关键词:
峨眉舞花姜
开花物候
访花昆虫
繁殖策略
表型选择
摘要:
峨眉舞花姜(Globba emeiensis ***)是一种多年生草本植物,其全株被用作药材,具有发汗解表、止痛、通经和开胃等多种功效。此外,由于其花形奇特、花色艳丽且花姿优美,深受人们喜爱,常被用于园艺观赏。峨眉舞花姜是中国特有物种,正在面临生境丧失和环境变化的威胁,对其进行繁殖生态学研究有助于确定其种群现状,对于该物种的保护以及维持生物多样性具有重要意义。本研究以峨眉山4个自然种群的峨眉舞花姜为研究对象,统计了植株性状、花特征及果实种子产量,分析了不同种群峨眉舞花姜珠芽的生长动态,探究了峨眉舞花姜开花物候对繁殖适合度成分的影响,探讨了个体大小(株高)对峨眉舞花姜繁殖策略的影响和圆锥花序不同部位有性繁殖和无性繁殖的投入,并对峨眉舞花姜的访花昆虫行为进行了统计分析,最后进行4个种群不同性状间的表型选择分析,研究结果表明:
(1)4个种群的株高平均分别为168.54±8.93cm(均值±标准差)、116.58±9.61cm、142.18±7.99cm、131.59±5.89cm;每个圆锥花序的总状花序数分别为50.45±3.89、43.03±2.98、66.21±5.45、50.29±3.87;平均总花数分别为84.12±9.66、79.54±13.22、148.24±19.22、101.03±8.56;平均果实数分别为5.72±0.78、5.80±1.03、9.19±1.14、5.64±0.78;平均种子产量为172.27±19.22、115.66±37.98、251.06±27.10、129.12±38.07。种群间株高、花序数、花数、果实数和种子产量等性状均存在显著差异(P<0.001)。
(2)对4个种群峨眉舞花姜圆锥花序不同部位(基部、中部、顶部)珠芽的生长动态曲线进行分析,种群间珠芽的长度和生长速度均有显著性差异(P<0.001)。纵向比较不同部位的生长曲线结果表明,基部珠芽的长度显著高于中部和顶部。
(3)始花期与果实数、结实率、每果种子数和果实重等繁殖相关的指标均呈显著负相关(全部P<0.001),而与花数则呈显著正相关(P<0.001)。
(4)在4个种群中,株高均与花数、种子数、果实重呈显著正相关(P<0.001);即株高越高,个体的花数和种子数越多,峨眉舞花姜对有性繁殖的总投入越高,植株高度是影响峨眉舞花姜有性繁殖的重要因素。此外,植株高度和珠芽重呈显著正相关(P<0.001),即株高越高,珠芽越重。
(5)对4个种群中熊蜂访花行为进行统计分析,结果表明:熊蜂选择“向上”访花的路径均显著高于“无序”访花的路径。4个种群中的访花频率存在显著性差异(P<0.001)。对4个种群中熊蜂的访花频率与植株的开花数进行相关性分析,熊蜂的访花频率与开花数显著正相关,即植株开花数越多,熊蜂对植株的访花频率越高。
(6)在4个种群中,峨眉舞花姜的花数和每花序花数在圆锥花序内不同部位间均存在显著差异(P<0.001),呈现出从基部到顶部逐渐减少的趋势。而在无性繁殖(珠芽重)方面,呈现相反的趋势。
(7)表型选择结果显示,在果实数为适合度时,各种群对株高这个性状都体现出比较显著的正向选择作用;而在珠芽重为适合度时,所有种群对株高也表现出显著正向选择作用。
综上所述,峨眉舞花姜的繁殖特性与其生长情况密切相关,始花期越早、株高越高,其有性繁殖和无性繁殖的投入越大。同时,开花数多的植株更易吸引熊蜂访花。峨眉舞花姜在基部倾向于有性繁殖,而在顶部倾向于无性繁殖。花数和昆虫访花频率对峨眉舞花姜的繁殖适合度有显著正向影响,且多数情况下株高也与其繁殖适合度正相关。以上研究结果可以更好地理解峨眉舞花姜的繁殖生物学特性和繁殖策略,为其种群保护提供科学依据。