  34-36
  4.3 讨论  36
  4.4 小结  36-37
5 广玉兰繁育系统研究  37-59
  5.1 实验材料与方法  37-39
    5.1.1 花粉萌发及萌发力测定  37
    5.1.2 不同授粉处理下花粉在柱头上的萌发  37
    5.1.3 花粉—胚珠比(P/O)测定  37-38
    5.1.4 杂交指数OCI测定  38
    5.1.5 人工授粉  38-39
    5.1.6 胚胎及种子发育过程的切片观察  39
  5.2 结果与分析  39-55
    5.2.1 花粉萌发及活力测定  39-42
    5.2.2 不同授粉处理下花粉在柱头上的萌发  42-44
    5.2.3 花粉—胚珠比(P/O比)测定  44
    5.2.4 杂交指数OCI测定  44
    5.2.5 人工授粉测定交配方式  44-46
    5.2.6 广玉兰胚及胚乳发育过程  46-50
    5.2.7 种皮及种子发育  50-52
    5.2.8 心皮发育  52-55
  5.3 讨论  55-58
    5.3.1 花粉形态及花粉管萌发形态  55
    5.3.2 交配系统与系统进化  55-56
    5.3.3 胚胎及种子发育  56
    5.3.4 自交亲和性及系统进化关系  56-57
    5.3.5 雌雄异熟主动控制行为的作用  57
    5.3.6 心皮发育机制  57-58
  5.4 小结  58-59
6 结论  59-61
参考文献  61-65
个人简介  65-67
导师简介  67-71
致谢  71

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