药用植物通关藤花多果少生殖特性研究

The plant of Asclepiadaceae shows a special process of sexual reproduction, which is a classical material for a study on reproduction ecology. Marsdenia tenacissima, belonging to Asclepiadaceae, is a medicinal material for making anticancer drug. In natural condition, M. tenacissima show a reproductive pattern of mass flowering and few fruiting. Nowadays, little work has been made to elucidate sexual reproduction and low fruit set of M. tenacissima. In this project, M. tenacissima would be used to investigate the reproductive pattern of mass flowering and few fruiting. The followings would be examined: (1) flowering phenology, Floral structure, a relationship between pollinators and pollination; (2) the effects of pollen resource and quantity on fruit set; (3) the effect of resource limitation and genetic diversity on fruit set. In the project, a relationship between pollen and resource limitation and low fruit set would be discussed, and many hypotheses would be tested. This project will add new information on pollination biology of the plant of Asclepiadaceae, and will provide a scientific base on conventional breeding of M. tenacissima.

萝藦科植物有性生殖过程特殊，是研究繁殖生态学的经典植物。通关藤（Marsdenia tenacissima）属萝藦科植物，是一种重要的抗癌药物的原料药材。在自然种群中，通关藤有花多果少的典型生殖现象，目前尚未有人关注其有性生殖过程及低坐果率方面的研究。本项目以萝藦科牛奶菜属通关藤为研究材料。主要研究以下内容：（1）开花物候、花部结构、访花昆虫与传粉的关系；（2）比较不同花粉种类、数量对通关藤坐果率的影响；（3）资源限制及遗传多样性对坐果率的影响。本项目研究结合花粉和资源限制实验及遗传多样性，探讨其与坐果率的关系，并对现有各种“假说”进行验证补充；这将丰富萝藦科植物传粉生物学基础理论，也为通关藤常规育种提供科学依据。

通关藤（Marsdenia tenacissima）属萝藦科植物，是一种重要的抗癌药物的原料药材。在自然种群中，通关藤有花多果少的典型生殖现象，本项目以通关藤为研究材料。主要研究以下内容：1.开花物候、花部结构、访花昆虫与传粉的关系；2.比较不同花粉种类、数量及资源限制对通关藤坐果率的影响。.通过野外观测，对通关藤开花物候、开花动态、访花昆虫种类、行为等进行观察记录，并对花粉-胚珠比、花粉活力、柱头可授性、传粉效率和坐果率等进行研究。结果表明：通关藤花期约110天；单花花期有所不同，4、5月为15～17天，6月为12～14天；花粉-胚珠比为11421；花粉活力最高为初花期90.8%；第6～9天柱头可授性最强；主要传粉昆虫为鳞翅目等3目13科32种；鳞翅目占访花昆虫种类的93.7%；自然传粉效率低，单花花粉块的移走率约为24.3%，单花花粉块的插入率约为11.3%，自然结实率极低，约为2.12%。补充传粉实验表明：花粉数量并不是限制通关藤坐果的主要因素，花粉来源对通关藤坐果存在显著影响，异花授粉结实率约为6.2%。.资源限制实验表明：补充施肥处理对通关藤开花数和坐果率均有影响，疏花处理对通关藤坐果率有明显提高；去叶片处理，随着去除叶片面积的增加，坐果率也随之降低。通过石蜡制片、扫描电镜和人工授粉对花部综合特征与传粉关系进行研究。花内最明显的特征为合蕊柱，有2个卵圆形花粉块，每个花粉块由蜡状的膜包裹着花粉粒。成对的花粉块由2个转运臂分别连接到一个棕色的着粉腺上，如果将花粉块授于合蕊柱顶部不会结实，只有将其通过花药裂口插入柱头腔才能受精结实，昆虫访花时会将花粉块拔出带走也会将其插入柱头腔内，完成传粉。通关藤复杂的花部结构与独特的花粉块是影响坐果率低的原因之一，首先必须有与花部结构相适应的传粉者传粉，花粉块必须在恰当插入花药裂口上部；其次，插入的必须是异花花粉块，花粉块必须在适当条件下萌发。以上对“假说”进行验证补充，丰富萝藦科植物传粉生物学基础理论，也为通关藤常规育种提供科学依据。