1、第 51 卷 第 3 期东北林业大学学报Vol51 No32023 年 3 月JOUNAL OF NOTHEAST FOESTY UNIVESITYMar 20231)广西林业厅“木本香花植物资源收集和研究示范”项目(BB33600230)。第一作者简介:孙阳，女，1998 年 11 月生，广西大学林学院，硕士研究生。Email:sunyang1103 126com。通信作者:朱栗琼，广西农业职业技术大学城乡建设学院，副教授。Email:liqiongzhu 163com。招礼军，广西大学林学院，教授。Email:zhlj70163com。收稿日期:2022 年 2 月 22 日。责任编辑:李
2、春雪。大花紫薇花部综合特征和繁育特性1)孙阳袁娟(广西大学，南宁，530000)(广西壮族自治区桂林市龙胜各族自治县伟江乡人民政府)郭萍朱栗琼招礼军(广西国有钦廉林场)(广西农业职业技术大学)(广西大学)摘要为深入了解大花紫薇(Lagerstroemia speciosa)的开花生殖特性，推动其杂交育种工作，提高观赏性，对其花部特征进行观察记录和测量，并通过杂交指数估算、测定花粉活力和柱头可授性、观察访花昆虫以及人工授粉试验等对其进行了研究。结果表明:大花紫薇集中在 58 月开放，单花花期 28 d;花朵一般于凌晨开放，开花过程可分为 4 个阶段(花萼开裂期、花瓣外展期、花药散粉期、枯萎凋落期
3、)。大花紫薇花粉数胚珠数比为 5 44545，杂交指数为 4。雌蕊与雄蕊同步成熟。大花紫薇自然状态下结实率为 72%，人工异株异花授粉、同株异花授粉和自花授粉的结实率分别为 90%、74%和 68%。根据以上结果判定，大花紫薇繁育系统是以异交为主、部分自交亲和的混合交配系统，且需要传粉者完成授粉过程。大花紫薇传粉者包括蜂类、蝇类和蝶类昆虫等，主要传粉昆虫为熊蜂和中华蜜蜂关键词生殖生物学;繁育系统;传粉机制;花部特征;大花紫薇分类号S722Floral Syndromeand Breeding System of Lagerstroemia speciosa/Sun Yang(Guangxi U
4、niversity，Nanning 530000，P China);Yuan Juan(Municipal Government of Weijiang Township，Longsheng Ethnic Autonomous County);Guo Ping(Guangxi State-owned QinlianForest Farm);Zhu Liqiong(Guangxi Agricultural Vocational University);Zhao Lijun(Guangxi University)/Journal of Northeast Forestry University，2
5、023，51(3):6066In order to understand the flowering and reproductive traits of Lagerstroemia speciosa，and to promote the process ofhybrid breedingand improve its ornamental value，we conducted a series of experimental studies The floral syndrome of Lspeciosaand pollinators were observed and recorded，a
6、nd the pollen vitality，stigma receptivity and artificial pollination testwere investigated The major flowering stage of L speciosawas from May to August，with a single flowering period of 2 to 8d Flowers generally opened in the early morning The single flowering process can be divided into four stage
7、s:namely，thecalyx dehiscenting stage，petals expanding stage，anther shedding pollen stage，and flower withering stage The pollen-ovule ra-tioof L speciosawas 5 44545，and the hybridization index was 4 The stigma had highest receptivity when pollen viabilitypeaked The seed setting rate of L speciosa in
8、nature was 72%，while the seed setting rates of artificial self-pollination，ar-tificial cross-pollination of the same plant，and artificial cross-pollination of different plants were 68%，74%and 90%，re-spectively From above results，it is concluded that the breeding system of L speciosawas based on a mi
9、xed mating systemwith mainly outcrossing and partial self-compatibility，and it required pollinators to finish the pollination process The mainpollinators were bees，fliesand butterflies，such as bumblebee and Chinese beeKeywordseproductive biology;Breeding system;Pollination mechanism;Floral traits;La
10、gerstroemia speciosa繁殖是保持种群延续的基本途径，是进化过程的核心部分，也是研究生物进化问题的关键。植物的繁育系统一般指直接影响后代遗传组成的所有有性特征1，包括花部综合特征、花开放式样和交配系统等。这些有性特征在外界环境因素的影响下，与传粉者共同影响植物生殖成功率，进而影响种群的进化24。此外，植物花部特征和传粉者之间的相互适应被认为是花进化的重要推动力5，具体体现在:不同物种因花部特征差异而吸引不同类群的传粉者，传粉者在传粉过程中又会促进物种花部特征的演化6。大花紫薇(Lagerstroemia speciosa)为千屈菜科(Lythraceae)紫薇属(Lagerst
11、roemia)落叶乔木，其树形优美，开花时花大色艳，花期较长，极具观赏价值，是我国南方地区重要的园林绿化树种。因花色单一、有着较强的抗逆性和大花径性状，大花紫薇常被用于与同属的紫薇(Lagerstroemia indica)进行杂交，以获得花大色艳的新品种7。大花紫薇结实率高，但开裂的朔果经久不落，影响第二年的观赏效果，且其自然状态下种子极易老化8，幼树幼苗缺乏，限制了林下自然更新。除杂交育种外，目前关于大花紫薇的研究还涉及栽培、生理生化、化学成分、药理作用等911，但传粉和繁育特性方面的研究鲜有报DOI:10.13759/ki.dlxb.2023.03.012道，仅有任翔翔等12 对大花紫薇
12、开花和花粉特性做了研究。本文通过开花动态观察、花部特征分析、杂交指数估算以及人工授粉等方法，对大花紫薇繁育系统展开研究，深入了解大花紫薇开花规律及生殖特性，探究影响繁育过程的限制因素，旨在为该物种种群更新、生殖生物学研究以及新品种的选育提供参考，并进一步提高观赏价值。1研究方法试验地在南宁市广西大学校园内，地处东经10817，北纬 2250，年平均气温为 216，年平均降雨量 1 3042 mm。试验材料:观察和试验所用的材料为大花紫薇，平均树龄 15 a，长势良好。花器官特征和开花物候及动态观察:2016 年 4月至 9 月，在校园内 3 个环境基本相同的观测地中随机选取 30 株大花紫薇进
13、行标记。在盛花期随机选取刚开放的单花 30 朵，分别测量花器官各部分尺寸。将收集的花粉样品和柱头样品用质量分数25%的戊二醛固定 24 h 以上，用磷酸缓冲液漂洗 3次，再用不同体积分数乙醇对其进行脱水，脱水后用乙酸异戊酯置换乙醇，放入 HCP2 型临界点干燥仪内进行干燥后，置于扫描电镜下观察。将第一朵花开放的日期记为始花期，花朵开放数量超过 50%的时期记为开花高峰期，最后一朵花开放的日期记为终花期。在盛花期内选取 60 个花蕾进行标记，每天观测1 次，在花朵初绽放至完全开放期间每天观测 2 次，直至凋谢。观察萼片开裂、花瓣展开方式、花药散粉顺序以及柱头分泌粘液等情况，记录并拍照。花粉活力及
14、柱头可授性检测:采集开花后不同时间的花朵，将花粉均匀撒在培养基上，培养基配方为蔗糖 150 g/L、硼酸 20 mg/L、CaCl210 mg/L、琼脂质量分数 07%，pH 为60，室温培养 4 h 后在显微镜下观察。以花粉管长度为花粉粒直径的 2 倍作为花粉萌发的标准。用联苯胺过氧化氢法测定柱头可授性，反应液的配比为质量分数为 1%的联苯胺、质量分数为3%的过氧化氢、水体积比 4 11 22。分别选取花蕾期、开放后不同时间的柱头各 10 个。将柱头放入凹面载玻片中，滴入适量反应液，在显微镜下进行观察。花粉数胚珠数比(P/O)测定:随机选择 10 个花药还未开裂的花蕾浸泡在福尔马林乙酸乙醇(
15、FAA)固定液中，用浓度为 80 mol/L 的 NaOH 溶液使其花药壁软化，让花粉全部散出，制成 2 mL 的花粉粒悬浮液。用血细胞计数板统计花粉量，重复 3次，计算单花的花粉粒总数(P)。取 10 个花蕾的子房浸于浓度为 10 mol/L 的 NaOH 溶液中直到子房壁变黑，置于载玻片上压碎，在显微镜下统计单花的胚珠数，取平均值(O)，计算 P/O 值，并按 Cruden 的标准判断繁育系统类型。杂交指数(OCI)估算:按 Dafni13 的标准，在盛花期测量花朵的花冠直径，观察开花行为并对繁育系统进行评判。人工授粉试验:参照 Dafni 的方法设置 8 种传粉方式:自然传粉(对照)、去
16、雄套袋、不去雄套袋、去雄不套袋、去雄套网袋、人工异株异花授粉、人工同株异花授粉、人工自花授粉。每种方式各处理 50 朵单花，开花 6 d 后去袋，比较不同处理下的结实率。结实率=(结实数/花朵数)100%。传粉昆虫访花行为观察:在大花紫薇盛花期(晴朗天气)连续 3 d 观察昆虫的访花活动，观察时间为 06:0018:00。记录昆虫的类型、访花行为和频率、花间运动式样以及访问单花的时间长度，并不定时用网兜捕捉访花昆虫，带回实验室用体视显微镜检查携粉情况。数据处理:运用 SPSS 和 Excel 软件进行试验数据统计分析、表格绘制。2结果与分析21花器官形态特征大花紫薇圆锥花序顶生，长度 14862532 cm，单个花序平均开花数量为(80873542)朵。单花为完全花，无蜜腺。花梗长 12 mm 左右，花萼有棱1214 条，67 裂，裂片为三角形，反曲，内面无毛;花轴、花梗及花萼表面均被黄褐色糠秕状细绒毛。花两性，离瓣花冠淡红色或紫红色，花瓣 67 片，卷皱状，矩圆形或倒卵形;雄蕊 168320，花药黄色，丁字着药，花丝紫红色;雌蕊 1，花柱紫红色圆柱形，柱头深绿色，成熟时表面有分泌物以