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百合科大小依赖性表达的时空格局及其适应意义

发布时间:2019-12-26 20:24源自:未知作者:admin阅读()

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  樊宝丽;赵志刚;孟金柳;杜国祯;;露蕊乌头(Aconitum gymnandrum Maxim)花序内位置依赖的性分配[J];生态学报;2008年06期

  繁殖是进化过程的核心,也是研究生物进化问题的关键。为实现繁殖目的,植物演化出复杂多样的繁殖策略,并引起进化植物学家的普遍关注。其中理解有花植物性系统多样性和适应意义一直是植物进化生物学研究的重要议题之一。植物性系统具有丰富的多样性,本质上源于雄性功能和雌性功能在时间和空间上的分离组合。其性表达在受遗传控制的同时,还受到非遗传因素的影响。此外,一些植物甚至可以在生活史的不同阶段发生性表达的转变。探究哪些因素引起了这种转变是进化生态学家所关心的问题。在植物性系统由联合走向分离的进化过程中,很少有植物通过雌性败育的途径使雄花成功侵入到两性花居群中,但是这一现象在百合科植物中却频繁发生。本研究利用馆藏腊叶标本对豹子花属植物的性系统进行研究,同时对尖果洼瓣花(百合科)大小依赖的性表达时空格局及适应意义进行探究,探讨了两类植物性别表达与植株大小的关系,并对雄花在种群中存在的意义进行讨论。 首先,利用百合科豹子花属植物的腊叶标本,获取它们的花表型性别、花大小、株高以及分布海拔等信息探讨豹子花属植物的性表达,并分析了有效标本样本量较多的开瓣豹子花、云南豹子花、多斑豹子花和豹子花四个种的性表达及其与个体大小的关系。研究结果:1)国内分布的所有6种豹子花属植物中都存在雄花;根据雄性花和两性花的不同组合,个体水平上植株一般分为雄性个体、两性花个体和雄花两性花同株个体;2)开瓣豹子花、云南豹子花、多斑豹子花和豹子花四个种中,个体大小(株高)和分布海拔之间不存在相关关系,除云南豹子花以外,雄性个体的大小都显著小于具有雌性功能的两性花个体和雄花两性花同株个体;3)个体大小与花大小、每个个体开花总数和两性花数量成显著的正相关关系,而与每个个体的雄花数量无显著的相关关系。研究结果表明,豹子花属植物雄花和雄性个体的出现是大小依赖性分配的结果。本研究不但更正了我们一直以来对豹子花属植物性系统的错误认识,而且以研究实例说明利用腊叶标本开展植物性系统多样性研究的可行性。 其次,我们对尖果洼瓣花进行野外观察和实验后发现:(1)绝大多数个体每年仅开一朵花,其性别为两性或雄性;(2)在上一年为两性的个体中,35.9%在下一年变为雄性,34.2%仍为两性个体,26.5%未开花,另有3.4%的个体兼具雄花和两性花;(3)大个体倾向于产生两性花,而小个体倾向于仅产生雄花;在指示植株大小的预测变量中,植株干重为预测植株性表达(是否开两性花)的最优指标;(4)人工授粉处理结果显示,雄花与两性花作为花粉供体产生的每果种子数相当;(5)两性花存在延迟主动自交,导致了较高的自然坐果率。综合以上结果,我们认为该物种系次第雄全同株(sequential andromonoecy)植物,其性别表达在年际发生变化,且这种变化与植株大小关系密切。雄花并不比两性花表现出更高的育性,它们的存在反映了植物在时间和空间上对资源的灵活配置,可能通过增加个体在整个生活史中的繁殖机会获得更高适合度。

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  王峥峰;傅声雷;任海;彭少麟;;近交衰退:我们检测到了吗[J];生态学杂志;2007年02期

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