【摘要】：蘭州百合(Lilium davidii var.unicolor Salish,2n=2x=24)是百合科(Liliaceae)百合屬(Lilium L.)川百合(Lilium davidii Duchartr)的變種,為多年生鱗莖類草本植物,適應(yīng)性強(qiáng),具有庭院觀賞、食用及藥用價值。本研究以蘭州百合為試材,對其開花物候、花部形態(tài)特征、大孢子和小孢子減數(shù)分裂及雌配子和雄配子體形成過程、繁育系統(tǒng)、花粉生活力及柱頭可授性、訪花昆蟲等方面進(jìn)行了系統(tǒng)的觀察研究,采用熒光顯微技術(shù)和石蠟切片技術(shù)研究其花粉管生長情況和胚胎發(fā)育進(jìn)程,揭示了蘭州百合繁殖生物學(xué)特性。主要研究結(jié)果如下:蘭州百合群體開花期持續(xù)為8 d,單花花期持續(xù)5 d,營養(yǎng)生長期持續(xù)69 d,生殖生長期持續(xù)77 d,年生長周期持續(xù)106 d,蘭州百合萌動期為4月20日,8月4日地上部分開始干枯,結(jié)束年生長周期。蘭州百合在沈陽地區(qū)開花從凌晨2點開始,外花被向上翹起,4點時內(nèi)外花被上卷至水平高度,開花當(dāng)天上午9點,內(nèi)外花被片向上翻卷至最大,花藥散出花粉呈鮮紅色�；ú啃螒B(tài)特征表明,蘭州百合雌雄異位,花部特征形態(tài)指標(biāo),基本呈先增大后減小的趨勢。通過雜交指數(shù)(OCI)和花粉-胚珠比(P/O)兩個指標(biāo)對蘭州百合繁育系統(tǒng)進(jìn)行評價,結(jié)果為:雜交指數(shù)為4,根據(jù)Danfi劃分標(biāo)準(zhǔn),繁育系統(tǒng)為異交型,部分自交親和,需要傳粉媒介;花粉-胚珠比平P/O值為(6896.29±456.68),介于2108.0和195525.0之間,根據(jù)Curden劃分標(biāo)準(zhǔn),繁育系統(tǒng)為專性異交型繁育系統(tǒng)。試驗對蘭州百合訪花昆蟲進(jìn)行觀察,昆蟲種類主要有斑眼食蚜蠅(Eristalis arvorum)、長尾管蚜蠅(Eristalis tenax)、東方蜜蜂(Apis cerana Fabricius)等。通過田間觀察發(fā)現(xiàn),訪花者只在花藥與花被片間來回爬動,未能將花粉傳授到柱頭上;通過熒光觀察發(fā)現(xiàn)存在風(fēng)媒授粉,但由于花粉沒有活力,使得蘭州百合柱頭上無法接受到有效花粉。在自然條件下,2種傳粉媒介均為使對蘭州百合授粉結(jié)實。蘭州百合小孢子減數(shù)分裂是一種正常的連續(xù)分裂方式,花藥由4個花粉囊組成,中部為藥隔維管束,成熟花粉呈橢圓形,成熟花藥每個囊室布滿花粉粒。蘭州百合大孢子減數(shù)分裂形成4個大孢子核,4個大孢子核經(jīng)過3次有絲分裂形成1個卵細(xì)胞、1個中央細(xì)胞(具有2個極核)、3個反足細(xì)胞和2個助細(xì)胞,胚囊發(fā)育類型屬貝母型胚囊,成熟雌蕊子房下位,中軸胎座,由3心皮形成子房3室,倒生胚珠。在花粉生活力和柱頭可授性方面,蘭州百合的花粉生活力只能維持12h左右,在開花當(dāng)天上午8點活力最大,為80%左右,隨著開花進(jìn)程,花粉生活力開始下降,對蘭州百合授粉,時間宜在花粉生活力高時間段內(nèi)進(jìn)行;蘭州百合柱頭在開花前就具有可授性,可授性維持6d左右,其中在開花0d和1d內(nèi),柱頭可授性最高。利用熒光顯微觀察法對自然條件下生長的蘭州百合和常規(guī)自交授粉后的蘭州百合均對花粉萌發(fā)與花粉管生長情況進(jìn)行觀察,結(jié)果表明在自然條件下生長的蘭州百合,柱頭上可觀察到花粉粒的存在,但花粉生活力極低,出現(xiàn)未萌發(fā)出花粉管或花粉管萌發(fā)未能穿過柱頭向下生長的現(xiàn)象;自交授粉后的蘭州百合多數(shù)表現(xiàn)出正常生長的現(xiàn)象,少數(shù)出現(xiàn)花粉管回折生長、胼胝質(zhì)堆積等異�，F(xiàn)象。利用石蠟切片法對自然開花10 d、15 d和20 d的子房和蘭州百合自交授粉5 d、10 d、15 d、20 d、25 d的子房或膨大蒴果進(jìn)行了胚胎學(xué)觀察,結(jié)果表明,蘭州百合自然開花5d后,子房整體形態(tài)縮小,10 d后胚囊開始解體,20 d后,子房內(nèi)所有細(xì)胞組織連成一片,即將枯萎凋落;蘭州百合自交授粉96 h后,花粉管可以到達(dá)胚珠,隨后花粉管進(jìn)入胚囊完成受精,在授粉5 d后可觀察到受精極核的形成,完成雙受精作用。在授粉10 d后,兩次有絲分裂結(jié)束,四細(xì)胞原胚結(jié)構(gòu)形成。在授粉15 d后,四細(xì)胞原胚分裂形成梨型胚,隨后發(fā)育成魚雷型胚、盾型胚、成熟胚。蘭州百合授粉試驗結(jié)果表明,蘭州百合部分自交親和,自交不親和的影響因素包括花粉生活力、授粉時間、柱頭表面抑制物和花粉管能否在花柱中生長等;蘭州百合異交結(jié)實,近交較親和,遠(yuǎn)交不親和。
【學(xué)位授予單位】：沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：S682.29
【圖文】：

圖 1 本試驗應(yīng)用的蘭州百合Fig. 1 Lilium davidii var. unicolor Salish used in the experiment方法期觀察018 年 4 月份開始，在沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)花卉資源圃，選取群居的蘭州百分別記錄其萌動期、展葉期、現(xiàn)蕾期、始花期、盛花期、末花期的時對每個時期的生態(tài)特征進(jìn)行觀察。具體物候期評價指標(biāo)如下：萌動期：地下部分萌動出芽，幼葉破土而出。展葉期：植株上有葉片生長至平展階段�，F(xiàn)蕾期：在植株頂端觀察到第一朵花蕾的出現(xiàn)。始花期：在觀測的群居蘭州百合中，有 10%的花朵開放。盛花期：在觀測的群居蘭州百合中，有 50%的花朵開放。末花期：90%的花均已開放完畢，只有 10%的花朵開放。

圖 2 蘭州百合物候期A. 萌動；B. 展葉；C. 現(xiàn)蕾；D. 開花；E. 花朵凋謝；F. 結(jié)實Fig. 2 Phenology of Lilium davidii var. unicolor SalishA. Germination; B. Leaf expansion; C. Appearing flower buds; D. Flowering; E. Flower wither; F. Fruiting3.2 蘭州百合花部特征及開花動態(tài)觀察3.2.1 花部特征觀察蘭州百合的花部特征測定如下（表 2），從表中可看出，外花被片長度在即將開花時，長度最大，在開花 0 d 上午 9 點，其距花梗的長度趨于穩(wěn)定，外花被片寬度先增大后減小，符合正常的生長情況；花藥長度和寬度，均呈現(xiàn)先變長后變小的趨勢，在開花0 d 4 點處于最大值，隨后開始變��；花藥距花柱長度亦指雄蕊距雌蕊的長度，整體趨勢呈先增大后減小，在開花 0 d，雄蕊暴露即開始向外擴(kuò)張，在開花 0 d 傍晚時，擴(kuò)張程度達(dá)到最大，但此時花粉已無生活力；在花冠幅方面，凌晨 4 點花冠幅達(dá)到最大，為 105.81mm 左右；花柱長度在開花幾天內(nèi)均無明顯變化，花絲長度呈先增大后減小的趨勢，在

蘭州百合開花動態(tài)A.開花0d1：30；B.開花0d2：00；C.開花0d2：15；D.開花0d2：30；E.開花0d3：00；F.開花0d3：30；G.開花0d4：00；H.開花0d9：00；I.開花1d；J.開花2d；K.開花3d；L.開花4dFig.3FloweropendynamicofLiliumdavidiivar.unicolorSalishA.Floweringday1:30;B.Floweringday2:00;C.Floweringday2:15;D.Floweringday2:30;

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本文編號：2771759