梭砂貝母的傳粉生物學研究
資源與鑒定
作者：高永茜 張立軒 汪明潤 宋波
[收稿日期] 2013-10-30
[基金項目] 雲南省教育廳科學研究基金項目（2013Y196）；中國科學院“西部學院”人才培養計劃西部博士項目（2014312D11015）
[通信作者] *宋波，博士，助理研究員，主要從事植物資源與進化生態學方麵的研究，E-mail
[摘要] 為了探明梭砂貝母Fritillaria delavayi的繁殖特性，對其傳粉生態學進行了觀察和實驗。結果表明，梭砂貝母套袋後也能結實（11%），但遠低於自然條件下的結實率（87%），說明梭砂貝母的傳粉過程主要依賴傳粉媒介完成。蘇氏熊蜂Bombus sushikini是其主要的傳粉昆蟲，訪花頻率每朵花為0.003次/min。整個種群的花期長達35 d， 單花的花期為11 d，花粉活力和柱頭可授性均可維持9 d，長於已報道的其他貝母屬植物。熊蜂傳粉和較長的花粉活力與柱頭持續能力可能是梭砂貝母在極端惡劣的高山地區維持有性生殖的一個重要原因。
[關鍵詞] 梭砂貝母； 花粉活力； 柱頭可授性； 繁育係統
梭砂貝母Fritillaria delavayi Franch.係百合科Liliaceae貝母屬Fritillaria多年生草本植物，主要分布在雲南西北部、四川西部、青海南部（雜多、囊謙）和西藏（拉薩至亞東）海拔3 800～4 700 m的高山流石灘[1]。梭砂貝母的鱗莖具有潤肺散結，止咳化痰的功效，是具有重要價值的藏藥植物資源[2]。近年來，在經濟利益的驅動下，當地群眾對自然條件下的梭砂貝母進行了無序的采挖，加上全球變化引起流石灘生境片斷化[3]，其種群受到嚴重威脅。因此，一方麵，采取措施保護自然資源；另一方麵，進行人工規模化種植，滿足市場的藥用需求，迫在眉捷。繁殖是研究進化問題的核心，也是研究生物進化問題的關鍵，所以，弄清楚繁殖特性是開展資源保護與開發、利用的前提。然而，由於梭砂貝母分布在高海拔地區，自然條件惡劣和交通不便，目前關於梭砂貝母的研究主要集中在形態分類[4]、化學成分與活性[5]和組織培養[1]等方麵，其繁殖特性迄今未見報道。本試驗重點研究梭砂貝母的傳粉生物學，揭示該植物的繁殖特性，為今後梭砂貝母的人工規模種植與種質資源保護提供基礎資料。
1 材料與方法
1.1 研究地點與材料
觀察和試驗在雲南省香格裏拉縣翁水村瀑勇埡口開展。瀑勇埡口位於青藏高原和橫斷山的過渡地帶（28°24′ N—99°55′ E，海拔4 490 m），氣候主要受亞洲季風和青藏高原帶來的高原季風的影響，年均溫-1.0 ℃，平均最高氣溫為4.2 ℃，極端最高氣溫為16.2 ℃，平均最低氣溫-4.5 ℃，極端低溫為-24.5 ℃。年降水量800 mm以上，其中雨季（6月下旬至8月中旬）降水量達375～600 mm，平均風速為3.4 m·s-1，其中，5～9月平均風速較小，為2.9～3.1 m·s-1[6]。
研究材料為野生梭砂貝母F. delavayi。
1.2 花綜合特征
1.2.1 開花過程 隨機選取並標記10朵花蕾進行跟蹤觀察，記錄每個花蕾的開花時間和雌雄蕊的發育動態及相對位置，直到花冠完全閉合。
1.2.2 花粉胚珠比例（P/O） 隨機摘取10個花蕾固定於FAA中，帶回實驗室。將每朵花的全部花藥置於蒸餾水中，用玻璃棒擠碎並定容於1 mL的離心管中，充分搖勻後用移液槍取出1 μL在顯微鏡下計數，重複5次，最後計算出每朵花的花粉數目。剖開相同花的子房，在光學顯微鏡（Olympus BH-2）下統計胚珠數目。每朵花的P/O比用該花的花粉總數除以胚珠數目計算。
1.2.3 花蜜量檢測 在梭砂貝母盛花期的晴天，隨機選取5朵花，分別在9：00，11：00，13：00，15：00，17：00測量花蜜量。每次測量時，利用毛細玻璃管吸取每朵花所有蜜腺中的花蜜，用遊標卡尺測量毛細管內花蜜的長度，最後計算單花花蜜量。
1.3 花粉活力與柱頭可授性檢測
花粉活力利用花粉萌發率法檢測[7]。在梭砂貝母的盛花期，每天9：00標記剛散粉的花5朵並套袋。10 d後，將所有花的花藥分別放置在含有10%的蔗糖溶液的離心管中，待24 h後在光學顯微鏡下統計花粉的萌發情況。
柱頭可授性利用MTT溶液進行檢測[8]。每天中午采集處於不同花期的花朵，將其柱頭置於盛有MTT溶液的凹麵載玻片的凹陷處，若柱頭呈現藍色則表明可授，否則為不可授。
1.4 繁育係統檢測
在梭砂貝母的盛花期，隨機挑選40朵花蕾進行以下4種處理（每種處理10朵）：自然對照，不作任何處理，檢測自然條件下的傳粉情況；不去雄套袋，檢測是否需要傳粉者；去雄套袋，檢測是否存在無融合生殖；去雄不套袋，檢測異花花粉對結實的貢獻。果實成熟後帶回實驗室統計結實率。
1.5 訪花昆蟲觀察
在梭砂貝母的盛花期選擇10個開花的植株，在整個花期的9：00—17：00觀察訪花昆蟲，並記錄訪花時間和訪花行為。觀察結束後，捕捉訪花昆蟲，置於毒瓶內殺死，陰幹製成標本，送交浙江農林大學鑒定。