不同环境条件下钝裂银莲花(Anemone obtusiloba)的繁殖对策

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植物的繁殖对策是指植物在其生活史过程中,通过最佳的资源分配格局,以其特有的繁殖属性去适应环境,提高植物适合度的自组织过程。植物的繁殖对策提高到对植物种群适应对策的高度来分析,这是植物资源分配和其稳定性有关的问题。资源分配问题的研究主要集中在两个基本对策:(有性)繁殖分配和性分配。前者是植物生活史理论研究的核心,后者主要研究繁殖分配资源在雌雄两个功能之间的最优分配,主要解释植物繁育系统的多样性。青藏高原高寒草甸特殊的植被类型包含了许多独特的植物类群,而钝裂银莲花是高寒草甸中最为常见的毒杂草之一,具有花色多态性。不同花色的钝裂银莲花将如何适应青藏高原独特的环境条件?会采取什么样的策略来达到繁殖目的?目前,国内外对钝裂银莲花的研究主要集中在不同环境下,物种间繁殖分配和性分配的比较,但植物种内不同花色居群间和居群内有何资源分配对策、以及对环境和花色梯度的变化有何响应等方面的研究尚未见报道。因此,本文选择钝裂银莲花不同花色居群为研究对象,探讨海拔和花色对其资源分配、相关表型特征的影响及作用机制,试图揭示不同花色钝裂银莲花如何适应环境条件,为高寒草甸植物生活史对策研究、花色多态性的维持原因和防治草地退化提供理论依据。最后结果表明:(1)不同花色钝裂银莲花的种子产量均不受花粉限制,说明钝裂银莲花自花授粉能力可能是一种繁殖保障机制,能够避免恶劣环境对植物有性繁殖的不利影响。高海拔区的土壤资源状况优于低海拔地区,但三种花色结籽率均减少,说明可能是植物储存的资源受限,从而不能供给所有胚珠发育成种子。(2)海拔对钝裂银莲花的花期和果期的相关表型特征及资源分配有着重要的影响。在花期,随着海拔升高,三种花色钝裂银莲花对海拔的升高均做出了提高繁殖功能的调整;三种花色繁殖组分和性分配均做出了提高雌性功能的调整,表现出偏雌的性分配。在各海拔下,同花色钝裂银莲花相关表型特征与个体大小均呈正相关,但在花色间有所差异,且海拔对相关表型特征大小依赖性产生了直接的影响,表明钝裂银莲花花期相关表型特征与个体大小的关系是环境梯度变化的结果;三种花色资源分配(繁殖分配、性分配)均无固定模式变化,性分配没有表现出SDS现象。在果期,随着海拔升高,白色和浅黄色钝裂银莲花均做出了提高自身的营养生长功能的调整,黄色做出了提高繁殖功能的调整;虽然白色和黄色钝裂银莲花做出了提高种子适合度的调整,浅黄色钝裂银莲花做出降低种子适合度的调整,但三种花色雌性分配均随着海拔升高而下降;在各海拔下,同花色钝裂银莲花相关表型特征与个体大小均呈正相关,但在花色间有所差异,且海拔对相关表型特征大小依赖性产生了直接的影响,说明钝裂银莲花果期相关表型特征与个体大小的关系是环境梯度变化的结果;三种花色资源分配均没有显著的规律性变化,与花期结果一致。(3)三种花色钝裂银莲花从花期到果期生长中,当繁殖压力增大(海拔升高),黄色比其他两种花色钝裂银莲花更具有竞争力,这与我们观察到的随海拔升高而黄色偏多的结果一致。(4)花色对钝裂银莲花的花期和果期的相关表型特征及资源分配有着重要的影响。在花期,随花色加深,钝裂银莲花的繁殖特征及繁殖分配做出了提高自身营养生长的调整;繁殖组分及性分配做出了提高雄性功能的调整,表现出偏雄的性分配。在果期,随花色加深,钝裂银莲花的相关表型特征及资源分配做出了提高繁殖功能和雌性功能的调整,表现出雌性功能适合度的提高。(5)钝裂银莲花从花期到果期生长中,随着花色梯度的变化,钝裂银莲花对环境的适应性在逐渐增强,这与我们在各个研究样区中所观察到的黄色偏多,白色偏少的分布结果一致。(6)不同环境条件下,花期三种花色钝裂银莲花均没有表现出雌、雄功能间的权衡,实验结果不支持性分配理论中“雌雄功能间存在权衡(trade-off)”的假设。可能是由于植物必须在许多不同生活史性状之间进行资源分配,而不是两两之间非此即彼的。
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