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地下结实植物白番红花地下果实的生产与种子扩散特性
  • ISSN号:1005-0094
  • 期刊名称:生物多样性
  • 时间:2013
  • 页码:582-589
  • 分类:Q944.54[生物学—植物学]
  • 作者机构:[1]新疆农业大学草业与环境科学学院,新疆草地资源与生态重点实验室及西部干旱荒漠区草地资源与生态教育部重点实验室,乌鲁木齐830052
  • 相关基金:国家自然科学基金(31060047和U1130301)、国家科技基础性研究专项(2011FY110200-8)和国家国际科技合作重点项目(2011DFA31070)
  • 相关项目:两种地下芽型地下结实植物的繁殖特性与生态适应对策
中文摘要:

地下芽地下结实是指由植株地下芽分化形成的具长管状花被的花伸出地表开放、而子房在地下发育成果实的一种特殊结实现象。白番红花(Crocus alatavicus)是生长于天山西部亚高山带、具地下芽地下结实特性的多年生早春短命植物。本文采用野外观测和控制实验方法, 对该物种地下子房和幼果的发育特点与种子扩散特性及其适应意义进行了研究。结果表明: 白番红花从开花到地下果实露出地表的发育时间约需35 d, 地下果实在花梗的伸长生长作用下露出地面开裂并扩散种子, 且种子具有油质体等典型蚁传植物种子的特征。蚁类是白番红花种子的主要传播者。在搬运种子的Formica pressilabris、栗色林蚁和黑褐蚁中, F. pressilabris出现的频率最高, 但栗色林蚁搬运的速度最快、距离最远。3种蚂蚁搬运白番红花种子的平均距离为62.4±1.7 cm。Formica pressilabris将白番红花种子搬运至蚁穴中后取食油质体, 且有超过50%的种子被储藏在蚁穴中。啮齿类和鸟类不传播白番红花种子, 但水媒和风媒对种子的短距离散布具有一定作用。这些结果说明: 白番红花的地下结实及蚁传特性不仅可保护发育中的子房及果实躲避地表草食动物的取食, 避免自然火灾对地上果实的伤害, 以及延长果实和种子的发育时间以保障其安全成熟, 还可避免真菌和其他病原体的侵扰、减少同胞之间以及母株与子代间的竞争, 使种子在适宜环境中萌发并建立新的种群。

英文摘要:

Geophytic-geocarpy is a special type of fruit production in angiosperms, whereby flowers with a long tubular perianth arise from underground buds and bloom above ground with the ovary and subsequent fruit remaining below ground. Crocus alatavicus, a geophytic-geocarpic species, is a perennial early-spring ephemeral that grows in subalpine areas of the western Tianshan Mountains. Based on field observations and controlled experiments, development of the underground ovaries and young fruits and seed dispersal were investigated for C. alatavicus and their adaptive significance analyzed. The results showed that developmental time from flowering to emergence of the underground capsules above the soil was about 35 days, and emergence of the underground capsules results from elongation of the peduncles, and then capsules dehisce and seeds are dispersed. Seeds of C. alatavicus have an elaiosome, which is typical of myrmecochores. Ants make a significant contribution to seed dispersal, and three ant species, Formica pressilabris, F. gagates and F. fusca, were recorded near newly-dispersed seeds of C. alatavicus. The visiting frequency of F. pressilabris was the highest, but F. fusca removed seeds faster and to a greater distance than the other two species. The average dispersal distance of the three ant species was 62.4±1.7 cm. Formica pressilabris, the major ant species taking seeds, ate the elaiosome after it moved the seeds into its nest and then stored more than 50% of the transported seeds in the nest. Rodents and birds had no effect on seed dispersal of C. alatavicus, but hydrophily and anemophily played a minor role in short-distance dispersal. Formation of seeds underground and their dispersal by ants help ensure that seeds escape damage from herbivores and fire and that they are dispersed in a manner that reduces sib-competition and competition between mother plant and offspring, thereby ensuring seed germination and seedling establishment in suitable environments.

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期刊信息
  • 《生物多样性》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院生物多样性委员会、中国植物学会、中国科学院植物研究所、中国科学院动物研究所、中国科学院微生物研究所
  • 主编:马克平
  • 地址:北京香山南辛村20号
  • 邮编:100093
  • 邮箱:biodiversity@ibcas.ac.cn
  • 电话:010-62836137
  • 国际标准刊号:ISSN:1005-0094
  • 国内统一刊号:ISSN:11-3247/Q
  • 邮发代号:82-858
  • 获奖情况:
  • 2000年获中国科学院优秀期刊三等奖,2006年"中国百种杰出学术期刊"称号,2007年"中国百种杰出学术期刊"称号,2008年度中国精品科技期刊,2008年度"中国科协精品科技期刊工程"B类项目资助,2008年"第六届中国科协期刊优秀学术论文"
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),英国农业与生物科学研究中心文摘,美国生物科学数据库,英国动物学记录,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),瑞典开放获取期刊指南
  • 被引量:19480