西南樺天然居群花粉散布、離體競爭與自由授粉子代適應性.pdf

1、以往學者們大多開展植物居群花粉散布或離體競爭及其子代適應性的單一研究，由于子代的形成是花粉散布與花粉競爭共同作用的結果，因此其系統(tǒng)研究更有助于揭示真實情況。本項目以廣西靖西縣的一個土石山生態(tài)交錯區(qū)內的西南樺為研究對象，應用基于微衛(wèi)星(SSR)標記的父本分析方法研究西南樺花粉散布的方向和范圍；運用花粉離體培養(yǎng)揭示不同生境植株間的花粉競爭及其競爭機制；探討斑塊大小與自由授粉子代適應性間的關系。為西南樺天然林遺傳管理、雜交育種研究、種子園營建

2、以及育種策略制定提供了理論依據(jù)和技術基礎。主要結果如下：
　　1.以院城西南樺斑塊為研究對象，收集2株母樹的種子培育子代幼苗（分別為60和61株），運用SSR標記對自由授粉子代進行父本分析，結合前期已獲得的斑塊內生殖植株的空間位置和遺傳信息，揭示其花粉散布的范圍和方向。結果表明：母樹01接受斑塊內的花粉以0~50 m范圍內的最多，其次是150~200 m和100~150 m范圍內的，200~250m范圍內的較少，母樹01接受的斑塊

3、外的花粉比例為25％；母樹02接受斑塊內的花粉以100~150 m和200~250 m范圍內的最多，50~100 m、300~350 m以及400~450 m范圍內次之，150~200 m和350~400 m范圍內的花粉最少，母樹02接受的斑塊外的花粉比例最大為31.15%。母樹01接受斑塊內的花粉多來自正西、正南和東南方向。母樹02處于斑塊邊緣，接受斑塊內的花粉多來自從東北到東南方向的小于90度的夾角范圍內的西南樺植株，且距離多大于1

4、00 m。西南樺花粉的平均有效花粉散布距離為163m。最大散布距離可達408m。院城斑塊接受的斑塊外的花粉為25%~31.15%。這種花粉散布格局的形成可能與西南樺生殖植株的分布，花粉成熟的同同步性以及盛行風向有關。
　　2.2010年和2011年分別以采自土山（G）和石山(L)各7株（共28株）的西南樺花粉,開展花粉離體競爭研究，包括新鮮花粉混合、新鮮花粉與死花粉混合以及添加花粉水浸液的花粉離體培養(yǎng)試驗。結果表明：（1）52個新

5、鮮花粉兩兩組合中，分別有13個和9個組合的花粉萌發(fā)率顯示出促進和抑制作用，17個(32.69%)和7個(13.46%)組合的花粉管生長顯著受到促進和抑制，說明西南樺新鮮花粉間存在明顯的相互作用。除了在土山與土山花粉混合（GG）組合中，對萌發(fā)率的抑制作用多于促進作用外，其余組合（GL、LL）則是促進作用多于抑制作用。在 LL組合中，無抑制花粉管生長的組合。（2）新鮮花粉與死花粉間同樣存在相互作用。29個新鮮花粉與死花粉混合的組合中，分別有

6、7個和6個組合出現(xiàn)對花粉萌發(fā)和花粉管生長的促進作用，而抑制花粉萌發(fā)和花粉管生長的組合分別為6個和8個，說明新鮮花粉與死花粉間也存在顯著的相互作用。石山活花粉不管與石山還是土山的死花粉混合，出現(xiàn)促進或抑制花粉萌發(fā)的幾率均相等，但對花粉管伸長卻均無抑制作用。在土山活花粉與石山死花粉混合的組合中，沒有出現(xiàn)抑制花粉管生長的現(xiàn)象。初步推斷這可能與土石山花粉 Ca2+含量的差異有關。（3）以土山和石山各4個單株（土山：G5、G31、G32、G33；

7、石山：L4、L20、L27、L28）的花粉為研究對象進行花粉離體萌發(fā)試驗，在培養(yǎng)基中分別添加G33和L20的花粉提取液原液(花粉：超純水=1g：40ml混合30min后過濾)及其稀釋液，在添加原液的各處理中，除G32外，其余單株花粉的萌發(fā)率和花粉管長度均受顯著抑制；添加20%的花粉水浸液，促進或抑制花粉萌發(fā)的情況出現(xiàn)幾率均為37.5%，20%的花粉水浸液對花粉管生長的抑制作用為50%，促進作用出現(xiàn)幾率為6.25%；添加10%的花粉提取液

8、，可促進18.75%單株花粉的萌發(fā)，抑制6.25%單株花粉的萌發(fā)，而對花粉管的伸長的影響僅出現(xiàn)促進作用（6.25%）。此結果進一步印證了引起花粉間相互作用的因子為Ca2+的推斷。
　　3.以9個西南樺斑塊為研究對象，通過種子收集、種子萌發(fā)與幼苗培育試驗揭示西南樺子代適應性與斑塊大小、遺傳多樣性間的相關性。結果表明：種子重量與種子萌發(fā)率、胚根長、芽苗長呈極顯著正相關(P＜0.01)，而僅與移苗后2個月時的苗高及移苗后5個月時的地徑呈