甜角生殖生物学研究

来源 :中国林业科学研究院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:caicai432111
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甜角(Tamarindus indica L.)是豆科(Leguminosae)酸豆属(Tamarindus)单种属热带常绿果树,其果实在日常生活、工业食品和医药中有许多用途,被认为是甜角最有价值的部分。作为新引进物种,甜角在种植过程中一直存在开花量大,但结实率和果实产量低的问题。本文以引种自泰国栽培于中国林业科学研究院资源昆虫研究所元江试验站内的甜角为实验对象,对其有性生殖进程和繁育系统特征进行了系统性的研究。初步探讨了甜角的生殖生物学特性,以期充实酸豆属生殖生物学资料,为甜角的系统分类地位提供科学的理论依据,并为揭示其生殖过程中的薄弱环节为丰产与繁育措施奠定了理论基础。主要研究结果如下:(1)甜角花期可从4月下旬持续至10月上旬,群体盛花期在6~7月;个体(单株)开花持续时间平均为28.90 d,盛花期在7月;花序长15.377 cm,花序开花持续时间为27.33 d;单花开花时间从凌晨3:00持续至早晨7:00,单花开花持续时间为2~3 d,但绝大部分只能持续1 d。甜角在群体水平上花朵开放有明显的不同步性,开花模式为持续开花模式。甜角花序花朵数量、开花持续时间和终花期与其结实率呈极显著正相关。甜角既具有相对原始的特征,又具有相对进化的特征,认为酸豆属以及豆科在被子植物中属于相对较原始的类群。(2)甜角花药3枚,花药4室,绒毡层为变形绒毡层,成熟花粉粒为2-细胞花粉,3条萌发沟,花粉粒外壁瘤状纹饰紧密交错排列分布;子房一室,双珠被,厚珠心,蓼型胚囊,成熟胚囊助细胞退化,反足细胞初期退化;胚囊发育正常;花粉在发育过程中出现细胞核降解、细胞质浓缩及细胞皱缩的败育现象,花粉囊有空室现象。甜角胚胎学特征兼具相对原始和相对进化的特征,因此酸豆属在豆科中属于由原始向进化过渡的类群。(3)甜角繁育系统属异交为主的混合交配类型,自交亲和度低,有明显的雌雄异熟特征,表现出雌蕊先熟。花部形态具有典型虫媒花传粉综合特征,其主要有效访花者是中华蜂(Apis cerana subsp.Cerana)和小蜜蜂(Apis florea Fabricius)。甜角自花授粉和异花授粉后花粉在柱头上的萌发和花粉管的生长均出现较大的差异性。自花粉在柱头上识别反应时间较长,水合慢,萌发迟于异花授粉组合,在花柱中表现出扭曲,端部膨大生长缓慢和停止的现象。(4)甜角自然结实率低的原因:甜角本身自交亲和性低,自花粉萌发率较低,花粉管很难进入花柱,偶有进入花柱的花粉管,明显表现出生长缓慢或停止生长;其次,甜角在胚胎发育过程中绒毡层生长发育异常,降解滞后使花粉发育过程中不能吸收足够的营养物质形成成熟的花粉粒,造成了花粉败育现象,从而降低了花粉数量;同时,单花花期短,柱头花粉粘附量完全依赖于传粉者的觅食行为,访花活动和访花行为受环境因子影响较大,访花频率相对较低,造成甜角花粉数量的限制,使盛开的花朵在最佳授粉期得不到花粉或得不到充足的花粉,阻碍其受精,而影响其结实。
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