五蕊寄生(Dendrophthoe pentandra)的繁殖特性及寄生过程的生态适应性研究

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liaogch
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桑寄生为半寄生性茎生植物,自身进行光合作用的同时,还从寄主获取自身所需的水分和营养物质,作为特殊的植物类群它们在植物群落中具有重要的作用。寄生植物成功的寄生受到许多生态因子的影响,但是寄生植物对寄主的选择表现出不同的选择偏好,典型的专性寄生只能寄生于特定的一种或几种寄主,相反泛性寄生对寄主没有选择偏好,目前有关寄生植物对寄主的选择偏好,寄生-寄主的亲和性及非兼容性机制的研究鲜见报道。本研究选择桑寄生科的泛性寄生-五蕊寄生(Dendrophthoepentandra)为材料,通过对其空间分布格局、繁殖特性、种子生物学特性、种子散布以及人工接种于不同寄主的种子后传播过程进行系统的研究,结果如下:  (1)五蕊寄生为自交亲和植物,没有主动自交机制,开花过程可能需要鸟类等动物的辅助才能完成开花过程,但是部分花可以通过花冠管基部开裂(顶端未开裂)的方式完成自花授粉。传粉方式可能以自交为主,访花者主要有黄腰太阳鸟(Aethopygasiparaja)、纯色啄花鸟(Dicaeumconcolor)以及蓝翅叶鹎(Chloropsiscochinchinensis)等。  (2)五蕊寄生种子对温度和光照较敏感,与黑暗条件相比,光照能显著提高种子的萌发率,15℃-25℃条件下种子的萌发率相对较高(19%),高温35℃及低温10℃均不利于种子萌发。本研究还发现种子外的果肉不影响其种子的萌发率,人为去除果肉并不能提高种子的萌发率,但可缩短种子萌发的时间,而通过纯色啄花鸟类肠道消化后其种子的萌发率显著提高(达69%),因此纯色啄花鸟对其种子萌发具有重要作用。  (3)尽管五蕊寄生在大尺度范围内为泛性寄生植物,仅在西双版纳地区寄主高达360种,但是研究空间分布格局时发现在小尺度范围内五蕊寄生呈现出对树种的选择偏好,这种选择偏好(寄生率与寄生强度)在不同的植被类型中不同,人工林中的寄生率和寄生强度显著高于自然林,在人工林中寄生率与寄主的多度之间并无相关性,而寄生强度与寄主的胸径、高度、冠幅之间呈现相关性。相反地,在自然林中寄生率与寄主多度呈现相关性,寄生强度与寄主的胸径、高度、冠幅之间无相关性。但是无论在人工林还是自然林内五蕊寄生都偏好寄生于胸径、高度、冠幅较大的寄主。  (4)五蕊寄生的种子散布者主要为纯色啄花鸟,通过对纯色啄花鸟的习性观察发现,纯色啄花鸟以短距离(<200m)飞行为主,取食时间多在早上,取食时间为1-2mim。与未被寄生的寄主相比,纯色啄花鸟偏好拜访有五蕊寄生的寄主,且散布到有五蕊寄生的寄主树上的种子数显著高于未被寄生的寄主,散布的种子数与五蕊寄生的果实产量和寄生强度有显著的正相关关系。观察发现纯色啄花鸟经常活动于郁闭度小的人工林内,在自然林内数量较少,偏好栖息于较高的寄主,但是这种拜访偏好与树种的丰富度没有关系。  (5)自然状态下通过对鸟类散布到寄主枝条上的五蕊寄生种子后传播过程的观察,发现五蕊寄生幼苗的生长是限制其成功寄生的关键阶段。在样地内通过对五蕊寄生种子进行人工接种试验,结果发现被感染过的树种与未被感染过的树种相比,种子附着率与种子萌发率二者之间无显著差异,但是在幼苗的形成和幼苗的最终成活阶段具有显著差异,在被感染过的树种上人工接种种子的形成幼苗率以及幼苗的最终成活率显著高于未被寄生过的树种,在人工林内幼苗的成活率显著高于自然林内,幼苗的成活率可能与寄主枝条所处微环境的郁闭度相关。  总之,本研究表明五蕊寄生在大尺度为泛性寄生植物,但是在小尺度范围内对寄主表现出选择偏好,这种偏好选择不仅与鸟类的行为有关,而且与寄主-寄生的亲和性密切相关,同时还受到环境因子(如光照强度)的影响,本研究为深入探讨寄生-寄主的亲和性以及非兼容性机制以及寄生-寄主-传粉者/传播者之间复杂的相互关系提供相关的重要试验数据和实例。
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