藍(lán)花丹結(jié)實(shí)率低的傳粉生物學(xué)和繁育系統(tǒng)初探

吳佩紋，高素萍，張　碩，趙志惠

( 1．四川農(nóng)業(yè)大學(xué)風(fēng)景園林學(xué)院，成都611130; 2．四川農(nóng)業(yè)大學(xué)園林研究所，成都611130 )

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藍(lán)花丹結(jié)實(shí)率低的傳粉生物學(xué)和繁育系統(tǒng)初探

吳佩紋1，高素萍2*，張碩1，趙志惠1

( 1．四川農(nóng)業(yè)大學(xué)風(fēng)景園林學(xué)院，成都611130; 2．四川農(nóng)業(yè)大學(xué)園林研究所，成都611130 )

摘要:為解釋藍(lán)花丹自然結(jié)實(shí)率低的原因，該研究從傳粉生物學(xué)和繁育系統(tǒng)入手，采用TTC法與聯(lián)苯胺－過(guò)氧化氫法分別測(cè)定花粉活力和柱頭可授性的動(dòng)態(tài)變化;用花粉－胚珠比( P/O比)、雜交指數(shù)( OCI)估算藍(lán)花丹繁育系統(tǒng)類(lèi)型并通過(guò)人工控制授粉試驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果表明: ( 1)藍(lán)花丹L型雌器官與S型雄器官、L型雄器官與L型雌器官成熟時(shí)間重疊區(qū)域較多，雌雄性器官在成熟時(shí)間上無(wú)顯著差異;而S型雌器官與L型雄器官、S型雌器官與S型雄器官成熟時(shí)間重疊區(qū)域較少，但藍(lán)花丹持續(xù)開(kāi)花的模式緩解了雌雄性器官時(shí)間差異而引起的生殖隔離。( 2)藍(lán)花丹L型花P/O為502．00±52．30，S型花P/O為482．70±87．91，OCI為4，綜合判斷藍(lán)花丹的繁育系統(tǒng)屬于專(zhuān)性異交型且具有異型自交不親和的特性。綜上可初步解釋藍(lán)花丹自然結(jié)實(shí)率低的原因?yàn)閮?nèi)外因素共同作用的結(jié)果，其中雌雄性器官同熟時(shí)間短不是主要原因，而其本身較強(qiáng)的自交不親和性可能是自然結(jié)實(shí)率低下的關(guān)鍵性?xún)?nèi)因。由于藍(lán)花丹的專(zhuān)性異交繁育系統(tǒng)使其成功授粉需要傳粉媒介，但因引種地與原產(chǎn)地環(huán)境存在顯著差異，同時(shí)開(kāi)花模式不集中導(dǎo)致的缺乏傳粉者完成異花授粉或許是引起異交成功率降低的主要外因。因此，提高藍(lán)花丹的結(jié)實(shí)率應(yīng)從克服其自身自交不親和性以及適當(dāng)引入安全傳媒昆蟲(chóng)入手。

關(guān)鍵詞:藍(lán)花丹，繁育系統(tǒng)，傳粉生物學(xué)，結(jié)實(shí)率，自交不親和

吳佩紋，高素萍，張碩，等．藍(lán)花丹結(jié)實(shí)率低的傳粉生物學(xué)和繁育系統(tǒng)初探［J］．廣西植物，2016，36( 1) : 107－113

WU PW，GAO SP，ZHANG S，et al．Pollination biology and the breeding system of Plumbago auriculata low seed-set ratio［J］．Guihaia，2016，36( 1) :107－113

異型花柱現(xiàn)象長(zhǎng)久以來(lái)受到植物學(xué)家的關(guān)注，包含了二型花柱和三型花柱兩種類(lèi)型，其中二型花柱更為普遍，為最常見(jiàn)的一種雌雄蕊異位( Barrett et al，2000;陳明林等，2010)。異型花柱植物的自交不親和性被認(rèn)定為該類(lèi)型植物的基本特征( Meeus et al，2011; Klein et al，2009)，但也有研究顯示其具有自交親和性( Eckert et al，1994)。因異型花柱植物的型內(nèi)親和與否和其自然結(jié)實(shí)率關(guān)系密切，故有必要對(duì)植物繁育系統(tǒng)中的自交不親和程度及交配系統(tǒng)作進(jìn)一步研究(張仁波等，2006)。

藍(lán)花丹( Plumbago auriculata)為多年生常綠灌木，因富含大量的白花丹素具有較高藥用價(jià)值，且花朵顏色獨(dú)特，開(kāi)花周期長(zhǎng)，被視為園林景觀材料中的新寵。已有學(xué)者(張碩等，2014)對(duì)藍(lán)花丹的花部形態(tài)特征進(jìn)行了測(cè)定，確定其屬于二型花柱植物，有長(zhǎng)短花柱之分(分別記為L(zhǎng)型和S型)，初步判定其具有自交不親和特性?；ú啃螒B(tài)有著典型的二態(tài)性，在花筒口直徑，花筒長(zhǎng)度，雌蕊高度，雄蕊高度等方面差異極顯著，這些特征是藍(lán)花丹對(duì)型間互補(bǔ)式雌雄異位的進(jìn)化適應(yīng)策略(張碩等，2014)。目前，藍(lán)花丹自然結(jié)實(shí)率低致使該資源短缺，成為阻礙藍(lán)花丹推廣應(yīng)用的瓶頸問(wèn)題。植物結(jié)實(shí)與傳粉有著密切聯(lián)系，傳粉是種子植物繁殖的必經(jīng)階段(何璐等，2010)。花粉的運(yùn)動(dòng)在較大水平上限制了植物個(gè)體間的基因流和群體交配方式(黃雙全等，2000)。通常成功的傳粉需要滿(mǎn)足四個(gè)條件: ( 1)花粉和花柱都處于成熟狀態(tài); ( 2)成熟且有活性的花粉散出; ( 3)擁有足夠的傳粉媒介及適宜的訪花頻率保證花粉在柱頭的滯落率; ( 4)柱頭和花粉之間能成功地相互識(shí)別(陳家寬等，1994)?，F(xiàn)階段國(guó)內(nèi)外關(guān)于藍(lán)花丹以及所在科屬的研究主要集中于觀賞特性，生物學(xué)特性、藥用成分的分析以及組織培養(yǎng)上( Gangopadhyay et al，2008; Iyyakkannu et al，2009; Seiichi et al，2012)，F(xiàn)errero et al( 2009)初步研究了藍(lán)花丹的傳粉特征，但并未從傳粉生物學(xué)的角度結(jié)合其對(duì)結(jié)實(shí)率的影響進(jìn)行深入探討，關(guān)于其繁育系統(tǒng)的研究也未見(jiàn)報(bào)道。因此，藍(lán)花丹是否具有典型的自交不親和系統(tǒng)，其傳粉特征與繁育系統(tǒng)是否與自然結(jié)實(shí)率低有密切的關(guān)系都值得開(kāi)展深刻的探索。

本實(shí)驗(yàn)通過(guò)對(duì)藍(lán)花丹花粉生活力、柱頭可授性、繁育系統(tǒng)及其親和特性的觀察，試圖探索藍(lán)花丹自然結(jié)實(shí)率低的主要原因，為擴(kuò)大該物種資源、促進(jìn)其應(yīng)用給予理論指導(dǎo)和奠定應(yīng)用基礎(chǔ)。

1　材料與方法

1．1材料

為藍(lán)花丹5年生實(shí)生苗，原產(chǎn)于南非，其柱頭二型分為長(zhǎng)花柱型花( L型)和短花柱型花( S型)，現(xiàn)種植在四川農(nóng)業(yè)大學(xué)成都校區(qū)苗圃?xún)?nèi)。實(shí)生苗種子購(gòu)至泛美，播種以來(lái)長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)健。

1．2方法

1．2．1花粉活力的測(cè)定用TTC法(張志良，2003)進(jìn)行花粉活力的測(cè)定。把長(zhǎng)短柱花型( L型和S型)各10朵進(jìn)行隨機(jī)套袋標(biāo)記，以藍(lán)花丹第1枚花瓣伸展初始記為0 h，分別于0、2、4、6、8、24、36、48、72 h時(shí)用解剖針將花粉挑出，置于潔凈凹槽載玻片的凹槽內(nèi)，滴入1～2滴0．5%的TTC( 2，3，5-氯化三苯基四氮唑)溶液，使用鑷子把花粉攪拌均勻，于35℃的環(huán)境條件下放置15 min，最后于顯微鏡下觀測(cè)花粉被染色的情況(趙興華，2009)。判斷活力的標(biāo)準(zhǔn):染上深紅色被認(rèn)為是活性很強(qiáng)的花粉，略淺的紅色表示活性相對(duì)低的花粉，未被染上色則表明花粉不存在活性。每張片隨機(jī)選擇3個(gè)視野，統(tǒng)計(jì)染色花粉數(shù)，計(jì)算花粉染色率，最后取其平均值為藍(lán)花丹花粉活力百分比，重復(fù)3次。花粉活力( %) =染紅花粉數(shù)(粒) /花粉總數(shù)(粒)×100%(朱慧等，2009) 1．2．2柱頭可授性的檢測(cè)柱頭可授性用聯(lián)苯胺-過(guò)氧化氫法(劉林德等，2001)檢測(cè)。隨機(jī)套袋標(biāo)記L型花和S型花各10朵，分別于花朵開(kāi)放后0、2、4、6、8、24、36、48、72 h取下花柱，置于含有1～2滴聯(lián)苯胺-過(guò)氧化氫反應(yīng)液( 1%聯(lián)苯胺∶3%過(guò)氧化氫∶水= 4∶11∶22，體積比)的凹槽載玻片內(nèi)。若花柱具有活性，花柱周邊的溶液出現(xiàn)藍(lán)色，同時(shí)生成較多氣泡，相反，沒(méi)有氣泡生成，并且溶液不會(huì)變化為藍(lán)色的花柱不具備可授能力。

1．2．3花粉-胚珠比( P/O)的測(cè)定按Cruden( 1977)的方法對(duì)花粉-胚珠比( P/O)進(jìn)行測(cè)定。把未開(kāi)裂的長(zhǎng)、短柱型花各10朵進(jìn)行隨機(jī)采集花藥，從每一朵花上獲取全部花藥，加入1．0 mol·L-1HC1溶液去除花藥壁，配成0．5 mL懸浮液(丙三醇∶冰醋酸=1∶3) (徐榮等，2011)。使用微量移液槍移取10 μL至血球計(jì)數(shù)板，在顯微鏡下觀察花粉染色情況并統(tǒng)計(jì)數(shù)量，重復(fù)操作4次后算其平均值，最后換算出每朵花的花粉粒數(shù)(牟勇等，2007)。

取上述實(shí)驗(yàn)中花朵的雌蕊放入含0．5 mL 75%酒精的15 mL離心管中保存。用刀片在顯微鏡下將雌蕊剖開(kāi)，挑出胚珠并統(tǒng)計(jì)數(shù)量。按Cruden( 1977)的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算每朵花的花粉-胚珠比( P/O)，P/O =單花花粉數(shù)/單花胚珠數(shù)(陸婷等，2010)。

1．2．4雜交指數(shù)( OCI)的測(cè)定根據(jù)Dafni( 1993)的標(biāo)準(zhǔn)，OCI由三個(gè)花部特征(單花直徑、花藥開(kāi)裂時(shí)間和柱頭可授性時(shí)間是否一致、花藥和柱頭在空間上的相對(duì)位置關(guān)系)決定，計(jì)算方法如下: ( 1)單花或者花序直徑＜1 mm時(shí)記為0; 1～2 mm時(shí)記為1; 2 ～6 mm時(shí)記為2，＞6 mm時(shí)記為3。( 2)雌雄蕊成熟時(shí)間的順序，兩者同時(shí)成熟或雌蕊先成熟記為0，雄蕊先成熟記為1; ( 3)花藥與柱頭之間的相對(duì)位置，處于相同高度記為0，空間存在分離無(wú)法接觸記為1。以上三者分值相加為OCI值，判斷標(biāo)準(zhǔn)如下:繁育系統(tǒng)在OCI = 0時(shí)為閉花受精型( Cleistogamy) ; OCI= 1時(shí)為專(zhuān)性自交型( Obligate autogamy) ; OCI = 2時(shí)為兼性自交型( Facultative autogamy)，有發(fā)生異交的幾率; OCI= 3時(shí)為兼性異交型( Facultative outcrossing )，可自花授粉，某些品種需媒介傳粉; OCI= 4時(shí)為部分自交親和，多數(shù)品種異交，傳粉依賴(lài)傳粉媒介(楊艷娟等，2012)。

1．2．5人工控制授粉實(shí)驗(yàn)將花藥未開(kāi)裂且即將綻放的藍(lán)花丹花蕾進(jìn)行去雄并標(biāo)記，根據(jù)藍(lán)花丹二型花柱的特征，共進(jìn)行L×L(自然套袋)，S×S(自然套袋)，L×L(人工同型同株授粉)，S×S(人工同型同株授粉)，L×L’(人工同型異株授粉)，S×S’(人工同型異株授粉) ( L’:長(zhǎng)花柱異株，S’:短花柱異株)，不套袋自然傳粉，L×S(人工異型花授粉)，S×L(人工異型花授粉) 10種處理方法，每種處理供試花朵數(shù)30朵，重復(fù)3次，定期觀察每種處理的結(jié)實(shí)情況，計(jì)算結(jié)實(shí)率。結(jié)種率=成熟種子數(shù)/(成熟種子數(shù)+敗育種子數(shù))×100%(費(fèi)世民等，2006)。

2　結(jié)果與分析

2．1藍(lán)花丹花粉活性的測(cè)定結(jié)果

由表1可知，長(zhǎng)、短型花粉活力在72 h觀察期間均出現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。兩型花瓣伸展時(shí)的花粉生活力L型大于S型，前者為45．5%，后者28．02%。隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，其生活力呈上升趨勢(shì)，但兩者達(dá)峰值時(shí)間不同(前者95．76%，花瓣伸展后8 h;后者94．67%，6 h)，即L型要滯后S型2 h。

L、S型花柱的花粉活力在花瓣伸展初始存在一定差異。初始S型花粉的活力略低于L型花粉生活力;花瓣伸展后6～24 h內(nèi)，兩種類(lèi)型的花粉活力都處于高值階段，且這一時(shí)期是授粉的最佳時(shí)期。24 h后，雖長(zhǎng)花柱花粉活力還保持20%～80%之間，但此時(shí)短花柱花粉的活力已下降明顯，48 h后已低于12%，此時(shí)授粉已難于成功。

2．2藍(lán)花丹柱頭可授性的測(cè)定結(jié)果

由表1可知，藍(lán)花丹L型柱頭在花瓣伸展初始就具有可授性，其可授性隨著時(shí)間先上升再下降，在花瓣伸展后6 h時(shí)達(dá)到最大可授性，一直持續(xù)至24 h，隨后迅速下降，到48 h可授性已十分微弱，直至72 h可授能力完全消失。S型花柱同樣在花瓣伸展初始就具有可授性，在花瓣伸展0～2 h內(nèi)可授性最強(qiáng)，其后迅速下降至6 h時(shí)仍具有較弱可授性，但8 h后完全喪失可授能力。

表1　藍(lán)花丹花粉活性、柱頭可授性一覽表Table 1 Pollen viability and stigma receptivity of Plumbago auriculata

圖1　藍(lán)花丹長(zhǎng)、短花柱花粉活力期及柱頭可授期Fig．1 Long and short style pollen viability period and stigma receptivity period of Plumbago auriculata

盡管藍(lán)花丹兩型花粉在花瓣展開(kāi)后0 h就有較強(qiáng)的可授性，對(duì)花柱和花粉活力的關(guān)注仍集中在散粉以后。根據(jù)觀察，L型材料在花瓣展開(kāi)后5 h左右開(kāi)始散粉，S型材料在4 h左右開(kāi)始散粉。由圖1可知，由于散粉后，兩型柱頭上會(huì)同時(shí)落滯兩型花粉，因此，花柱與花粉活力的比較分為四種情況。( 1) L柱頭與S花粉活力的比較: S型散粉之后，L型柱頭和S型花粉有44 h均具備可授能力; ( 2) S柱頭與S花粉活力的比較: S型散粉之后，S型柱頭和S型花粉僅有2 h均具備可授能力; ( 3) S柱頭與L花粉活力的比較:當(dāng)L型散粉之后，S型花柱與L型花粉僅有1 h均具備可授能力; ( 4) L柱頭與L花粉活力的比較:當(dāng)L型散粉之后，L型花柱與L型花粉有43 h均具備可授能力。

2．3花粉-胚珠比( P/O)的測(cè)定結(jié)果

由表2可知，藍(lán)花丹L型花平均單花花粉粒為( 502．00±52．30)粒，單花胚珠數(shù)為1，因此可得花粉-胚珠比( P/O)為502．00±52．30; S型花平均單花花粉粒為( 482．70±87．91)粒，單花胚珠數(shù)為1，得其花粉-胚珠比( P/O)為482．70±87．91，按照標(biāo)準(zhǔn)，可判斷藍(lán)花丹屬兼性異交類(lèi)型。

表2　藍(lán)花丹花粉胚珠比測(cè)定結(jié)果Table 2 Pollen/ovule ratio of Plumbago auriculata

2．4雜交指數(shù)( OCI)的測(cè)定結(jié)果

按照Dafni( 1993)的方法對(duì)藍(lán)花丹進(jìn)行雜交指數(shù)的測(cè)量。藍(lán)花丹花冠直徑約為26 mm，計(jì)為3;雌蕊先于雄蕊成熟，計(jì)為0;雌蕊明顯高于或者低于雄蕊，計(jì)為1，統(tǒng)計(jì)得出藍(lán)花丹的雜交指數(shù)( OCI)為4，其繁育系統(tǒng)為異交型。這樣的結(jié)果與用P/O值測(cè)定出的繁育系統(tǒng)類(lèi)型存在一定差異。

2．5人工控制授粉實(shí)驗(yàn)

通過(guò)表3所示的結(jié)果可知，在不去雄自然套袋、人工同型同株自交、人工同型異株自交的處理下，藍(lán)花丹的長(zhǎng)花柱型花和短花柱型花結(jié)實(shí)率都為0;不套袋的自然傳粉處理結(jié)果顯示:長(zhǎng)花柱花的自然結(jié)實(shí)率為( 3．33±2．72) %，短花柱花的自然結(jié)實(shí)率為( 10．00±4．73) %。而人工輔助異型花雜交的處理中，結(jié)實(shí)率則分別高達(dá)( 90．00±4．71) %( S×L)和( 83．33±2．74) %( L×S)。此結(jié)果表明:藍(lán)花丹具有自交不親和性;人工輔助異花雜交能極大程度上提高該植物的結(jié)實(shí)率。

3　討論

根據(jù)成功授粉并產(chǎn)生種子的四個(gè)條件，本研究從3個(gè)層面得出的結(jié)果，在一定程度上對(duì)自然條件下藍(lán)花丹種子結(jié)實(shí)量低的原因給予了解釋。

首先，在性成熟的時(shí)間上，本研究表明藍(lán)花丹L型雌器官與S型雄器官、L型雄器官與L型雌器官成熟時(shí)間重疊區(qū)域較多，雌雄性器官在成熟時(shí)間上沒(méi)有顯著的差異;而S型雌器官與L型雄器官、S型雌器官與S型雄器官成熟時(shí)間重疊區(qū)域較少，存在一定的生殖隔離。趙志惠( 2012)研究表明藍(lán)花丹群體的整個(gè)開(kāi)花持續(xù)期為130 d，個(gè)體水平振幅為5，開(kāi)花同步指數(shù)為0．98，呈現(xiàn)一種大量、分散的開(kāi)放模式。開(kāi)花不同步性使得整個(gè)花期植株周?chē)傆挟愋偷某墒旎ㄖ蚧ㄋ?，從而保證花期各個(gè)時(shí)間段都有充足的花粉供給柱頭，在一定程度上緩解了雌雄器官成熟時(shí)間上差異帶來(lái)的生殖隔離。因此，藍(lán)花丹S型雌器官與L型雄器官、S型雌器官與S型雄器官成熟重疊時(shí)間短不會(huì)影響結(jié)實(shí)率。

表3　藍(lán)花丹人工輔助授粉的測(cè)定結(jié)果Table 3 Determination results of artificial pollination experiment on Plumbago auriculata

其次，傳粉者作為花粉到柱頭的媒介，其到訪頻率和傳粉的有效性顯著影響到植物的生殖成功。本研究結(jié)果顯示，在一致的環(huán)境下，人工型間授粉后的結(jié)實(shí)率遠(yuǎn)高于自然傳粉后的結(jié)實(shí)率，這說(shuō)明自然條件下，藍(lán)花丹存在花粉限制。通常情況，藍(lán)花丹昆蟲(chóng)到訪率很低，F(xiàn)errero et al( 2009)研究表明長(zhǎng)喙虻( Philoliche aethiopica)是藍(lán)花丹的重要花粉傳播者，達(dá)摩蝴蝶( Papilio demodocus)為偶然到訪者，且這類(lèi)傳粉者傳粉效率不高，由于藍(lán)花丹的原產(chǎn)地為南非，大多在中國(guó)被引種到華南、華東、西南等地為綠化樹(shù)種，其地理位置和氣候狀況與原產(chǎn)地相比具有一定差異。陸寶麟等( 2003)研究表明長(zhǎng)喙虻在中國(guó)主要分布于西藏，因此推測(cè)出藍(lán)花丹的花粉限制是因?yàn)閭鞣勖浇榈娜狈?。同時(shí)由于藍(lán)花丹開(kāi)花模式具有不集中，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，日均開(kāi)花量少的特點(diǎn)，與同期的其他物種相比，開(kāi)花時(shí)對(duì)傳粉者沒(méi)有足夠的吸引力，也使得傳粉者訪問(wèn)頻率低，導(dǎo)致花粉落滯率低。由此推測(cè)缺乏合適的傳粉者及適宜的訪花頻率使得自然條件下藍(lán)花丹缺乏植株間的花粉交流，這是藍(lán)花丹自然結(jié)實(shí)率低的重要原因之一。

花粉成功到達(dá)柱頭后，柱頭與花粉是否親和成為限制植物結(jié)實(shí)的關(guān)鍵。植物繁育系統(tǒng)的測(cè)定中常用到P/O、OCI測(cè)定和人工控制授粉(何平，2005;周紅軍等，2003;張仁波等，2006;何亞平等，2003;賴(lài)家業(yè)等，2008;張文標(biāo)等，2009，秦墾等，2009)。本研究中，P/O結(jié)果顯示藍(lán)花丹為兼性異交，而OCI及人工控制授粉結(jié)果顯示其為專(zhuān)性異交。OCI檢測(cè)是從植物形態(tài)適應(yīng)蟲(chóng)媒傳粉出發(fā)，相對(duì)于P/O正確性更高(張健等，2009)。因此兩者結(jié)果出現(xiàn)差異時(shí)，通常取OCI值作為最后判定植物繁育系統(tǒng)的依據(jù)。人工控制授粉試驗(yàn)則排除了環(huán)境因素和授粉過(guò)程的差異，直接關(guān)注花柱和花粉的識(shí)別對(duì)結(jié)實(shí)率的影響，為三種方法中最為有效的檢測(cè)方式。本研究綜合三種測(cè)定的方法結(jié)果，判定藍(lán)花丹為專(zhuān)性異交。

人工控制授粉中，長(zhǎng)花柱型花和短花柱型花，不論自然套袋、人工同型同株自交、人工同型異株自交均不會(huì)結(jié)實(shí)。而型間人工授粉后結(jié)實(shí)率高達(dá)( 83．33 ±2．74) %和( 90．00±4．71) %。型間和型內(nèi)結(jié)實(shí)率的巨大懸殊說(shuō)明自交不親和性在藍(lán)花丹的生殖上起著決定性作用。一般認(rèn)為，在二型花柱植物中，型間的交配是合法的，而型內(nèi)交配則表現(xiàn)出不親和性，如安徽羽葉報(bào)春等異型花授粉的結(jié)籽數(shù)均明顯高于自花授粉和同型異花授粉結(jié)籽數(shù)(邵劍文等，2011)。艷麗耳草長(zhǎng)/短花柱型花型間異交花粉管生長(zhǎng)形態(tài)正常，而長(zhǎng)/短花柱型花在自交及型內(nèi)自交下均表現(xiàn)為不親和(劉欣欣等，2012)。作為專(zhuān)性異交植物，因?yàn)閺?qiáng)烈的自交不親和特性而在自然條件下對(duì)花粉有著甄別作用，要想授粉成功要求藍(lán)花丹種群有合適的型比，以及型間保持適宜的距離便于生殖。在缺乏某一型的種群中或種群中型間距離過(guò)長(zhǎng)時(shí)，就會(huì)因?yàn)樽越徊挥H和特性而導(dǎo)致較低的自然結(jié)實(shí)率。白花丹屬的紫花丹也有相似現(xiàn)象(吳征鎰，2004)。

綜上所述，傳粉者的缺乏和自交不親和的特性共同影響藍(lán)花丹的自然結(jié)實(shí)率。其中，雌雄性器官成熟期相遇時(shí)間短不是主要原因;缺乏有效的傳粉者可能是重要的外因，而較強(qiáng)的自交不親和性則有可能是其結(jié)實(shí)率低下的關(guān)鍵性?xún)?nèi)因。因此提高外來(lái)優(yōu)良物種藍(lán)花丹的結(jié)實(shí)率，要從引入安全的傳粉昆蟲(chóng)和克服自交不親和性入手。

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Pollination biology and the breeding system of Plumbago auriculata low seed-setratio

WU Pei-Wen1，GAO Su-Ping2*，ZHANG Shuo1，ZHAO Zhi-Hui1

( 1．College of Landscape Architecture，Sichuan Agricultural Uniersity，Chengdu 611130，China; 2．Landscape Research Institute of Sichuan Agricultural University，Chengdu 611130，China )

Abstract:In order to explain the main reasons for the low natural seed-set ratio of Plumbago auriculata，which can contribute to the large-scale production of P．a(chǎn)uriculata and also help to get rid of the situation that the seeds over-rely on the import from abroad at the same time．We attempted to measured the dynamic changes of the pollen viability by the method of TTC and the stigma receptivity and the method of Benzidine-H2O2in two ways，which respectively focused more on the pollination biology and the breeding system．And we also estimated the type of the breeding system pollenovule ratio ( P/O)，and verified the out-crossing index ( OCI) by the pollination experiments．The results of the experiment were as follows: ( 1) About P．a(chǎn)uriculata，the maturity time of the L-type female organs and the S-type male organs，and also that of the L-type female organs and the L-type male organs overlaped a lot，there was no obvious difference in the maturity time between the female and the male organs．On the other hand，the maturity time of the S-type female organs and the L-type male organs，and also that of the S-type female organs and the S-type male organs overlapedbook=108,ebook=113a little，but the continuous blossoming pattern of P．a(chǎn)uriculata reduced reproductive isolation caused by the different maturity time of the male and the female sexual organs．( 2) The P/O of L-type was 502±52．30，the P/O of S-type 482．7± 87．91，both the out-crossing index of the L-type and that of the S-type are 4．The result of the manual-controlled pollination experiments suggested that the breeding system of P．a(chǎn)uriculata was obligate outcrossing and it had the feature of the heteromorphic incompatibility．To sum up，the reasons for the low natural seed-set ratio of P．a(chǎn)uriculata were the combination of both internal and external factors．Among these factors，the short same maturity time of the male and the female sexual organs was not the main reason，while the strong self-incompatibility of P．a(chǎn)uriculata itself might be the key internal factor to lead to the low natural seed-set ratio．Due to the breeding system of the obligate outcrossing，it was quite necessary for P．a(chǎn)uriculata to had the pollination medium to lead to the successful pollination．However，the introduction environment and the original environment were distinctly different，in addition，the mode of the scattered blooming led to the cross-pollinator，which might be the key external factor of low success rate of outcrossing．In a conclusion，the improvement of the natural seed-set ratio of P．a(chǎn)uriculata should mainly focus on overcoming the incompatibility of P．a(chǎn)uriculata itself，and also properly bringing in some insects as the safe medium．This would provide the theoretical guidance and the application foundation for the expansion of this kind of species resource and also the acceleration of the promotion and the application．

Key words:Plumbago auriculata，breeding system，pollination biology，seed-set ratio，self-incompatibility

*通訊作者:高素萍，博士，教授，主要從事觀賞植物生理生態(tài)研究，( E-mail) supingg@ hotmail．com。

作者簡(jiǎn)介:吳佩紋( 1991-)女，四川廣安人，在讀碩士生，主要從事藍(lán)花丹繁殖研究，( E-mail) : 76794231@ qq．com。

基金項(xiàng)目:四川省科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目( 2012FZ0083)［Supported by Science and Technology Support Program of Sichuan( 2012FZ0083)］。

收稿日期:2014-09-29修回日期: 2014-12-27

DOI:10．11931/guihaia．gxzw201409056

中圖分類(lèi)號(hào):Q945．5

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):1000-3142( 2016) 01-0107-07