第27卷 第6期 植 物 研 究2007年 11月V o.l 27 N o .6 BULLET I N OF BOTAN ICAL RESEARCH N ov ., 2007基金项目:山西省自然基金项目(20031096)第一作者简介:魏学智(1956)),男,教授,从事植物学的教学和研究工作。
收稿日期:2006-11-21国家二级保护植物翅果油树传粉生物学的初步研究魏学智 刘亚娟 郭小虎 梁建东 时利新 巩江桥(山西师范大学生命科学学院,临汾 041004)摘 要 对翅果油树进行了传粉生物学的野外观察和实验表明:(1)翅果油树的花具有自花传粉的结构特征,同时具有蜜腺,又具备异花传粉的特征。
传粉者主要是一种家养的蜜蜂。
(2)翅果油树花形态结构与传粉者的形态和传粉行为非常协调和适应,昆虫的传粉部位主要是头前部和胸部。
(3)蜜腺的产蜜量大,开花后1~2天蜜腺分泌量最大。
对传粉昆虫竞争中具明显优势。
昆虫的访花频率明显高于同花期的其他植物。
(4)翅果油树没有融合生殖现象。
关键词 翅果油树;传粉生物学The Pri m ary Study on Polli nati on B iol ogy of aProtective P lant ,E l aeagnusM ollis D ielsWE I Xue -Zh i L I U Ya -Juan GUO X iao -H u LI A NG Jian -Dong SH I L-i X i n GONG Jiang -Q iao(Schoo l of life sc i ence Shanx i N or m a l ,L i nfen 041004)Abstract Fie l d and experi m ental observations on po lli n ati o n i n E laeagnus M ollis D iels sho w ed that :(1)E l a eagnusM ollis D ie ls can go sel-f and cross -po llinati o n .The effective po llinato rs w ere native cap -ti v e bees in t h e species .(2)The flora lm orpholog ical characteristics o f E laeagnus M ollis D iels are har -m on ied w ith the po lli n ator .sm o r pholog ical structure and po llinati o n behav ior .The po lli n ators use the irheads and thoraxes to transfer po llens .(3)E laeagnusM ollis D iels has floral nectar y structure and secre -ti n g nectar y ie l d reaches the peak 1~2d after its bloo m i n g .Because o f a m ple nectar yie l d it has obv i o us advan tage in attracti n g the po llinators ,and t h e v isiti n g frequency o f flora l v isitors on E laeagnus m ollis D iels w as re m ar kably h i g her t h an other plants at sa m e flo w ering ti m e .(4)There is no apo m i x es i n E lae -agnusM ollis D i e ls .Key w ords E laeagnusM ollis D iels ;po lli n ati o n bio l o gy 翅果油树(E laeagnus M ollis D i e ls)隶属胡颓子科胡颓子属,是国务院1999年首批公布的我国特有的国家二级保护植物。
主要分布于山西南部翼城县、乡宁县的低山石质山区。
陕西秦岭仅在户县崂峪沟剩有10余株成年树[1]。
翅果油树分布区域狭窄,植株开花多,但结果率低[1]。
文本旨在通过对翅果油树花的结构、传粉昆虫的种类、传粉过程、传粉昆虫的访花频率的观察与研究,以及翅果油树蜜液分泌量的测定,并通过对未开的花人工去雄、人工自花授粉、人工异花授粉后套袋等实验,初步探讨翅果油树传粉生物学的特性及其与濒危状态的关系。
1 研究地点与方法1.1 研究地点观察和实验地点设在山西翼城县甘泉林场。
时间为2002年4月至2005年5月。
1.2花蜜分泌量的观测对花蜜分泌量的测量在刘林德的基础上做了改进,用QYQ-5L L移液器测蜜腺分泌量。
选择16朵即将开放的花朵,用纱网套袋,防止昆虫采食蜜液。
花开放后每天上午9点、下午5点用取液器(QYQ-5L L)测每日花蜜腺的分泌量。
1.3访花者的习性及访花频率的观察对昆虫习性的观察采用了王红[2,3]的方法。
传粉昆虫的习性和取食行为直接观察。
选择5个地块的5簇花,开花后连续观察访花者的种类、访花行为、访花频率。
每天从早晨6点到下午6点,进行12个小时的观察。
同时观测记录访花者对同一地域、同一花期的同属植物伞花胡颓子(E lae-angnus um bellata Thum b)和蔷薇科黄刺玫(R osa xan t h i n a Lindl)的访花频率并进行比较。
采集访花者的标本,鉴定到科或属。
1.4传粉效果的检测对传粉效果的观察检测采用刘林德[4]的方法用结实率表示,共设定了5种不同的条件进行套袋实验,已开放的花、未开放的花、未开放人工去雄、未开放人工自花授粉、未开放人工异花授粉,每种条件选5簇花进行套袋。
5月22日去袋检测结实数计算结实率,检测传粉效果。
2观察结果与分析2.1花的结构翅果油树花两性,淡黄绿色,1~3朵簇生于新生枝基部的叶腋,花梗长3~4mm,花萼筒状,顶端四裂,少数五裂,裂片近三角形,翅果油树花萼筒明显分为上下两部分,上萼筒膨大直径5~8mm,下萼筒缢缩,包裹着子房;无花瓣;雄蕊常4枚,稀5枚着生花萼筒的喉部,花丝极短;子房上位,纺锤形,花柱细长,柱头扁平,膨大,弯曲并偏于一侧。
花药间距2~3mm,雌蕊柱头偏向于其中一个花药,距开裂的花药1~2mm,甚至接触到花药,柱头上可见到黏附的花粉粒,所以翅果油树不借助其他媒介,仅凭花自身的结构特点也可以完成自花传粉过程。
在观察实验中发现有些花生殖构件发育不完全。
一是有的花雌蕊发育不完全,没有柱头,导致雌蕊败育,不能结实;二是有些花雄蕊发育不完全,没有花粉。
2.2传粉昆虫的种类通过直接观察和对传粉者的鉴定表明,膜翅目Hym enop tera蜜蜂总科Ap oi d ea的一种人工放养的蜜蜂是翅果油树的主要传粉者。
其次,有少量的金龟子。
在电镜下观察到蜜蜂头的前部和胸部均粘有大量翅果油树的花粉,同时也粘有其他植物的花粉。
2.3传粉行为观察表明:蜜蜂取食蜜液时,前足和中足踩在花萼裂片上,后足踩在另一朵花的萼片上,口器伸进花筒内吸食蜜液。
或者前足踩在萼片上,中足和后足踩在相邻的叶片上,口器伸进花筒内吸食蜜液。
或者前足和中足抱住萼片,后足蹬空,双翅高频振动以保持身体平衡,整个头部伸进花筒,头部黏附许多花粉。
观察表明:蜜蜂传粉的部位和姿态有两种,一是头前部顶住花药,把柱头搂在胸中,头部和花药摩擦,从而使头部携带粘附大量花粉;二是头前部顶住柱头取食蜜液,胸部和花药摩擦,从而粘附大量花粉。
当蜜蜂在另一朵花取食花蜜时,变换两种姿态,通过粘有花粉的头前部和胸部,把花粉传到柱头上,完成了异花传粉过程。
2.4传粉者和花结构协同适应性蜜蜂口器(前额和中唇舌)长为516~814mm,平均711mm,头部宽310~410mm,平均316mm。
花萼筒(蜜腺距花萼筒口)长为5~8mm,平均6 mm,花筒口的内径为310~510mm,平均411mm。
花萼筒长度略小于蜜蜂的舌长,花筒内径略大于蜜蜂头部直径。
使得二者在采蜜传粉中非常协调。
在扫描电镜下观察到蜜蜂体表密被羽状毛,所以蜜蜂取食花蜜时,体表粘附着大量的花粉。
蜜蜂口器长与花萼筒长度很接近,蜜蜂头部直径与花萼筒内径很接近,表明花的结构与蜜蜂的形态在传粉过程中具有高度的适应性。
同时蜜蜂体粘附有其他植物的花粉,表明该种蜜蜂传粉的不专一性。
2.5传粉昆虫的访花频率在观察蜜蜂对翅果油树访花频率的同时,也观察了蜜蜂对伞花胡颓子和黄刺玫两种植物的访花频率,见表1。
从表1可见,在相同的天气条件下,蜂类对翅果油树的访花频率要高于对同属伞花胡颓子的访花频率,而且远远高于同一花期黄刺玫的访花频率,说明在同等条件下,翅果油树对传粉昆虫的竞争中处于优势。
这样有利于翅果油树传粉过程,对翅果油树个体间基因的交流和群体的交配方式都起到了积极的作用。
754植物研究27卷表1 三种植物访花者的访花频率(单位:平均访花次数/簇花/小时)T able 1 V isitati on rates of m ai n v isitors i n t hree plants (un it :m ean no .o f v i sit per i nfl o rescence i n an hour)种类Speci es时间T i m e7:00~8:008:00~9:009:00~10:0010:00~11:0011:00~12:0012:00~13:0013:00~14:0014:00~15:0015:00~16:0016:00~17:00合计t otal 翅果油树E l a e agnus M ollis 0.5 4.01.20.71.30.90.73.03.83.116.5伞花胡颓子E laeangnu s um bell a t a1.0 1.31.351.30.150.850.352.73.01.3513.35黄刺玫R osa xan t h ina0.45 1.00.850.60.150.300.40.90.65 5.3翅果油树开花后,不同的天气条件下,访花者的访花频率不相同。
从表2中可以看出,4月28日,天气晴朗,由于上午刮风,七点至十点蜂类活动较少。
十一点后风变小,蜂类活动逐渐频繁。
4月29日,晴转多云,八点至十点微风,蜂类活动频率高。
10:30分风变大,蜂类活动减少。