中文摘要
高山植物开花主要集中在盛夏的7-8月,但部分植物仍然在温度较低的早夏开花,这类植物到底依靠哪类昆虫传粉?它们是否存在传粉限制或者其繁育系统已经改变?龙胆科植物大部分种都是在8月份开花,但大钟花却在6月开花,与其它物种在生殖物候方面存在很大差异。本项目选择该种作为高山6月开花的植物代表,进行其传粉生态适应研究,主要研究内容包括:繁育系统、花特征、花寿命、传粉昆虫的种类和行为、自花传粉的能力和传粉限制以及近交衰退。重点解决的问题是:早期开花的植物是否与盛夏开花的植物有相同的、或者相似的繁育系统?如果相似,同样由熊蜂传粉,是否存在更为严重的传粉限制和自交程度?本项目的研究结果有助于拓宽对高山植物生殖生态适应的理解,同时也能为保护这一珍贵的濒危野生资源植物提供基础数据。
结题摘要
为了理解早期开花龙胆科植物的繁殖策略,以及横断山地区特有植物濒危的原因,我们以濒危植物大钟花为研究对象,开展了该植物的传粉生态学研究。结果发现,大钟花具有雌雄异熟和雌雄异位的特点;较高的花粉胚珠比例与花特征均表明大钟花具有专性异交的交配系统;繁育系统实验表明大钟花是完全自交亲和的植物,但不能通过自动自交产生种子;熊蜂是大钟花的主要传粉昆虫,但熊蜂的传粉效率、种类和访花频率在居群间和年间存在显著差异,大钟花的这些特点与晚期开花的其它异交的龙胆科植物类似。补充授粉提高了种子的产量,但在不同居群间存在差异。我们推测大钟花的种子产生在更大程度上受资源限制而非传粉限制,但这一推测需要进一步的实验证明。近交衰退在种子发育阶段开始表达,但种子的发芽率非常低,因此要理解近交衰退在整个生活史阶段的表达情况首先要解决种子发芽的问题。我们认为大钟花的濒危状态并非因为该植物在繁殖方面的失败,而是种子萌发困难的结果;综合遗传多样性的结果(各居群具有相对独立的遗传结构),我们认为就地保护并不适用于大钟花,采集种子进行迁地保护更加可行,但需要进一步开展大钟花的种子生物学研究以阐明该植物种子萌发率低的原因。
