盐生植物异子蓬异型种子的比例变化及其适应意义

本项目以新疆盐生植物异子蓬同一植株上产生的两种不同类型的种子为研究对象，采用野外调查、同质园实验、盆栽实验以及室内分析等方法，对异子蓬异型种子的比例变化进行研究。内容包括：1）盐分、养分、种子异型性和外源植物激素等对异子蓬不同类型种子比例变化的影响；2）异子蓬不同类型种子在单株、分枝和果序水平上的生长发育限制；3）异子蓬不同类型种子的败育式样对比例的影响；4）异型种子的结构、理化性状和萌发特性与生态适应性的关系。本研究通过揭示不同因素影响异型种子比例变化的规律，讨论异型种子比例变化的生态适应意义，旨在提出并验证异型种子植物通过生长发育限制和选择性败育调节种子比例变化的理论假说，阐明异型种子植物通过采取"两头下注"和表型可塑性的生活史对策来适应盐渍化荒漠的时空异质性环境。这将丰富荒漠植物的生活史对策理论，并为新疆盐生植物的开发利用提供基础资料。

本研究以种子异型植物异子蓬为研究对象，采用实验室分析、萌发实验、盆栽实验、同质园实验和野外调查等手段对异子蓬异型种子的生理生态差异和比例变化进行研究，发现：（1）异子蓬棕色种子只有一种软的种皮，而黑色种子有硬质的外种皮和软的内种皮；（2）异子蓬棕色种子的赤霉素和玉米素核苷含量显著高于黑色种子的，黑种子的生长素含量高于棕色种子的；（3）异子蓬棕色种子的氮、磷、钠和钙四种矿质元素的含量比黑色种子的含量高。同时，钠和氯元素在种皮的含量高于胚内的含量，特别是黑色种子。但是异型种子成株的生物量和矿质元素含量（氮、磷、钾、氯和钠）并没有显著差异；（4）异子蓬异型种子的比例和土壤养分和盐分含量的关系不大；（5）异子蓬棕色种子长成植株的棕黑种子比例显著高于黑色种子长成植株的棕黑种子比，而且棕色种子萌发率在不同的萌发条件下都高于黑色种子的；（6）异子蓬果序内果实分布具有生长发育限制：第一级1个果实，第二级2个，第三级4个，第四级8个。异子蓬优先形成黑色种子果实，利用不同类型种子的发育顺序，首先保证黑色种子的产出。黑种子更容易败育。异子蓬采取谨慎的生殖对策。上述结果证实了我们提出的“生长发育限制和选择性败育调节种子比例变化”的假说，阐明了异型种子植物异子蓬通过“两头下注”和表型可塑性来适应盐渍化荒漠环境。