土蜜树属、闭花木属和五月茶属的传粉生物学和繁育系统研究

来源 :中国科学院华南植物园 中国科学院华南植物研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:pjkxqx
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本文研究了叶下珠Phyllanthaceae土蜜树属Bridelia的分子系统学及生物地理学,详细考察了土蜜树属、闭花木属Cleistanthus、五月茶属Antidesma植物的传粉生物学,并检测了叶下珠科植物的花粉组织化学、花粉数和胚珠数及其与传粉者关系。研究结果发现,叶下珠科的植物具有独特的传粉模式,土蜜树属和闭花木属具有异常复杂的繁育系统,土蜜树属植物于中新世在亚洲、非洲和澳大利亚之间发生了1-3次远距离扩散事件。   通过对土蜜树属和闭花木属共52份样品的标本馆材料进行分子系统学研究,发现土蜜树属是单系,闭花木属是多系,亚洲的闭花木属可能需要重新命名。土蜜树属中的Bridelia harmandii和Bridelia curtisii立该并入土蜜树中,大叶土蜜树Brideliafordii Hemsley不能并入密脉土蜜树Bridelia retusa (L.)A.Juss.中。土蜜树属在10-1.85 Ma的时候,曾经有1-2次从亚洲扩散到非洲;在约2 Ma的时候可能通过新几内亚扩散到澳大利亚2-3次。   在对土蜜藤Bridelia stipularis Bl.和闭花木Cleistanthus sumatranus Mull. Arg。的传粉和花部生物学研究中发现,土蜜藤和闭花木的花为黄绿色,花盘较浅且花蜜外露,适合蝇类传粉。观察结果显示,土蜜藤的主要传粉者是丽蝇科Calliphoridae金蝇属Chrysomya的昆虫,闭花木的主要传粉者是丽蝇科金蝇属和食蚜蝇科Syrphidae狭腹食蚜蝇属Meliscaeva的昆虫。土蜜藤和闭花木都具有复杂的性系统:二重雌雄异熟。闭花木可能还具有罕见的性系统:雄全异株。土蜜树属中性系统跟生活型,生境没有必然联系。雄全异株可能是雌雄同株异花经由二重雌雄异熟向雌雄异株进化的一个过渡阶段,植物的资源限制和传粉者的低效率都有可能是性系统进化的重要动力。   对山地五月茶Antidesma montanum Bl.的观测表明,山地五月茶是雌雄异株植物;其总状花序花期可长达7天;每一雄花序和雌花序上的小花数目分别为140.33±27.7和208.33±33.65(n=6),雌雄花的颜色为很淡的黄绿色小型花;雄花单花花期为2天,花药开裂当天有活力,花粉为非淀粉型,花粉胚珠比为3333.33±607.18;单花花蜜量可达0.34±0.03μL,花蜜含糖量3.69±0.30%。花的结构和开花式样适合蝇类传粉。芳香的气味是吸引蝇类的直接物质:花蜜是传粉者的报酬。主要的传粉昆虫为双翅目Diptera丽蝇科的Chrysomya megacephala、Chrysomya sp.、寄蝇科Tachinidae的Drino sp.和蝇科Muscidae的Spilogona sp.、Mitroplatia sp.。套网不授粉的处理不结实,表明山地五月茶不存在无融合生殖,人工辅助授粉的坐果率(39.1%)略高于自然坐果率(36.7%),二者无显著差异,表明其坐果率主要受自身资源分配限制。还讨论了蝇类传粉与雌雄异株性系统以及蝇类传粉与热带林中小型黄绿色花植物的相关性。   对叶下珠科部分种类的花粉组织化学、花粉数和胚珠数,以及它们与传粉者之间的关系进行研究后发现,在叶下珠科内,植物花粉所含营养成分和传粉者之间存在相关性:蛾类传粉的类群主要属“淀粉型”花粉,蝇类和蜂类传粉的类群主要属“非淀粉型”花粉。蝇类传粉和蛾类传粉的植物花粉数没有一定规律。蝇类传粉的类群比蛾类传粉的类群胚珠数少,这可能是由于蝇类携带花粉能力及传粉精确性均较小,导致植物以减少胚珠数来适应的结果。对同一属内不同生活型植物的花粉数比较,发现乔木的单花花粉数高于灌木,灌木的单花花粉数明显高于草本。这可能是由于不同生活型的植株,其花朵大小不同,导致花粉数出现明显差别。另外,通过扫描电子显微镜对花粉形态的观察,发现蝇类传粉的类群和蛾类传粉的类群二者间的花粉表面纹饰存在显著差异。
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