青藏高原高寒草甸常見毛茛科植物繁殖對策研究.pdf

1、繁殖對策尤其資源分配問題是植物生活史研究的核心，人們對植物資源分配的研究主要集中在(有性)繁殖分配和性分配。前者是植物生活史進化研究的核心，后者研究繁殖資源在雌雄兩性功能間的最優(yōu)分配問題，主要解釋植物繁育系統的多樣性。青藏高原東部高寒草甸特殊的植被類型包含了許多獨特的植物類群。這些植物如何適應青藏高原獨特的環(huán)境條件，表現出什么樣的繁殖對策，為繁殖生態(tài)學家、進化生物學家提供了獨一無二的研究契機。因此，我們選擇在青藏高原東部的高寒草甸，以比

2、較原始的植物類群一毛茛科植物為研究對象，選擇一些常見種探討其繁殖對策，如繁殖分配和性分配問題，試圖揭示這些植物如何適應環(huán)境條件，最后的結果表明： 1)高寒草甸高海拔區(qū)，自交植物(如小花草玉梅A.rivularis和鈍裂銀蓮花A.obtusiloba)的繁殖不受花粉限制，而完全異交植物(毛茛狀金蓮花T. ranunculoides)的繁殖受花粉限制，表明高海拔地區(qū)植物的白花授粉能力可能是一種繁殖保障機制，能夠避免惡劣環(huán)境對植物有性

3、繁殖的不利影響； 2)海拔高度對植物的影響因種而異，不同的物種受影響的繁殖性狀不同，即使同屬親緣種間也存在差異，表明不同物種對相似環(huán)境壓力的適應對策不同：而且，海拔高度對植物的影響在一定程度上依賴于植物個體大小，說明植物通過調整其個體大小與繁殖性狀的關系來適應環(huán)境梯度的變化； 3)植物花期和果期的繁殖分配并不完全隨海拔升高而減小(只有小花草玉梅的果期RA隨海拔升高而減小30％)，與Iwasa和Cohen的預測不完全一致(

4、他們認為繁殖分配隨生長季縮短而減小)。一個可能的原因是我們所研究的高寒草甸的土壤營養(yǎng)更高，可能補償了更短的生長季的影響。植物性分配隨海拔的變化與交配系統有關，自交不親合的毛茛狀金蓮花沒有表現出性分配的改變，而自交親合的小花草玉梅偏雄的性分配，鈍裂銀蓮花對吸引結構更高的分配可能是對高海拔的適應； 4)種群間花展示(花大小)存在顯著的變異，遮蔭環(huán)境中植物的花更小，性分配偏雌，更注重雌性功能的投入，而且花大小的變異并不依賴于植物大小，

5、但是花大小的處理不影響雌、雄適合度，可能不是選擇的直接作用造成的； 5)隨植物大小增加而偏雌的性分配有遺傳基礎，這種遺傳決定的相關關系進一步說明植物可以通過調整個體大小與繁殖性狀的異速關系來適應環(huán)境條件(如海拔)的變化。而且，植物大小與生理性狀(如凈光合速率、葉面積等)表現出顯著的正的遺傳相關：個體越大，資源獲取能力越強，表明個體大小依賴的偏雌的性分配有其生理基礎； 6)花序內從基部一頂部的開花順序，花的性分配偏雄：頂部

6、花的雄蕊數及花粉數更多，心皮數及胚珠數更少，而這種花序內的模式是“結構效應”造成的，但其適應意義仍不清楚； 7)花的性狀(如盔部高，雄蕊重，雄蕊數，雌蕊重，心皮數，花冠重及花粉／胚珠比等)都有極顯著的遺傳變異(如露蕊烏頭花的性狀有較高的廣義遺傳力，0.38-0.6)，種子重、種子數及結籽率也表現出極顯著的遺傳變異，只有單個種子大小沒有表現出顯著的遺傳差異： 8)剔除個體大小不同(表示資源獲取能力不同)的影響后，花的性狀間

7、都表現出極顯著的正的遺傳相關。隨著花的位置變化(從基部-頂部)，性狀間的遺傳相關逐漸降低，明顯受位置效應的影響。而且，花的大小與花的數目之間，種子大小與種子數之間同樣表現出極顯著的遺傳正相關，沒有表現出權衡關系，不支持以往的理論預測； 9)我們的結果不支持性分配理論中“雌雄功能間存在權衡(trade-off”的假設：花期植物對雌、雄蕊間的投入存在正的遺傳相關，這種相關性不依賴于花的位置；而且，去除雄蕊并沒有增加種子產量，反而減少