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黄花刺茄的传粉生物学及种子萌发特性

作　者: 地里努尔·沙里木
导　师: 谭敦炎
学　校: 新疆农业大学
专　业: 植物学
关键词: 入侵植物黄花刺茄传粉特性结实生长环境入侵力种子体眠种子萌发
分类号: S451
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

黄花刺茄(Solanum rostratum Dunal.)原产新热带区和美国西南部,是一种已在全球许多国家蔓延的茄科一年生恶性入侵杂草。本文采用野外观测和室内控制性实验相结合的方法,于2009年和2010年6月-9月对生长在新疆昌吉市三工镇的绿洲(简称SGA)、乌鲁木齐县萨尔达坂乡的荒漠草原(简称BTY)和昌吉市硫磺沟的荒漠(简称LHG)环境中黄花刺茄居群的传粉和结实特性进行了研究,并且研究了其种子的休眠与萌发特性,以期为揭示该物种的入侵机制、制定有效防控对策提供理论依据。主要结果如下：(1)开花数/株在相同年份内均表现为SGA>BTY>LHG,不同居群间均存在极显著差异(p<0.01)；不同年份间BTY居群内的开花数/株存在极显著差异(p<0.01), SGA居群内的开花数/株存在显著差异(p<0.05),而LHG居群内则无显著差异(p>0.05)。3个居群中植株花序上每天开放的左、右旋花数比均接近1∶1,相同年份不同居群间花序上每天所开的左旋花/右旋花均无显著差异(p>0.05)。(2)3个居群中主要的传粉昆虫均为四条遂蜂(Halictus quadricinctus)和遂蜂(Halictus sp.),二者在左、右旋花上的访花行为相似,均属于蜂振传粉。在相同年份内不同生境间昆虫的总访花频率存在显著差异(p<0.05),但不同年份间的同一居群中无显著差异(p>0.05)；低温高湿有利于四条遂蜂的活动,而高温低湿有利于遂蜂活动,说明遂蜂耐高温能力较四条遂蜂强。(3)相同年份内3个居群中黄花刺茄的结籽数/株、结籽数/果实、种子千粒重间均存在极显著差异(p<0.01),结实数/株均存在显著差异(p<0.05)；不同年份间3个居群中黄花刺茄的结实数/株、结籽数/株、种子千粒重间均存在极显著差异(p<0.01),结籽数/果实无显著差异(p>0.05)。3个居群中结实数/株与开花数/株、结实数/株与其访花频率均呈极显著正相关(p<0.01),结籽数/果实和结籽数/株与其访花频率均呈显著正相关(p<0.05)。(4)黄花刺茄种皮透水,且刚采收的种子存在固有休眠,表现为复合休眠(机械休眠+生理休眠)；随室内干藏时间的延长,在光照/黑暗(12/12 h)条件下的萌发率逐渐降低,贮藏12个月后萌发率降至0,说明种子进入次休眠；但在全黑暗条件下,其萌发率逐渐升高,说明室内干藏(后熟)对种子萌发存在一定的影响。随野外埋藏时间的延长,埋藏于地表的种子生活力均在98%以上,但始终未见萌发,说明水分条件对其种子萌发具有重要影响；埋藏深度为5 cm的种子萌发率呈先升高后降低的趋势,其中第7个月的萌发率最高(56%),第10个月萌发率降低至0,说明种子进入二次休眠,并且该物种自然扩散到地表的种子可形成持久的土壤种子库,有利于其成功入侵。(5)与室内干藏6个月后的种子播种于野外的最终萌发率(47%)相比,干藏18个月后种子的最终萌发率较高(88%),且萌发速率较快,说明其种子存在一定程度的后熟作用。在不同贮存条件下,种子的最终含水量表现为：埋藏5 cm深度的>埋藏于地表的>室内干藏的。新鲜种子和室内干藏10个月的种子在不同湿度条件下分别储存3个月和6个月后,移至30/15℃(12/12 h光照/黑暗)下培养28 d,种子仍存在活力且仍处于休眠状态,室内干藏10个月种子萌发率均高于新鲜种子的。说明在不同湿度下后熟对种子萌发存在一定的影响,且在最适温度下,70%RH和80%RH是种子萌发的最佳湿度。经4、8、12及16周低温干藏和低温层积处理的种子仍处于休眠状态,说明低温并不是打破休眠的有效方法。黄花刺茄在新疆绿洲、荒漠草原和荒漠环境中的传粉和结实特性存在一定差异,但均具有很强的结实结籽能力,可为其成功入侵提供保障。此外,该物种部分种子即使在适宜条件下也会推迟萌发,进入二次休眠,从而形成持久的土壤种子库,这些特征揭示了一种“两头下注”策略,它可以将其在入侵地新环境条件中的风险在时间和空间上分散开,有利于该物种的存活和居群扩大,增加了其进一步暴发成灾的可能性。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-10
第1章引言  10-21
  1.1 入侵植物的繁殖特性  10-18
    1.1.1 入侵植物的繁殖方式  10
    1.1.2 入侵植物的有性繁殖  10-14
    1.1.3 入侵植物的营养繁殖  14-17
    1.1.4 有性繁殖与营养繁殖的关系  17-18
  1.2 入侵植物的繁殖特性与入侵力的关系  18-19
  1.3 研究目的和意义  19-21
第2章传粉和结实特性  21-33
  2.1 材料和方法  21-23
    2.1.1 观察地点与材料特点  21-22
    2.1.2 研究方法  22-23
    2.1.3 数据处理  23
  2.2 研究结果  23-28
    2.2.1 开花特性  23-24
    2.2.2 传粉生物学  24-27
    2.2.3 结实结籽与开花及传粉的关系  27-28
  2.3 讨论  28-33
    2.3.1 传粉和结实特性与其生长环境的关系  28-31
    2.3.2 不同生境的开花和传粉特性与其结实及入侵力的关系  31-33
第3章休眠与萌发特性  33-45
  3.1 材料和方法  33-36
    3.1.1 观察地点与材料特点  33
    3.1.2 研究方法  33-36
    3.1.3 数据处理  36
  3.2 研究结果  36-42
    3.2.1 吸水特性  36-37
    3.2.2 萌发生态生理学  37-40
    3.2.3 种子在室内干藏和野外埋藏过程中的水分变化  40-41
    3.2.4 打破种子休眠  41-42
  3.3 讨论  42-45
第4章结论与展望  45-47
  4.1 结论  45-46
  4.2 展望  46-47
参考文献  47-56
致谢  56-57
作者简历  57

黄花刺茄的传粉生物学及种子萌发特性

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