全 文 ：武汉植物学研究 2000, 18 (2) : 157～ 159
J ourna l of W uhan B otan ica l Resea rch
繁殖方式对矮慈姑生长的影响Ξ
罗晓铮1　崔心红1　陈家宽2　何建农1
(1 武汉大学生命科学学院　武汉　430072)　 (2 复旦大学生物多样性科学研究所、遗传研究所　上海　200433)
提　要　矮慈姑的种子繁殖和球茎营养繁殖对植株生物量和高度都有明显影响。种子繁殖
苗生物量的增长曲线方程不同球茎繁殖苗的生物量增长曲线方程。从生物量比较可见: 在生
长初期, 球茎繁殖苗的生物量远大于种子繁殖苗。生长过程中, 种子繁殖苗的生长速率大于球
茎繁殖苗。在生长后期, 二者生物量接近。种子繁殖苗的高度动态方程与球茎繁殖苗的高度动
态方程也不一样。种子繁殖苗和球茎繁殖苗高度的增长速率在生长的前期均高于生长后期。
关键词　矮慈姑, 种子繁殖苗, 球茎繁殖苗
INFL UENCES OF REPROD UCT IVE M ETHOD S
ON GROW TH OF SAG ITTAR IA P YGM A EA
L uo X iaozheng1　Cu i X inhong1　Chen J iakuan2　H e J iannong1
(1 Colleg e of L if e S ciences, W uhan U niversity　W uhan　430072)
(2 Institu te of biod iversity and Institu te of Genetics, F ud an U niversity　Shanghai　200433)
Abstract　T he co rm s in S ag ittaria py gm aea is a fo rm of vegetat ive rep roduction and th is
species also p roduces seeds. T he dynam ics of b iom ass and length w as studied. T he resu lts
show that the b iom ass of co rm shoo ts is far larger than seed shoo ts at the beginn ing of
grow th. T he grow th rate of seed shoo ts is h igher than co rm shoo ts. T hey ho ld the
app rox im ately sam e biom ass in the end. T he dynam ics of length of S. py gm aea seed shoo ts
and co rm shoo ts can be described w ith equation. T he increasing of length is slow er at the end
of grow th than at the beginn ing.
Key words　S ag ittaria py gm aea, Seed shoo ts, Co rm shoo ts
植物的繁殖可分为有性繁殖和无性繁殖, 无性繁殖包括无融合生殖和营养繁殖, 通常
讨论的无性繁殖是指营养繁殖〔1〕。水生高等植物从靠单一有性生殖到靠单一营养繁殖繁
衍后代的类群都有; 多数类群处于中间型, 既可进行有性繁殖, 又可进行营养繁殖; 但水生
高等植物的繁殖方式主要是营养繁殖〔2〕。有性生殖一般比营养繁殖要求更高的能量代价,
而且需要特殊的结构。种子繁殖的优点是种子对恶劣环境的抵抗力高于营养繁殖体, 且有Ξ 收稿日: 1999201219, 修回日: 1999203215。第一作者, 女, 1974 年出生, 硕士, 从事水生植物生态学研究。本研究得到中国关键地区生物多样性保育的研究重大项目资助 (项目批准号: 39893360)。
性生殖使基因重组成为可能。但水环境限制了有性繁殖器官作用的发挥, 而对营养繁殖起
促进作用。营养繁殖特化程度低, 不需要特殊的结构, 其繁殖体有更多的营养储备, 在生长
初期占优势〔3, 4〕。那么, 对于那些既能进行有性生殖, 又能进行营养繁殖的类群, 不同繁殖
方式对其生长影响如何? 至今未见报道。
矮慈姑 (S ag itta ria py gm aea M iq. )是泽泻科常见的一种挺水小草本, 在稻田、藕塘分
布非常广泛〔5〕。其营养繁殖方式是匍匐茎和球茎, 其中球茎繁殖尤为显著。矮慈姑以种子
进行有性繁殖也较为常见〔6, 7〕。本文对矮慈姑由种子繁殖而来的个体和由球茎繁殖而来的
个体的生物量与植株高度动态进行比较研究, 以期了解繁殖方式对其生长的影响。现将结
果报道如下。
1　材料和方法
111　实验材料
实验选用田间采集的矮慈姑球茎繁殖苗和种子繁殖苗。其中种子繁殖苗平均生物量
为 6×10- 3 g (鲜重) , 平均高度为 2. 4 cm ; 球茎繁殖苗平均生物量为 2. 4×10- 1 g (鲜重) ,
平均高度为 5. 8 cm。
112　实验方法
1998 年 4 月 20 日至 1998 年 10 月 20 日在武汉大学植物分类室实验水池进行。栽培
池基质为 10 cm 深的腐殖质底泥, 表层水深 5 cm。矮慈姑幼苗入池时, 其根部带一块原来
田间的底泥泥团。实验期注意及时清除杂草和水绵。自 4 月 20 日起至 10 月 20 日每隔 1
月取 15 株植株, 测其生物量 (以鲜重计)和植株高度 (以最长叶片长度计) , 求取平均值。
113　数据分析方法
采用M A TLAB 5. 1 软件对生物量和栽培天数进行相应的多项式逼近, 加以整理, 可
得到栽培天数 x 与生物量 y 的关系式; 对植株高度和栽培天数进行分段线性差值逼近,
可得到栽培天数 x 与植株高度 y 的关系式。
2　结果与分析
211　不同繁殖方式对矮慈姑生物量的影响
矮慈姑种子繁殖苗生长的栽培天数 x 与生物量 y 的关系式为:
　　　　y = 6×10- 3+ 5. 15×10- 3x - 5. 95×10- 4x2+ 2. 28×10- 5x 3-
2. 75×10- 7x 4+ 1. 39×10- 9x 5- 2. 56×10- 12x 6。
矮慈姑球茎繁殖苗生长的栽培天数 x 与生物量 y 的关系式为:
　　　　y = 2. 4×10- 1+ 6. 67×10- 4x + 1. 17×10- 4x 2+ 1. 71×10- 6x 3-
3. 07×10- 8x 4+ 1. 54× 10- 10x 5- 2. 67×10- 13x 6。
从上述实验结果可以看出: 在繁殖苗生长的初期, 球茎繁殖苗和种子繁殖苗的生物量
分别是 2. 4×10- 1 g 和 6×10- 3 g; 球茎繁殖苗的生物量远大于种子繁殖苗, 约为后者的
40 倍。在此后的生长中, 种子繁殖苗的生长速率大于球茎繁殖苗的生长速率。到植株接近
成熟, 进入繁殖期时, 两者的生物量很接近 (见图 1)。矮慈姑的种子繁殖苗在生长初期, 养
料主要靠光合作用提供; 而球茎繁殖苗的生长初期, 主要从球茎获得养料。故出现了由于
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图 1　矮慈姑种子和球茎苗生物量比较
F ig11　Comparision of b iom ass of S ag itta ria
py gm aea seed and co rm shoo ts
繁殖方式不同而导致的矮慈姑
生物量与生长时间变化的上述
特点。单一进行有性繁殖的种
类, 其种子繁殖苗在生长初期生
物量较低, 抵抗环境压力的能力
差, 成活率较低, 所以常产生多
数的种子; 单一进行无性繁殖的
种类, 营养繁殖体在萌发时生物
量要比种子萌发时的生物量大
1～ 2 个数量级, 抵抗环境压力
的能力强, 成活率较高〔2〕。通过
与只进行无性或有性繁殖种类生物量与生长天数关系特点的比较, 我们可以发现, 矮慈姑
具有两种繁殖方式, 对环境具有更强的适应能力。
212　不同繁殖方式对繁殖苗高度的影响
矮慈姑的种子繁殖苗的高度动态方程为:
y = 5. 83×10- 2x + 2. 752 (4 月 20 日至 8 月 20 日) ,
y = 1. 67×10- 2x + 7. 812 (8 月 20 日至 10 月 20 日)。
球茎繁殖的高度动态方程为:
y = 2. 33×10- 2x + 6. 821 (4 月 20 日至 8 月 20 日) ,
y = 1. 67×10- 2x + 8. 112 (8 月 20 日至 10 月 20 日)。
种子繁殖苗和球茎繁殖苗高度的增长速率在生长的前期均高于生长后期。在生长前
期, 种子繁殖苗的高度增长速率大于球茎繁殖苗; 在生长后期, 两者的高度增长速率接近。
本实验中所得到的结果与矮慈姑种子和球茎最初的生物量大小有关, 也受环境条件
(如温度、光照、土壤条件、水层深度)的影响。矮慈姑通过种子繁殖和球茎繁殖产生后代的
生物量和高度在生长初期有较大差别, 但到二者成熟时, 生物量和高度都相差不大。那么,
种子繁殖苗和球茎繁殖苗对繁殖后代 (包括种子繁殖和球茎繁殖)贡献率如何呢? 这有待
于进一步的研究。
致谢　本文得到中国科学院武汉植物研究所唐先华女士的帮助; 武汉大学数学学院肖进胜同学协
助计算工作。
参　考　文　献
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5　中国科学院武汉植物研究所编著. 中国水生维管束植物图谱. 武汉: 湖北人民出版社, 1983. 90～ 91
6　陈家宽. 中国慈姑属的系统与进化植物学研究. 武汉: 武汉大学出版社, 1989. 59～ 60
7　陈家宽, 孙祥钟, 王徽勤. 湖北矮慈姑居群的初步研究. 武汉大学学报 (自然科学版) , 1983 (1) : 103～ 110
951　第 2 期　　　　　　　　　　　　罗晓铮等: 繁殖方式对矮慈姑生长的影响