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珍稀濒危植物蒙古扁桃花生物学特性



全 文 :广 西 植 物 Guihaia 27(2):167— 169 2007年 3月
珍稀濒危植物蒙古扁桃花生物学特性
方海涛1,红 雨 ,那
(1.包头师范学院 生物系,内蒙古 包头 O140gO;2
仁1,斯琴巴特尔2
内蒙古师范大学 生物系,呼和浩特 010022)
摘 要:蒙古扁桃的植株可分为长花丝植株、短花丝植株和中花丝植株。群落花期约5o d,单花花期约8 d,分
为露粉、微开、盛开、凋谢 4个时期。过氧化物法测定4个时期花粉均具活力,可保持 30 d左右,联苯胺一过氧
化氢测定柱头可授性 ,花粉活力与柱头可授性重叠 ,长花丝植株为 8 d左右,而中花丝约为 5 d。蒙古扁桃花一
般在9:O0开始泌蜜,11:O0分泌量达到高峰,之后产蜜量减少直至停止,日泌蜜和散粉集中在 1o:oo~14:oo。
蒙古扁桃开花受环境的影响。
关键词:蒙古扁桃;珍稀濒危植物;花生物学
中图分类号:Q948 文献标识码:A 文章编号 :1000—3142(2007)02一O167—03
Study on flower biology of endangered
plant Prunus mongolica
FANG Hai—Tao 1,HONG YU2,NA Ren],Sechenbater2
(1.Department of Biology,Baotou Teater Colege,Baotou 014030,China;2.Department
of Biology,Inner Mongolia Normal University,Huh~t 010022,China)
Abstract:Prunus mongolica can be devided into three kinds:long,middle and short—filament.The single florescenece
lasts 8 d and last 50 d in large scale.The blooming time is divided into 4 periods:pink appearing,partly blooming,ful
blooming and withering,all of which have pollen viability and cad last 30 d.Pollen viability and the life span of recep-
tive stigmas overlapped,Long-filament more than 8d,but the middle-filament 5 d.The flower starts to secrete nectar
usually at 9:00,and reaches the peak at 11:00,and then begins to reduce until stopping secreting nectar and spreading
pollen take place between 10:OO~ 14:00.In addition,the characters of flower blossom is influcened by the environ-
m ent.
Key words:Prunus mongolica;endangered plant;flower biology
蒙古扁桃(Prunus mongolica)隶属于蔷薇科(Ro—
saceae)李属(Prunus L_),为亚洲中部戈壁荒漠区特
有的早生落叶灌木,被列为国家三级濒危保护植物。
国内学者对蒙古扁桃的形态学、种子生理(斯琴 巴特
尔等,2002)、组培、细胞学、资源利用等方面做 了大量
工作(方海涛等,2004a),但对其花的生物学的系统研
究尚未见到报道,作者于 2003~2005年对此开展研
究,现将结果报道如下。
1 材料与方法
野外观察和实验地点设在 内蒙古包头市郊区鹿
沟、昆都仑水库。
1.1花的形态特征观察
野外采蒙古扁桃开花各时期的花朵,用 FAA固
定后,带回实验室,测定花朵各部分的数值。用刀片
收稿日期 :2005—07—14 修回 日期:2006—01—08
基金项目:内蒙古教育厅高校科研重点项 目(NJ04034);内蒙古教育厅科研基金(ZD080702);内蒙古 自治区自然科学基金
(200013061)[Supported by Key Research Foundation for High Schools(NJ04034);Education Department of Inner Mongolia(ZD980702);the
Natural Science Foundation of Inner Mongdia(200013061)]
作者简介;方海涛(1973一),男 ,内蒙古通辽市人 ,讲师 ,研究方向:昆虫与植物关系。
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横切子房,统计胚珠数 目。
1.2开花生物学特性
单花花期:在花蕾期,用野外条件下耐久的彩色
标牌标记2O朵花,记录每朵花从露粉到凋谢时间,求
平均值。群落花期:群落从第一朵花开放至最后一朵
花凋谢所需时间即为群落花期。
1.3花粉活力与柱头可授性的检测
花粉活力测定:标记三种类型植株 (长花丝植株、
中花丝植株、短花丝植株)各 2O朵花,用过氧化物酶法
分别测其在露粉、微开、盛开、凋谢 4个时期的花粉活
力,取 1O朵盛开花将其放在培养皿中,每天测其活力
情况,最终测出蒙古扁桃的花粉寿命。柱头可授性测
定:取三种植株的露粉、微开、盛开和凋谢的花柱头,用
联苯胺一过氧化氢法测定柱头可授性,若柱头具有可
授性,则柱头周围呈现蓝色并有大量气泡出现。
1.4花蜜分泌节律
散粉和泌蜜 :2005年 4月 4~6日连续 3 d在鹿
沟样地测定蒙古扁桃花的日泌蜜、日散粉情况,3 d
均为晴天,测定时间是每 日的8:O0~18:OO,每隔 3
h用微移液管测定 1O朵开花前套袋和不套袋花的
花蜜量(每株只采 1朵),每次测量新的花。在测定
日泌蜜情况的每个植株上分别选择 5朵花药未开裂
的花朵,在与上述条件相同的情况下,每隔 1 h统计
每朵花花药开裂的个数,求其差值。取 1O朵微开的
花朵 ,在解剖镜下观察花药 开裂 的时间及一个花药
开裂所需时间,求其平均值。
2 结果与分析
2.1形态特征
蒙古扁桃花单生于短枝上,花柄极短,萼筒宽钟
状,长约 3 mm,萼片呈矩圆形,长约 5 mm。花瓣倒
卵形,长约6 mm,大多数为 5瓣,也有的花朵的花
瓣为4、6、7、8不等,随着花的开放,花瓣的颜色也随
之变化,由粉红至淡粉色,最后为粉白色。蒙古扁桃
花两性,雄蕊 21~26枚,着生于萼筒边缘,分内、外
两轮,外轮花丝高于内轮花丝,花丝有白色和粉色两
种,雌蕊 1枚,也可见到 2枚的,花柱有白色和粉色
的,柱头具有疣状突起,分泌黏液后突起变得平滑,
柱头由白色也变成黄色至黄褐色。不同生境的植株
花丝的高度与柱头高度的关系不同,山顶分布的多
数植株 内、外轮花丝长度高于花柱长度,甚至有
2O 9/5~3O 的花柱头在子房内,在整个花发育期间
不露出子房,只见到雄蕊,这类植株称为长花丝植
株;山坡阳面分布的植株内、外两轮花丝矮于柱头,
在开花过程中,花柱顶端弯曲向下,这种植株为短花
丝植株;山顶部分植株、阴坡分布的植株外轮花丝高
于或等于花柱高度,而内轮花丝矮于花柱,为中花丝
植株。子房上位,密被短毛,内含 2个胚珠。花粉粒
呈橄榄球型 ,大小 4.0 btm×3.0 btm。花朵直径 约
J.4 mm,具外分泌腺,由多层分泌细胞组成。蒙古扁
桃花有浓烈的花香。
2.2开花过程
群落中,从第一朵花开放到最后一朵花凋谢 5O
d左右 。花期为 4月上旬至 5月中旬。一般年份盛
花期在 4月中旬到下旬,前一年的降水量及生境差
异开花情况或有提前和推迟。单花从露粉到凋谢大
约 8 d。开花的历程分为露粉、微开、盛开和凋谢四
个阶段。露粉是指花瓣微露 ,微开是指花瓣之间微
开有缝隙,盛开是指花瓣全部打开漏出雄蕊和雌蕊,
凋谢是指花瓣开始脱落,花丝开始枯萎。中花丝植
株开花早于长花丝植株,可提前 7 d左右 ,短花丝开
花时间与长花丝相当。
2.3花粉活力和柱头可授性
蒙古扁桃的三种类型的植株的花在露粉时已具
有花粉活力,长花丝植株和短花丝植株花粉活力高
于中花丝植株花粉 活力 ,可达 l1 。微开时,长花
丝植株和中花丝植株花粉活力显著升高 ,而短花丝
植株花粉活力也 由 1O.79 升 至 12.7 。在盛开
时,三种类型植株 的花粉 活力均达最强 ,为 6O 左
右,盛开花的第 2天,3种植株花的花粉活力均迅速
下降至 2O 左右,进人到凋谢期后,花粉活力逐渐
下降,可持续 30 d左右。长花丝蒙古扁桃花的柱头
从露粉后 1 h直到第 8天均具有活性,在露粉第 4~
7天活性最强,到第 8天柱头开始变成橘黄色,活性
开始减弱至无。中花丝植株的蒙古扁桃柱头活性也
从露粉 1 h至5 d有活性,但柱头活性从第5天开始
减弱 ,可授性时间比长花丝植株短 (另文发表)。花
粉活力与柱头可授性重叠,长花丝植株为8 d左右,
而中花丝约为 5 d。长花丝植株的柱头在发育过程
中,2O 左右会发生萎缩死亡,而雄蕊正常发育。有
些植株花朵的柱头在整个发育期,不露出子房,不能
接受花粉,却可以为其它植株花朵提供正常的花粉。
粉花丝花可位于整个植株 ,也可与 白花丝花共生一
个植株,但二者花粉的活力无明显的差别。
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2期 方海涛等:珍稀濒危植物蒙古扁桃花生物学特性 169
2.4散粉和泌蜜
蒙古扁桃花药具 4个花粉囊,花药沿药隔纵裂,
花粉散出,一个花药开裂需要 1 h左右。蒙古扁桃
花在微开时,少数花药开裂 ,大多数花的花药集中在
盛花时开裂。在晴天情况下,三种类型的蒙古扁桃
花药集 中开裂散粉 时间存在明显差异,长花丝植株
花药开裂集中在 12:O0时左右 ,中花丝植株花药集
中在 14:O0时 ,而短花丝植株花药在 15:O0时开裂
最多(图 1)。三种花型花的花药均为外轮 比内轮先
开裂。三种类型植株花分泌花蜜无 明显差异,花从
9:00左右开始泌蜜,1 1:00泌蜜量达到高峰 ,可分泌
2 L左右 ,持续到 14:O0,然后开始减少。
2.5环境对开花的影响
不同的生长地点,环境条件的不同,花期有所差
异,开花率亦有明显的不同。连续 3年观察,昆都仑
水库和鹿沟2个居群中,昆都仑水库较鹿沟开花早,
开花率高(表 1)。
图 1 三种类型植株花药开裂情况
Fig.1 Pollen dehiscence about three kinds
of Prunus mongolica Max.
2003年干旱,2004年鹿沟居群蒙古扁桃仅有
30%的植株开花,而昆都仑水库群落的植株有 60
~ 70 9/6开花,原因可能是蒙古扁桃为先花后叶植物,
其开花状况与前一年营养积累有关,昆都仑水库样
地土壤含水量高,2003年植株生长好,贮存的有机
表 1 昆都仑水库与鹿沟蒙古扁桃开花率 (2003~2005)
Table 1 The blooming rate of Prunus mongolica in the Kundulun Reservoir and Lu Gou
地点 开花时问 (2003) 开花率 ( ) 开花时间(2004) 开花率 ( ) 开花时间(2005)开花率 ( )
Locality Blooming date Blooming rate Blooming date Blooming rate Blooming date Blooming rate
昆都仑水库 Kundulun Reservoir 30/3 61.21 1/4 67.32 27/3 91.25
鹿沟 Lu Gou 7/4 34.15 5/4 28.37 4/4 78.90
物多,而鹿沟土壤含水量低,植株营养生长受制,同
时也制约了来年的生殖生长。病虫害也可能是影响
蒙古扁桃开花的重要因素之一,蛀茎害虫可能使茎
死亡,根害虫可能导致植株枯死,蒙古扁桃同一植株
枯枝率占60 左右,一个有 537株蒙古扁桃的居群
内,死亡植株有 172株约占 32 9/6,死植株或枯茎不
开花,这无疑会影响蒙古扁桃的开花率。植株的年
龄也是影响开花的因素,14个样地统计表明,4~7 a
的植株开花率明显高于其它年龄的植株(另文发
表),同一植株前一年抽出的枝条开花率大于老枝
条,可见到一株蒙古扁桃上部老太龙钟而下部春意
昂然。气候也能影响蒙古扁桃的开花,2004年 4月
霜冻,约有40 9/6的蒙古扁桃花受到冻伤,严重影响
花的发育。
3 讨论
蒙古扁桃花辐射对称,具蜜腺,花瓣呈粉色,具
花香,柱头有疣状突起等特征,适应虫媒传粉,这表
明蒙古扁桃在进化过程中,适应于干旱、少雨的恶劣
条件,已打破了专性 自交,形成了自交和异交混合的
传粉对策。蒙古扁桃的雌雄蕊同时成熟,但雌雄蕊
存在空间隔离,短花丝植株柱头高于雄蕊,适应异花
传粉,中花丝植株外轮花丝高于柱头,内轮花丝低于
柱头 ,这表明此类型植株 即可进行 自花授粉又可异
花授粉,长花丝植株花丝均高于柱头,但柱头发育过
程中具枯萎死亡现象,同时也发现柱头在子房内不
发育,这可能与其避免 自花受粉增强异花授粉的机
会有关,短花丝植株的柱头有弯曲现象,其机制还有
待进一步研究。蒙古扁桃部分花的花丝和花柱由白
色变成粉色,增大了花朵对传粉者的吸引力,可能是
适应异花传粉的一种对策。由于蒙古扁桃的花粉存
在败育,最高活力只达 60 9/6,低于四合木、沙冬青、
刺五茄等植物的花粉活力,因而影响了蒙古扁桃的
结籽率。
蒙古扁桃开花量很大,但结实率很低,2005年 4
月对蒙古扁桃种群的开花情况进行调查,发现该年
度鹿沟种群的蒙古扁桃开花比率约为 80 9/6,冠幅为
1.8 ITI×1.7 ITI的植株开花量约为 12 400朵,但自
(下转第 166页 Continue on page 166)
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(上接第 169页 Continue from page 169)
然结实率仅为21.5 ,因此,蒙古扁桃有花多果少
的种子和果实形成格局,这种现象可能与蒙古扁桃
生殖成功有关,Holtsford(1985)认为不结实的花具
有潜在的生殖功能。Guitian(1993)在对李属 植物
马哈利酸樱 桃 (P.rnahale)的研 究,方 海涛 等
(2004b)在对沙冬青花生物学特性的研究都支持了
上述观点。
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