夹江石斛传粉生物学特性及种子组织培养条件研究

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:SURE181709394
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
兰科植物精巧的花部结构及其独特的传粉机制很早就引起了传粉生物学家和进化生态学家的注意,这为自然选择理论和异花受粉优势提供了强有力的证据。一般认为,植物的花形态(花性状)由传粉者所选择,是专有传粉者和特殊的花形态间形成的对应关系驱动进化的结果。因此,开展兰科植物的传粉生物学特性研究对进一步探讨植物与昆虫的进化关系,繁育机制具有重要意义。石斛属(Dendrobium)作为兰科第二大属,大都由专一的传粉昆虫授粉,这为研究植物的花与昆虫间相互关系提供了理想的材料。更重要的是,石斛属具有极高的药用与观赏价值,在经济利益的驱动下,人们长期无节制的采挖,加之生长缓慢、自然繁殖率低等因素影响,至使石斛野生资源濒临灭绝。因此,开展石斛组培快繁技术体系研究是必要的,这不仅对解决石斛资源利用与保护矛盾具有重要意义,而且可为规模化种植提供技术支持。本研究以石斛属新发现种——夹江石斛(Dendrobium Jiajiangense)作为研究材料,对其传粉生物学特性及其种子组织培养条件进行了研究,主要研究结果如下:   1.研究了夹江石斛的花形态与传粉者间机械性适应关系。结果表明:夹江石斛由专一性的昆虫小地蜂(Andrena parvula)传粉,其花形态与昆虫存在高度的机械适应,表现如下:(1)花的入口宽度(4.01mm)显著大于小地蜂的体宽(3.41mm),这确保了小地蜂不会因为体宽而无法进入;(2)虽然花通道的高度(1.73mm)显著小于小地蜂胸高(3.11mm),但由于唇瓣具有一定弹性,能向下弯曲3mm,这确保了小地蜂的顺利进入,而且唇瓣这种弹性的挤压作用,也促使了昆虫本能地翘起“尾巴”,顶开药帽,确保花粉块的带出;(3)柱头窝中点至蜜道口长度(S,6.15mm)显著大于昆虫胸中点至吻端点长度(T,4.19mm),这迫使小地蜂为取食花蜜,必须向前再爬行一定距离,使得其胸背部便会擦过柱头窝,确保粘附在其背部位置的花粉块有接触到柱头窝的机会,最终完成授粉。   2.研究了夹江石斛的假花粉形态结构及其化学组成。结果表明:唇瓣密布特殊的圆锥体绒毛结构,长度为379.9um,由数个不规则的多边形细胞构成;进一步对其组织化学测定发现,该绒毛结构的细胞富含大量的淀粉颗粒,细胞质富含蛋白质,脂类反应不明显,表现出兰科植物假花粉的特征,且在野外观察中发现小地蜂有啃食假花粉的现象,但假花粉的作用仍不明确,需进一步深入研究。   3.研究了花展示大小及避难所对繁殖成功的影响。结果表明,随着夹江石斛花展示的数量增大,其雌雄繁殖成功率均有增加,这表明大的花展示有利于夹江石斛的繁殖成功;提供传粉者避难所的夹江石斛雄性和雌性繁殖成功率(80.00%和50.83%)均显著高于未提供避难所的夹江石斛雄性和雌性繁殖成功率(66.67%和40.00%),这表明提供避难所有利于夹江石斛的繁殖成功。   4.研究了不同授粉方式对夹江石斛结实率、果实及种子的影响。结果表明,夹江石斛不存在自动自花授粉和无融合生殖,依靠小地蜂进行异花授粉。人工授粉实验显示自交、异交结实率均为100%,说明夹江石斛自交亲和性较高。进一步测定不同授粉方式下夹江石斛蒴果、种子的大小、重量;种子活力及萌发率。发现不同的授粉方式对果实及种子的影响有差异。其中,不同授粉方式对蒴果重量,种子重量(数量),有活力种子数量,有胚种子萌发率的影响表现一致,即异交、自然、同异间差异不显著,但均显著大于自交。不同授粉方式对种子长、宽、种子活力、萌发率影响一致,异交显著大于自然和同异(P<0.05),自然和同异均显著高于自交(P<0.05)。另外,其他所测指标如胚长宽、胚体积等也都显示异交显著大于自交(P<0.05)。体现了异交的优势。夹江石斛自然结实率为46.1%,高于有全球有回报兰科植物的平均结实率37.1%。这可能一方面取决于夹江石斛较高的授粉亲和性,另一方面取决于小地蜂较高的传粉有效性,具体表现为雄性繁殖成功率达73.3%,花粉块传递效率为64.75%。   5.研究了夹江石斛种子萌发的组织培养条件。结果表明,原球茎诱导阶段最佳组合培养基为MS培养基+6-BA0mg/L+NAA0.21-0.40 mg/L,30d后诱导率达92.3%;原球茎增殖分化阶段最佳组合培养基为MS培养基+6-BA0.6-1.0mg/L+ NAA0.61-1.20 mg/L+(5-20%)马铃薯汁,60d后原球茎成苗率达16.5%,苗鲜重为14.2g/株。
其他文献
在科尔沁沙地中南部奈曼旗境内选择十种不同土地利用覆盖的生境为研究对象,包括未退化草地、沙丘(流动沙丘、固定沙丘)、农田(轻度退化农田、中度退化农田、重度退化农田)、林
颞叶癫痫,作为临床常见的脑疾病,严重影响者患者的社会和家庭生活。近年来,脑网络研究已成为神经成像领域的热点。新的研究提示,癫痫可能涉及多个脑区的异常活动,引入脑网络的对于
GSM系统是世界范围内日趋成熟的第二代移动通信系统的典型代表。随着CMOS工艺向深亚微米方向快速持续发展,使得低成本和低功耗CMOS单片GSM全集成收发器的科学研究和产品生产有
以晋西北黄土高原区5年生柠条(Caragana korshinskii)人工林为研究对象,应用Minirhizotron技术,分别在距茎干水平距离0、50cm处设点,对林地0~100cm土层深度范围内的柠条细根进行了
上世纪八十年代初,非线性科学进入了快速发展的时代,在数学、物理学、生物学中都有广泛的应用,如非线性分析、非线性泛函、非线性动力学等。同时,越来越多的专家学者开始关注
具有负介电常数和负磁导率的异向介质作为一种新型的电磁材料已经引起了当今电磁学界众多研究者的强烈兴趣。其独特的本构参数给予了这种介质独特的电磁特性,比如负折射、逆
本文利用太子河流域6个主要支流(海城河、南沙河、北沙河、兰河、细河、太子河南支)1967~2006年40年间的日均降水和径流资料,运用趋势分析法、径流系数法以及突变检验法对太子河
近年来提出的光突发交换OBS(Optical Burst Switching)技术。由于其在较低的光子器件要求下能实现面向IP的快速资源分配和高资源利用率,从而有效支持高突发、高速率的多种业务
研究微带天线的RCS对于微带天线的隐身设计具有重要作用。本文采用空域矩量法对微带阵列天线的电磁散射特性进行了分析,从而计算其RCS,并通过有耗介质基片等方法有效的缩减了
我国水资源短缺且分布不均,旱地农业超过耕地面积的50%,因此,培育抗旱高产作物,特别是通过转基因技术提高作物的抗旱能力是发展节水型农业最有效的途径。而如何选择合适的目标基因