新疆独尾草属植物特殊繁殖对策及其生态适应机制

新疆是独尾草属植物地理分布区的最东缘，极端的选择压力促使了三种独尾草属植物的快速演化。虽为同属植物，但异翅独尾草、粗柄独尾草以及阿尔泰独尾草在开花物候、开花式样、传粉机制、繁殖系统、结实率、繁殖行为等诸多方面却存在显著不同，表现出较高的多样性与特殊性，是进行生殖生态学研究的绝好材料。本项目以新疆集中分布的三种独尾草属植物的繁殖习性与繁殖行为为研究重点，结合当地生态因子的调查与分析，对异翅独尾草、粗柄独尾草与阿尔泰独尾草三种同属却繁殖习性与繁殖行为迥异的植物进行深入的繁殖生态学研究，阐明三者对营养器官与繁殖器官资源分配的时空格局、雌蕊花柱运动的内在规律、雄蕊异时发育与雄蕊败育的进化生物学意义，探明异翅独尾草与粗柄独尾草虽同域分布，但却花期不遇的环境因素与内在机理，进而揭示三者的繁殖对策及其对生存环境的生态适应机制。

1、两种沙生独尾草（异翅独尾草和粗柄独尾草）不同种群的始花期由西向东依次推迟2到3天左右，但花期持续时间无明显差异，都在20天左右。阿尔泰独尾草不同种群的始花期和花期持续时间差异显著，海拔低的种群始花期较早且花期持续时间短，海拔高的始花期推迟30天左右，花期持续时间与海拔低的种群相差9天左右。.2、两种沙生独尾草花粉活力均高达95%以上，生长在高海拔、多雨低温的阿尔泰独尾草的不同种群，花粉活力均为85％左右。按照Cruden的花粉-胚珠比（P/O）的标准推断其为专性异交类型，但自然套袋能产生种子，证明自交亲和。.3、种间单花开放式样存在显著差异。异翅独尾草花被片完全展开，较低的3枚构成了昆虫采粉时立足的平台，较高的3枚则形成了“遮阳棚”，为身处炎热沙漠中的访花昆虫营造了相对适宜的访花环境，6枚花药逐次开裂，柱头弯曲钩状，增加了接受自身和昆虫携带花粉的机会。粗柄独尾草花被片不展开，6枚雄蕊依次露出花被片开裂，待花药完全枯萎时，柱头才伸出花被片。阿尔泰独尾草花刚开放时柱头上仰，当花药开始散粉时，柱头垂直向下弯曲，散粉完毕后，柱头又恢复上仰。花柱基部近轴面与远轴面细胞长度的规律性变化是造成阿尔泰独尾草花柱运动的真正原因。.4、三种独尾草属植物的主要传粉昆虫隶属于蜜蜂科（Apidae），切叶蜂科（Megachilidae），隧蜂科（Halictidae），食蚜蝇科（Syrphidae）、麻蝇科(Sarcrophagidae)，蜂虻科（Bombyliidae）和剑虻科（Therevidae）；花被片对招引传粉昆虫扮演着重要角色。.5、三种独尾草属植物柱头可授性存在的差异性。异翅独尾草柱头在开花4h时具较强可授性，而粗柄独尾草和阿尔泰独尾草较强可授性分别在开花后1d和2d。阿尔泰独尾草不同种群的种子千粒重的存在显著差异，而异翅独尾草和粗柄独尾草不同种群的种子千粒重无明显差异。种间比较，种子千粒重表现为异翅独尾草>粗柄独尾草>阿尔泰独尾草。.6、说明随着开花进程的延续，土壤水分的亏缺是造成粗柄独尾草结实率低下的一个原因，但绝非主要因素。.7、异翅独尾草的能量分配策略：开花前的光合产物同时供给地上与地下器官的发育，花后则只投资地上器官的发育；粗柄独尾草的能量分配策略：开花前的光合产物只供给地上器官的发育，花后则在地上器官与地下器官的发育方面同时投资。