鹅掌楸属花部特征与昆虫访花频次的关系开题报告

1. 研究目的与意义

传粉媒介与花部特征两者之间存在相关性，也是植物交配系统研究的主要内容之一。花部特征对昆虫访花频次有重要的影响，进而影响植物的授粉结实。鹅掌楸属树种种间结实率差异明显，而且在原产地表现出截然不同的适应性，鹅掌楸是我国二级濒危保护树种，北美鹅掌楸则是美国的优势树种。基于此，本课题以鹅掌楸、北美鹅掌楸花为材料，试图通过分析其花部特征和昆虫访花频次之间的关系，来揭示鹅掌楸属树种天然结实率存在显著差异的原因，同时进一步探索鹅掌楸属花部特征交配系统。

2. 国内外研究现状分析

鹅掌楸属为木兰科的古老树种，现仅存2个种，即中国鹅掌楸和北美鹅掌楸。中国鹅掌楸现存的种群小，已列入国家二级珍稀濒危保护植物；而北美鹅掌楸分布范围广，适应性较强，是美国重要的阔叶树种。目前国内对中国鹅掌楸做了大量的研究，主要集中在系统发育及分类地位、胚胎学、保护生物学、生殖生物学、无性繁殖、种源试验及杂交育种等方面。北美鹅掌楸引种至中国后，表现出较好的适应性，并已作为杂交育种亲本在生产上广泛应用，而有关北美鹅掌楸的研究则报道较少。传粉媒介与花部特性两者之间存在相关性，也是植物交配系统研究的主要内容之一。鹅掌楸属树种作为虫媒植物，昆虫访花频次直接影响其天然结实率；已有的调查结果显示，北美鹅掌楸在原产地的自然结实率仅为10%，鹅掌楸自然结实率一般都在15%以下，北美鹅掌楸在其原产地属于优势树种，而鹅掌楸已被我国政府列入首批濒危植物保护名录，对鹅掌楸属树种花部特征进行比较分析有利于得出其与昆虫访花频次的关系，进而揭示鹅掌楸属树种天然结实率存在显著差异的原因。

黄双全等人连续三年对鹅掌楸3个自然居群的性表达状况与花粉传递的关系进行了观察和实验检测。解剖结构显示花药壁纤维层不均匀增厚与开裂机制有关；花被片及花柱中均分布有分泌细胞和荧光细胞，但花为昆虫提供的大量蜜汁主要是由维管束周围的细胞所分泌。花散布的气味、花蜜在诱导昆虫传粉中起主要作用。共发现访花昆虫39种，主要包括蜂类、蝇类和甲虫类。其中4种昆虫为3个居群共有的访花者。昆虫访花频次因昆虫种类和所选居群的不同而异。比较昆虫访花给每柱头带来的平均花粉量和虫体扫描电镜的观察，蜂类的传粉效率明显高于蝇类。昆虫访花频次与开花习性有关，访问者偏爱访问处于单花期较早阶段的花。去雄和切除花被片实验表明，蜜汁较花粉作为食物报酬对访花者更具有吸引力。

虫媒植物通过蜜腺、花粉、颜色气味等花部综合特征吸引访花昆虫并为其传粉，不同植物的花能够吸引不同种类的昆虫，有时会形成恒定的传粉关系。除此之外，这些花部特征对昆虫访花频次也有重要的影响，进而影响植物的繁殖系统。国外学者对不同植物的传粉生物学和传粉生态学研究结果表明：缺乏传粉者或传粉昆虫数量不足可造成虫媒植物的传粉效率降低，直接导致种子产量和后代变异率降低，形成生殖障碍，进而导致物种濒危。因此，研究鹅掌楸属植物花部特征与昆虫访花频次的关系，对揭示鹅掌楸属树种天然结实率存在显著差异的原因，进一步探索鹅掌楸属花部特征交配系统具有重要的意义。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

1、鹅掌楸属花朵的采集及形态特征测量；

2、鹅掌楸属花蜜分泌量分析；

4. 研究创新点

结合花部各项特征分析对昆虫访花频率造成的影响。