全 文 ：中国园艺文摘 20 16 年第 2 期
大白刺传粉生物学特性研究
胡 云 ’ , 赵淑文 2 , 燕 玲 2
(!
. 内蒙古农业大学 职业技术学院 , 内蒙古 包头 01 41 09 ;
2
. 内蒙古农业大学 生态环境学院 , 内蒙古 呼和浩特 01 0 18 )
摘 要 : 以乌兰布和沙漠 自然居群的野生 大白刺为试验材料 , 运用定位观察 、 柱头可授性 、 花粉 / 胚
珠比率 、 杂交指数等指标的测定 , 研 究野生大 白刺传粉生物学。 结果表明 : 大 白刺花粉活 力呈现先升
高后 降低的趋势 , 开花第 s d , 大 白刺的花粉活 力达到最大值 75 . 2 4% ; 雄性不育花和可育花的柱头在
开花后 第 4 一 s d 可授性均最强 。 大白刺的 P / 。 值为 ! 7 5 6 8 8 . 9 , OC I指数 ) 4 ; 大白刺在 自然条件下能
够结实 , 但结实率不高 ; 存在 自花传粉现 象 , 有性生殖 中异花传粉起到 主要作用 , 结实受到传粉者限
制 ; 不存在无融合生殖现 象。 大白刺访花昆虫主要有 9 种类型 , 主要的传粉昆虫有东方 蜜蜂 、 丽蝇 。
关键词 : 大白刺 ; 传粉生物学 ; 花粉活 力 ; 繁育 系统
大白刺 (iN t ar ir a or bo or w s ik i K o m . ) 为漠黎科 白
刺属丛生灌木 , 集药用 、 饲用 、 食用等多种功能于一
体 , 具有防风 、 固沙 、 抗旱 、 耐盐碱等生态效应 。 大
白刺分布于内蒙古西部 、 宁夏 、 甘肃河西 、 新疆 、 青
海各沙漠地区 , 生于湖盆边缘 、 绿洲外围沙地 。 大白
刺株高 0 . 5 一 1 . 5 m , 果酸甜适 口 , 有沙樱桃之称 ,
其果入药可治胃病 , 猪吃大白刺果有催肥之效 , 枝 、
叶 、 果可作家畜饲料 , 枝条平铺地面 , 积沙成丘 , 称
为白刺包 , 有时高达 20 余 m , 为优良的固沙植物 l[] 。
目前 , 关于大白刺的研究多集中在大白刺的化学
成分和资源利用 , 对其生态学特性 、 繁殖系统 、 传粉
习性等缺乏系统研究 , 影响了其种群繁殖与保护 。 本
文通过实地调查 , 发现在乌兰布和沙漠分布有较多的
大白刺雄性不育植株 , 且与可育株混和生长 。 本试验
研究了大白刺的开花习性 、 繁育系统和传粉特性 , 为
大白刺的繁殖和保护提供理论依据 , 为白刺属植物生
物学研究提供技术支持 。
1 材料与方法
1
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1 材料
以乌兰布和沙漠大白刺 自然居群中 3 年以上且处
于花期的植株为试验材料 。
1
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2 方法
1
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2
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1 开花物候期及开花 习性观察 在大 白刺进
入花期后连续进行开花物候期观察 , 记录单朵花期 、
群体花期 , 并观察大白刺的开花习性 。
1
.
2
.
2 花粉活力的测定 花粉活力的测定采用离
第一作者简介 : 胡 云 ( 1 9 8 0一 ) , 女 , 硕士 , 讲师 ; 主要
从事植物资源保护与利用研究 。
项目来源 : 内蒙古农业大学院级应用基金项目。
体萌发法 [2 ] 。 从开花第 l d 一 第 l o d , 每天 12 : 0 0
取新鲜花粉放在含培养液的 凹载玻片上 , 于 2 5℃ 下
培养 6 h , 置光学显微镜下观察并计数 , 每制片观测
5 个视野 , 统计视野中花粉总数及有活性花粉数 , 计
算具活性花粉的百分比 。 花粉管长度长于花粉粒直径
视为有活性 , 花粉管长度短于花粉粒直径或无花粉管
视为无活性 。
有活性花粉百分比 一 花粉管长度长于花粉粒直径
花粉数 / 观察花粉总数 x 1 0 %
1
.
2
.
3 柱头可授性的测定 采用联苯胺 一 过氧化
氢法 , 在盛花期的正午标记 1 0 朵幼花 , 以后每天正
午采集柱头放入含有联苯胺 一 过氧化氢反应液 ( 1%
联苯胺 : 3% 过氧化氢 “水 一 4 : 1 1 : 2 , 体积比 )的血
球计数板上 3[] , 测定其柱头的可授性 。
1
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2
.
4 单花花粉量 、 胚珠数和花粉 /胚珠比率 (P/ 0)
的测定 在野外随机选取未开放的花蕾于 F A A 固定
液 中固定 , 带回实验室 , 取出花药 , 并用 1 . o inl / L
的盐酸对花药壁进行软化后取出花粉 , 离心 60 5 , 吸
取 5 尽 L 花粉液于载玻片上 , 每个花药重复 10 次 ,
在光镜下进行观察并计数 , 计算出每朵花的平均花粉
粒数 。 将每朵花的子房在体视显微镜下进行观察 , 统
计胚珠数 。
每朵花中的 P / O 比率 一 花药中的花粉量 / 子房中
的胚珠数 。 根据 C r du en 的指标 : P / O比为 2 . 7 一 5 . 4 时 ,
繁育系统为闭花受精 ; P / O 比为 1 8 . 1 一 39 . 0 时 , 繁
育系统为专性 自交 ; P / O 比为 3 1 . 9 一 396 . 0时 , 繁育
系统为兼性 自交 ; P / O 比为 24 . 7 一 2 邓 8 . 0 时 , 繁
育系统为兼性异交 ; p / o 比为 2 10 8 . 0 一 19 5 5 2 5 . 0时 ,
繁育系统为专性异交 ; P / O 值的降低意味着近交程度
的升高 , P / O 的升高意味着远交程度的上升 盯 ] 。
1
.
2
.
5 杂交指数 ( OC工) 的估算 采用 D a仇i 标准 ,
一 1 3一
C HIN ES E HO RT IC ULTU R E ABS T RAC T S
8076543210
只坦霎耀
标记 5 株植株 , 每株标记 5 朵花 , 测量花朵的直径及
开花行为 。 具体方法 : ( 1) 花朵直径 < 1 m m , 记为 0 ;
1 一 2 Il u l l 记为 1 ; 2 一 6 m m 记为 2 ; > 6 m m 记
为 3 。 (2) 花药开裂时间与柱头可授粉期之间时间间隔 ,
同时或雌蕊先熟记为 0 ; 雄蕊先熟记为 1 。 (3) 柱头与
花药的空间位置 , 同一高度记为 0 ; 空间分离记为 1。
三者之和为 口 CI 值 。 评判标准为 : O CI 一0 时 , 繁育
系统为闭花受精 ; 口C l l 时 , 繁育系统为专性 自交 ;
口C 1 2 时 , 繁育系统为兼性 自交 ; 口C 1 3 时 , 繁育
系统为 自交亲和 , 有时需要传粉者 ; 口C 1 4 时 , 繁
育系统为部分异交 , 需要传粉者 16] 。
1
.
2
.
6 传粉结实程度的研究 选取植株大小相对一
致 、 花蕾为开放的植株进行随机标记 。 雄性可育株的
花枝 15 枝 , 平均分成 3 组 , 雄性不育株的花枝 10 枝 ,
平均分成 2 组 , 进行 5 种处理 : ( 1) 雄性可育株 , 不去
雄 , 不套袋 , 检查 自然情况下的结实状况 ; (2) 雄性
可育株 , 不去雄 , 套袋 , 检测是否 自花授粉 ; (3) 雄
性可育株 , 去雄 , 不套袋 , 检测异花授粉情况 ; (4 )雄
性不育株 , 不套袋 , 检查不育株的异花授粉情况 ;
(习雄性不育株 , 套袋 , 检测是否存在无融合生殖现象 。
果实成熟后考察各处理的果实数 。
结果率 一 结果数 / 处理花数 x 10 %
1
.
2
.
7 访花昆虫观察 2 0 13 年和 2 0 14 年的 5 一 6
月进行访花昆虫的观察 , 从 8 : 0 一 19 : 0 每 0 . 5 h
观察 1次 。
2 结果与分析
2
.
1 大白刺的开花习性
大白刺花序顶生 , 蝎尾状聚伞花序 , 一个花序的
开花量在 4 一 8朵内 , 花小 , 花瓣 5 , 粤片 5 , 雄蕊
一般 10 一 15 , 花有雄性可育与雄性不可育之分 。 不
育花瓣比可育花瓣稍小 , 花期一般在 5 月底 一 7 月
初 , 单朵小花花期 10 d , 花序花期 1 s d 左右 , 单棵
植株花期 30 d 左右 , 群体花期 劝 d 。 花的开放顺序
是从植株上部至下部依次开展 , 从现蕾期到开花期需
10 d 左右 。 大白刺花开放后可维持 1 一 Z d , 随后花
瓣 向下翻卷并萎蔫 , 花瓣在开花后 3 一 4 d 时脱落 ,
大白刺单朵花的开花进程为 : 花蕾长大 一 花瓣展开 一
开花散粉 一 花药萎蔫 一 花瓣萎蔫 一 花瓣脱落 。
2
.
2 大白刺花粉活力与柱头的可授性
在光学显微镜下观察大白刺的花粉萌发状况 , 发
现大 白刺单朵花期内花粉活力变化呈先升高后降低
的趋势 , 开花第 3 d , 大白刺的花粉活力达到最大值
7 5
.
24 %
, 第 s d 依然保持较高的活力 , 随后逐渐下
降 (见附图 )。
1 2 3 4 5 6 7 8 9
散粉后时间(“d)
附图 大白刺花粉活力变化
如表 1所示 , 通过联苯胺 一 过氧化氢法得出大白
刺的雄性不育花和可育花的柱头在开花第 l d 一第 s d
均具有活性 , 在开花后第 4 一 s d 两者的柱头可授性
均最强 , 之后逐渐下降 ; 雄性不育花和可育花柱头的
可授性差异不明显 。
表 1 大白刺柱头不育花和可育花可授性检测结果
开花后时间 (d ) 不育花柱头可授性 可育花柱头可授性
1 + +
2 + +
3 + + +
4 + + + +
5 + + + +
6 + +
7 + / 一 +
8 + / 一 + / 一
9 一 一
注 : + 具可授性 ; + / 一 部分具可授性 ; + + 具强可授性 ; 一 不具
可授性 。
2
.
3 大 白刺繁育繁殖特性研究
2
.
3
.
1 花粉 / 胚珠比率 (P / 0) 花粉 / 胚珠比为单
花中的花粉数与胚珠的比值 。 根据统计结果计算 , 大
白刺的 P / o 为 173 6 8 . 9 , 依据 c ur d en 9[] 标准 , 大
白刺的繁育系统为专性异交 。
2
.
3
.
2 杂交指数 (OC )I 由表 2 可见 , 大 白刺的
o cl 指数 ) 4 , 按 D a九 i 等的标准 , 大白刺的繁育系
统为异交 , 需要传粉者 。
表 2 大白刺杂交指数估算
观测内容
花朵直径
花药开裂时间与柱头可授粉
时间间隔
柱头和花药的空间位置
O C I值
繁育系统类型
实测值
5
.
6 18
雄蕊先熟
按 O CI 计算
空间分离
》 4 属于异交 , 需要传粉者
一 1 4 一
中国园艺文摘 20 16 年第 2期
2
.
3
.
3 套袋 、 去雄等处理结实结果 由表 3可知 ,
大白刺雄性可育株在 自然条件下的结实率略高于雄性
不育株 , 对雄性可育株不去雄套袋后的 自花授粉结实
率为 19 . 92 % , 说明大白刺存在 自花授粉现象 ; 对雄
性可育株去雄 、 不套袋后结实率为 36 . 32 % , 则异花
授粉结实率远高于 自花授粉结实率 ; 对雄性不育株直
接套袋后结实率为 0 。 因此 , 结合花粉 / 胚珠比率 、
杂交指数和套袋去雄试验 , 说明大白刺的繁育系统以
异花授粉为主 , 不存在无融合生殖现象 。
表 3 大白刺不 同措施处理的结实率
处理 措施 花朵数 结实数 结实率 (0)/
1 雄性可育株 , 不去雄 , 不套袋 309 2 06 6 . 67
2 雄性不育株 , 不套袋 2 0 7 1 17 5 6 . 52
3 雄性可育株 , 不去雄 , 套袋 2 5 6 5 1 19 . 92
4 雄性可育株 , 去雄 , 不套袋 2 34 8 5 36 . 32
5 雄性不育株 , 套袋 326 0 0
2
.
3
.
4 访花昆虫的研究 大 白刺的大量散粉时间
为 9 : 0 0 一 16 : 0 0 , 大部分传粉昆虫的访花高峰时段
为 9 : 0 一 16 : 0 。 经过观察和鉴定 , 大白刺访花昆
虫主要有 9 种类型 , 种群中主要的传粉昆虫有东方蜜
蜂 、 丽蝇等 , 访花频率基本在 l m加 内 。
3 讨论
花粉活力会受到环境因素的影响 , 如湿度和温
度 , 低温和低湿度的条件下 , 双核花粉的花粉活力能
保持较长时间 , 三核花粉则要求更高的湿度 7[] 。 大白
刺的花粉活力能够在一定条件下保持 g d 左右 , 在第
l d 时不高 , 在第 3 d 时达到最高 , 而后逐渐下降 ,
有关大白刺花粉活力与温 、 湿度的关系还有待于进一
步的探索 。
柱头可授期的掌控至关重要 , 它对传粉的成功与
否起着重要作用 8[] 。 柱头可授期与植物的种类有很大
关系 , 沙芥柱头可授期为开花前 Z d 至开花后 4 d ,
开花后的 24 一 48 h 柱头的可授性达到最优 9[] 。 大白
刺的雄性不育株和可育株柱头可授性均能保持 s d 左
右 , 并且都在开花 3 一 s d 柱头可授性最强 。 大白刺
属异花传粉类型 , 且更倾向于异交结实 , 但是同株异
花的 自交也具有亲和力 。
大 白刺为荒漠植被的种群优胜者和顶级群落建设
者 , 具有良好的耐干旱 、 盐碱和水土保持能力 , 为荒
漠区生态系统的稳定性发挥着积极的作用 。 大白刺群
落对改善荒漠地区生态环境具有重要的现实意义 。
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S t u dy o n P o l li n a t i o n b i o l o g y e h a r a e t e r i s t i e s o f iN t ar
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T h e r e w a s n o a p o m i x i s p h e n o m e n o n
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