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《广东省植物学会第十九期学术研讨会论文集》2010年
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姜属三组植物传粉生物学的比较研究

谭波  欧云峰  王英强  
【摘要】:姜科(Zingiberaceae)是分布于热带、亚热带地区单子叶植物中一个动物传粉的大科,物种多样性极其丰富,花器官高度特化,传粉机制和繁育系统多种多样,是研究传粉和繁育系统与其进化机制及类群演化的理想类群。姜属(Zingber)为姜科的模式属,是姜科中仅次于山姜属(Alpinia)、豆蔻属(Amomum)的第三大属。本研究通过对姜属三组代表植物:姜组的光果姜(Zingbernudicarpum)、侧穗姜组的侧穗姜(Z.ellipticum)和蘘荷组的阳荷(Z.striolatum)进行系统的传粉生物学和繁育系统研究,进一步揭示了姜属植物中存在多样性的传粉机制和复杂的繁育系统。光果姜(Z.nudicarpum)花期为5-6月,花序着生于花序轴上,每花序每天开1-3朵,单花花期为1天。花在上午11:00-11:30间开放,花药随花开同时开裂。花期内,光果姜的花粉和柱头均维持较高活性。寄生蜂是光果姜唯一的访花昆虫,有着较高的传粉效率,其访花目的为吸取花蜜兼采集花粉。光果姜花序苞片呈鲜红色,起着吸引传粉者及保护发育中的花蕾和果实的作用。光果姜花粉授粉后,约12h可萌发至子房,自交及异交花粉管萌发速率并无显著差异。人工授粉试验结果显示,自交和异交在结实率及结籽率上均不存在显著差异,说明光果姜是自交亲和植物,且不存在近交衰退,其繁育系统属兼具自交和异交的混合交配系统。侧穗姜(Z.ellipticum)花期为8-9月,花序自茎侧穿叶鞘而出,每花序每天开1-8朵,单花花期为1天。花在下午13:00-14:00间开放,花开时花药已开裂。侧穗姜唇瓣呈深红色,有吸引传粉者作用。苞片呈淡黄色,内含粘液,起着保护花蕾及发育中的果实作用。侧穗姜的访花昆虫亦仅为寄生蜂,其访花目的为吸食花蜜兼采集花粉。侧穗姜自交及异交花粉管在萌发速率上不存在显著差异,且授粉后14-15h可萌发至子房。人工授粉试验结果显示,侧穗姜异交在结实率及结籽率上均显著高于自交,其虽为自交亲和,却表现出明显的近交衰退现象,其繁育系统属以异交为主的混合交配系统。阳荷(Z.striolatum)花期为8-9月,花序直接着生于根状茎上,每花序每天开1-3朵,单花花期为1天。花在上午12:00-13:00间开放,花药随花开同时开裂。阳荷唇瓣呈紫色,有吸引传粉昆虫的作用。寄生蜂为阳荷唯一的访花昆虫,有着较高的传粉效率,其访花目的为吸食花蜜兼采集花粉。阳荷授粉后约10h可萌发至子房,且自交及异交在花粉管萌发上并不存在显著差异。人工授粉试验显示,阳荷自交亲和,但自交在结实率及结籽率上均显著低于异交,存在近交衰退现象,其繁育系统属以异交为主的混合交配系统。此外,本文还检测了姜属三组代表植物的花粉组织化学和花粉胚珠比率。结果表明:姜属植物的花粉均同时含有淀粉和脂质,属混合质花粉,表现出一致性。同一属植物往往具有相同或相似的花粉组织化学。姜属不同种植物的单花花粉量、胚珠数和花粉/胚珠比率间存在较大差异,且不同种间差异程度不同。

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