海南淡水湿地珍稀观赏植物水菜花繁殖生态学研究

作     者：王銮凤 

作者单位：海南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：申益春;谭珂

授予年度：2023年

学科分类：090706[农学-园林植物与观赏园艺] 0907[农学-林学] 09[农学] 

主      题：水菜花 繁育特征 花粉限制 花茎弯曲 种子萌发 

摘      要：水菜花(Ottelia cordata)隶属于水鳖科(Hydrocharitaceae)海菜花属(Ottelia),雌雄异株,国家二级保护野生植物。水菜花具有极高的观赏、药用和食用价值。但随着人类对淡水湿地的开发、外来生物的入侵和水体污染等,水菜花的栖息地遭受了严重的破坏,面临着濒临灭绝危险。然而,目前对该物种的繁殖生态学等基础研究较少,使得实施保护措施更加困难。因此,本文主要对水菜花传粉生物学及繁育特征、花茎弯曲现象、种子萌发的3个方面进行繁殖生态学研究,旨在揭示水菜花的繁殖状态,以期为该物种野生种群的繁育和恢复提供理论依据。主要研究结果和结论如下:(1)传粉生物学研究水菜花雌雄异株,花单性;雌、雄两花形态相似,雌花略大于雄花,雄个体性比高于雌个体。水菜花的花粉活性和柱头可授性在花蕾期和开放期均较高。中华蜜蜂(Apis cerana)是水菜花的主要传粉者,传粉效率较高,且访问雄花的频率显著高于雌花,而淡脉隧蜂属昆虫(Lasioglossum sp.)为潜在传粉者。蜂类视觉模型中,水菜花雄蕊、雌蕊间的花色距离显著高于中华蜜蜂的辨别阈值(p0.001)。自然授粉和人工授粉下,水菜花坐果率和结实率均受一定花粉限制、传粉数量以及传粉者种类等影响存在明显的变化趋势,且不存在无融合生殖现象。现种群多地面临数量急剧萎缩现象,出现较高传粉限制,传粉系统更为脆弱,从而会限制物种的繁殖。(2)花茎弯曲现象研究水菜花茎长会伴随果实的成熟而停止生长,水菜花不同授粉程度对花粉限制不产生影响,但对坐果率和结实率有显著影响。水菜花的花茎弯曲主要发生在该生长周期中的果实发育和成熟阶段,其目的可能是对果实进行保护或是生长周期中由于植物体内生长激素所造成。其次,水菜花的花茎弯曲可能是为适应复杂水体环境而产生的一种求生策略,从而为该物种的生存和繁殖创造良好的生存条件,因此通过产生较大的弯曲变形来响应水流的作用。(3)种子萌发研究水菜花种子在有氧和低密度环境下的萌发率比自然状态高。可能是因水菜花种子萌发具有极强的聚集沉积效应,导致幼苗竞争中由于密度限制缺氧而被淘汰。水菜花果实还存在鱼、螺和螃蟹等水生动物啃食的现象。而且伴随着生境变化、人类活动加剧、传粉媒介、水体污染以及种子形态差异等也会对种子萌发产生较大的威胁,从而抑制物种的繁殖。根据以上研究推断,影响水菜花繁殖的因素主要有以下原因:(1)种群数量少,分布狭窄而分散,水体污染加剧,人类活动对生境的干扰造成严重的破碎化。(2)人类干扰造成传粉环境破坏,传粉者数量和种类明显不足会导致高花粉限制使种群迁徙受限。(3)动物对种子的啃食以及氧气、密度、恶劣气候等多种自然因素也会制约物种繁殖和生长。