关键词:
风毛菊属
繁殖分配
染色体
性分配
禾叶风毛菊
青藏高原东缘
生物学研究
植物生态
摘要:
青藏高原高寒草甸是一个独特的生态系统,其特殊的地理区域和气候条件,孕育了许多种独特的植物类群。风毛菊属植物主要分布于横断山至青藏高原及其边缘地区,为高寒草甸重要组成植物,本项目以分布在青藏高原东缘(甘肃)的风毛菊属植物为材料,从形态学水平(对植物体各器官的描述和测量),器官水平(叶的形态解剖特征,花粉的电镜扫描,种子表皮纹饰等)、细胞水平(染色体数目观察、核型分析)、生态学研究并结合区系地理分析对青藏高原东缘风毛菊属植物进行较为系统全面的研究,以期对风毛菊属植物系统演化、属内分类单位的系统位置和生态适应机制等方面的研究提供理论依据,其结果不但对解决风毛菊属植物系统演化、属内分类单位系统位置和生态适应机制具有重要意义,而且,对资源植物的利用方面亦具有十分重要意义。主要结论如下:
1.本地区风毛菊属植物共有36种,隶属于4个亚属,占全国总种数的13.64%,占甘肃总种数的62.07%,多样性程度高。
2.本研究区风毛菊属植物有三个分布的丰富区,分别位于33.8°N、102°E; 34.3°N、103°E和35°N、103°E附近。
3.青藏高原东缘风毛菊属植物可划为4个分布型和1个变型,区系成分以温带成分为主,同时,甘肃特有种和中国特有种比例较高。
4.推测中亚至喜马拉雅一带为风毛菊属植物的起源中心。
5.风毛菊属植物的气孔类型为无规则型,表皮细胞的形状为多边形或不规则形,垂周壁为平直、弓形或波状弯曲,下表皮气孔的长宽比大约在1.10-1.54之间,气孔密度在61.35 -410.43mm-2之间,气孔指数在11-30%之间。
6. 25种风毛菊属植物中只有星状雪兔子为等面叶且无表皮毛,其余24种植物均为异面叶且都有表皮毛;表皮细胞单层,角质层厚;叶肉的栅栏组织和海绵组织中普遍形成发达的通气组织。这表明了25种植物的叶片既具有中生植物又兼有旱生和湿生植物的部分结构特征,这些现象说明了这些特征是这些植物对高寒地区低氧、低温、强辐射等自然条件长期适应的结果。
7.叶表皮气孔的长宽比,气孔指数,气孔密度,叶表皮形状,垂周壁式样,叶栅栏组织层数,叶缘的形状,叶片类型,表皮毛等这些特征在种间存在着差异,同时在有些种之间又有相似性;因此,这些特征即可以作为区分种的证据,又是研究风毛菊属植物系统演化的性状指标。
8.花粉近球形或长球形,极面观三裂圆形,三孔沟,外壁表面具刺状突起,刺间纹饰可分为四种类型穴状、颗粒状、网状-颗粒状和网状。花粉形态没有大的差异,但刺间表面纹饰、萌发沟的宽窄、刺的大小、分布密度和花粉大小在种间有着一定的差异,可以做为种的分类依据。
9.风毛菊属中,果皮纹饰类型为:条纹型,有隔条纹型,网纹和负网纹型四种;果实表皮显微特征在同组内的种间表现出较大相似性和在不同亚属间存在一定差异性。说明果实表面显微特征可以作为划分亚属和组的分类学特征,它们在系统分类上有着重要的意义。
10.利用花粉和果实的性状所作的聚类分析表明,所研究风毛菊属植物(除星状风毛菊外)大致划分为明显的4个类群,所包含的种分别隶属于风毛菊属的四亚属:雪兔子亚属、雪莲亚属、附片亚属和风毛菊亚属,与传统分类相一致,但各类群所含种类差别很大,各物种的系统位置有待进一步研究。
11. 25种风毛菊属植物的染色体数目极为丰富,共有6种类型,分别是2n=24、26、28、30、32和34,核型类型也较为丰富,共有4种类型,它们是2A、3A、2B和3B,染色体长度变异范围(1.63:1-2.96:1)和核型不对称系数均较大,显示了该属植物丰富的遗传多样性,表明了风毛菊属是一个起源较早且内部分化剧烈的属。
12. 25种风毛菊属植物中均末发现随体,与前人的研究结果一致。同时,我们首次首次在禾叶风毛菊中发现一对B染色体。
13.风毛菊属植物对雌性投入、雄性投入和吸引结构(花瓣)的投入都随着植物个体大小增加而增加;
14.随海拔的升高,18个种的小花重量并没有表现出一致的规律性,存在着种间差异;风毛菊属植物个体大小随着海拔的增高而减小;随着海拔的升高风毛菊属植物的种子并没有一致的增加或减小,与以往结果不一致。
15.风毛菊属植物表现出大小依赖的性分配,大个体表现出偏雌的性分配,小个体表现为偏雄的性分配。与以往结论一致。
16.植物体越大,繁殖投入越大,而其相对的繁殖分配越小。繁殖体内部也存在资源分配间的权衡,即资源分配在种子的数量和质量间存在权衡关系。
17.种内花部特征和地上生物量并不随海拔的改变而改变,它们在种内是相对稳定的。
18.当个体大小的因素被排除后,海拔对花柱分枝的长度和花粉的数目有着重要的