扁穗牛鞭草(Hemarthria compressa (L.f.) R. Br.)为禾本科黍亚科牛鞭草属多年生根茎型C4植物,分布广,野生种质资源丰富。由于生长速度快、适应性广、抗逆性强、管理方便,被广泛应用于长江流域及沿海各省畜牧业生产及生态建设中。扁穗牛鞭草具有强大的克隆繁殖能力,而野生或人工栽培条件下结实率很低。生产利用上,通常采用种茎扦插繁殖,栽植耗工费时,建植成本较高。种子的缺乏在很大程度限制了扁穗牛鞭草的推广应用,良种繁育工作也难以取得较大成果。为提高结实率以解决生产实际需要,已对扁穗牛鞭草繁殖生态特性进行了初步研究,但部分结论与前人研究报道矛盾,研究内容不够全面。本研究在明确扁穗牛鞭草种质资源染色体倍性基础匕,从个体水平探讨不同倍性扁穗牛鞭草幼穗分化与外部形态、环境的关系,查明花粉萌发与双受精作用是否存在生殖障碍；从种群水平,探讨不同倍性种群生长季内生殖分配情况及变化动态,通过克隆多样性鉴定及克隆结构分析,揭示种群生殖对策,为揭示扁穗牛鞭草天然种群结实率低的关键环节及其影响因素、解决生产实际需要,奠定理论基础。主要研究结论如下：1.供试40份材料中,发现7份四倍体(H014、H026、H028、H029、H052、H053、WG02),33份六倍体,染色体基数n=9。染色体非整倍性变异比例高低与结实率之间相关性不显著。六倍体扁穗牛鞭草自然结实率低,四倍体自然结实率较高。发现4份具结实潜力材料为H028、H029、H052、H053。2.扁穗牛鞭草幼穗分化为连续过程,划分为初生期、伸长期、结节期、小穗分化期、小花分化期和抽穗期6个时期。完全展开叶片数可作为判断营养生长向生殖生长转变的形态指标之一；当完全展开叶片数大于12片,营养生长逐渐向生殖生长转变；第一成熟叶的叶面积、第一茎节到茎尖距离与幼穗分化呈显著负相关；当“双0叶环”出现时,幼穗完成分化,进入抽穗期；适当升温是促进扁穗牛鞭草幼穗分化的有效手段,当≥10℃积温超过1400℃时,扁穗牛鞭草开始进行幼穗分化。3.扁穗牛鞭草大孢子发生与雌配子体发育过程不存在生殖障碍。四倍体材料花粉母细胞减数分裂过程基本正常,异常细胞率为3.41%,六倍体异常率较高(22.58%),异常表现主要是减数分裂Ⅱ后期胞质分裂不同步。四倍体材料绒毡层发育正常,而六倍体绒毡层在雄配子发育过程中解体较多,占15%左右。六倍体花粉在柱头上萌发后盘绕不伸入柱头,或伸入柱头后停止生长,未观察到精细胞释放。四倍体材料花粉可成功伸入子房并释放精细胞,完成双受精。扁穗牛鞭草从开花散粉到完成双受精总用时20h；开花后4-5h,花粉管进入助细胞释放精子；5～10h精细胞分别移向卵细胞和极核；7-14h精核分别与卵核、极核融合；14～20h形成初生胚乳。4.扁穗牛鞭草种群对有性生殖构件生物量分配比例极低,四倍体、六倍体种群分别为6.6士0.9%和2.2士1.3%。氮、磷、钙、硼与扁穗牛鞭草生殖器官发育及种子形成有积极作用。扁穗牛鞭草植株中钙、硼含量较低,是导致扁穗牛鞭草有性生殖能力弱原因之一。立地条件下,六倍体种群更倾向于无性繁殖,四倍体种群倾向于有性繁殖。5采用ISSR分子标记对六倍体扁穗牛鞭草种群克隆结构进行分析,种群中含有4种不同基因型分株,平均克隆大小(NC)为31.5,不同基因型比率为0.032,基因型分布的均匀度E为0.581。Simpson多样性指数仅为0.459。综上所述,扁穗牛鞭草种群繁殖对策为以无性克隆繁殖为主,并不放弃有性生殖。有性生殖过程在四倍体植株中表现正常,且可形成一定数量的种子,喷施微肥是可探索的提高结实率途径；六倍体扁穗牛鞭草具有一定的有性生殖能力,但想要获得较高结实率,还需要对更多六倍体种质资源染色体遗传构成、受精过程等进行深入分析。