入侵植物黄顶菊的繁殖生物学特性.doc

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1、入侵植物黄顶菊的繁殖生物学特性　　　黄顶菊[Flaveriabidentis入侵植物黄顶菊的繁殖生物学特性　　　黄顶菊[FlaveriabidentisKuntze]原产于南美洲，在分类上隶属菊科堆心菊族黄顶菊属[1]。刘全儒曾将黄顶菊定名为二齿黄菊[2]，《中国植物志》将它译为“黄顶菊”，并归属为向日葵族[3]。2001年，在南开大学附近路边首次发现黄顶菊，虽然入侵我国的时间较短，但表现出非常强的入侵性，在入侵等级上属于1级，即恶性入侵类[1，4]。目前黄顶菊在河南省的黄河以及沿岸地区的入侵比较严重，已经对该地区造

2、成了一定规模的生态破坏，而且蔓延形势相当严峻。有研究预测，黄顶菊在我国的潜在适生区为南方诸省[5]，而河南省是黄顶菊从北向南蔓延的必经区域和关键区域。如果黄顶菊的蔓延得不到控制，不仅会对入侵地的粮食生产、生物多样性保护和生态环境等均造成严重的危害，也会加剧黄顶菊向南方入侵的速度。 　　菊科植物是我国入侵种类最多的类群之一，多数具有生长发育快，果实数量大且有适宜传播扩散的结构和机制等生物学特性，有些植物还能分泌特殊物质抑制其他植物的生长[6]。对黄色星蓟、窄叶千里光和三叶鬼针草[7-9]等菊科入侵植物的繁殖生物学研究表

3、明，菊科入侵物种呈现出多样化的繁殖类型，如营养繁殖、无融合生殖、自交不亲和、自交亲和以及不完全自交亲和等。与繁殖有关的特征，在外来入侵植物种群建群时将直接影响其归化或入侵是否成功[10]，因此研究入侵物种的繁殖生物学特性对控制种群扩散分布具有重要意义。本研究通过探讨黄顶菊的综合形态学特征及花序开花动态、交配系统类型和访花昆虫等特征，鉴定黄顶菊的交配系统类型并评估其繁殖能力，为科学预测、预防和治理黄顶菊的入侵工作提供更多的理论基础。 　　1材料与方法 　　试验材料 　　黄顶菊种子采集于河南省郑州市金水区东风渠畔的黄顶菊

4、自然种群，来源于不同植株上的成熟种子经过干燥后保存在室温条件下。于2016年4月和2016年4月，随机选取收集的黄顶菊种子，在花盆中萌发，每个花盆保留1株黄顶菊植株，共计30株。栽培的黄顶菊植株置于郑州大学生命科学学院实验楼阳台，进行开放培育。 　　试验方法 　　黄顶菊综合形态学特征及花序开花动态观察 　　待黄顶菊植株进入花期，对形态特征如花序、小花、苞片、瘦果等性状进行观察记录，并对花序、小花、瘦果数目、瘦果质量及总苞片、瘦果长度进行测量。使用NikonSMZ800体视显微镜对黄顶菊瘦果形态进行观察，瘦果的成熟以果

5、体饱满，颜色变为黑褐色为标准。在NikonECLIPSEE200显微镜下观察黄顶菊小花柱头可授区的位置和花粉在柱头上的落置情况，并使用图像处理软件进行拍照保存。 　　黄顶菊花序的开花动态研究参照郝建华等的方法[9，11]并加以修改：以黄顶菊整个聚伞花序为观察单位，以聚伞花序中央头状花序开放为开花的起始阶段，以最外一轮的头状花序开放作为开花期的结束，对黄顶菊从开花到结果期间的形态变化和发育所经历的时间进行观察和记录。 　　人工控制套袋试验 　　在黄顶菊开花前期，在30株植株上各选取一定数量的形态发育一致的花序分别进行3

6、种处理：自然状况的花序作开放处理；检测黄顶菊是否自交亲和，在开花前将整个花序用牛皮纸进行套袋处理；参照Koltunow等的方法[12]将开花前的花序中的所有花药和柱头去除，仅保留部分花柱和子房，进行去雄处理，然后套袋。每个黄顶菊植株上作15组处理，3种处理各重复5次。等瘦果成熟后，观察各处理的单花序的结实现象，并对结实率进行统计分析。 　　花粉胚珠比 　　Cruden认为，花粉胚珠比是植物繁育系统的重要评估指标[13]。从20个黄顶菊植株上随机选取40个花序，用FAA固定液固定。从每个固定过的花序上随机选取10枚花药

7、未开裂的小花，联盟参照郝建华等的方法[9，14]，将所有的花药进行处理并制成压片在NikonECLIPSEE200显微镜下观察，并使用图像处理软件进行拍照保存，统计总花粉量和每枚小花的P/O值。 　　访花昆虫 　　在黄顶菊的开花盛期，对位于郑州市金水区东风渠畔的黄顶菊自然种群和盆栽黄顶菊的访花昆虫进行观察，并捕捉正在访花的昆虫，带回室内制作成标本，对标本进行鉴定并保存。　数据分析 　　采用统计软件分析数据，并对不同处理下的结实率进行单因素ANOVA分析，不同处理间使用LSD法进行多重比较，显著性水平为，最后用Exce

8、l软件绘制图表。 　　2结果与分析 　　黄顶菊综合形态学特征及花序开花动态观察 　　黄顶菊植株高10～120cm，根系发达。茎直立，具纵棱，被微绒毛，呈紫红色或绿色，具主轴和多级分枝组成，每级侧枝两两对生。叶长椭圆形至披针状椭圆形，基生三出脉，交互对生，叶缘具浅锯齿，葉柄基部近于合生，长5～1cm，宽.5～cm。在河南省黄顶菊的花期主要为6月下