西藏报春(Primula tibetica)的花部形态结构变异模式

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报春花属(Primula L.)植物被广泛用于繁殖生态学的研究,也是研究异型花柱现象的模式类群。其属内的多数种具有异型花柱典型特征(约92%的种),有部分种既有异型花类型也有同型花类型,还有一些种仅有同型花类型。本研究以西藏报春(Primula tibetica Watt)为材料,对于此未记载过存在同型花类型的物种,使用采集到的九个居群作为材料,对在野外发现的变异花型进行甄别探究。从形态学、分子生物学水平上对变异花型进行了分析,与长柱花型,短柱花型进行了相关比较。研究结果如下:1.西藏报春花型界定和性状比较对长柱花类型和非长柱花类型(柱头位置低于花药)的各选取性状进行了主成分分析,两类花型所测得的形态性状数据能较好地将每个居群分为两组,说明采集到的西藏报春具有异型花柱特征。使用聚类分析将难以分辨的非长柱花型分组成短柱花型和变异花型,分组依据是雌雄间隔距离和花冠筒长度,聚类结果较为合理。在三种花型的形态性状比较中,共九个居群的实验材料,花药高度、柱头高度、柱头花药隔离距离、花冠筒长度在所有居群中不同花型间均有显著差异;花侧面长在六个居群中不同花型间有显著差异;花药长度、花冠筒开口大小、干生物量、花冠宽幅、花冠筒宽度、花裂片长度、花裂片宽度、花裂片数量、花萼裂片长度、花萼裂片宽度、花萼周长、子房长度、子房宽度在五个及以下的居群中,不同花型间有显著差异。多重比较结果中,多数居群的多数性状短柱花型和变异花型具有更小的差异。结果表明,变异花型可能是一种同型花类型,在形态性状上与短柱花相似。2.雌雄繁殖结构:花粉和胚珠相关性状的比较对花粉的数量、大小、外壁纹饰、形态进行了计数观察测量,对胚珠数量、花粉与胚珠的数量比进行了统计分析,对柱头乳突细胞形态进行了比较分析。花粉大小在短柱花型和同型花型中显著大于长柱花型,并且两者间差异不显著。花粉数量、胚珠数量、花粉胚珠数量比在花型间无差异。长柱花与短柱花、同型花的花粉外壁纹饰有细微差别,短柱花和同型花的柱头乳突细胞的宽度显著小于长柱花,并且两者间差异不显著。雌雄繁殖结构的比较结果佐证了从形态学结果中得出的结论。3.分子水平花型间的比较分析对短柱花和同型花的CYP基因的第一、第五外显子进行了测序及比对。比对结果未明显观察到花型间的差异。以这两段序列构建的系统发育树也没有精准地反映出花型与系统发育关系的规律。综合上述三个水平的结果,推测所采集的西藏报春变异花型是一种同型花,由短柱花中起源而来,有可能处于由异型花向同型花转变的初期。
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