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粗柄独尾草(Eremurus inderiensis(M. Bieb) Regel)隶属于百合科(Liliaceae)独尾草属(Eremurus),该属植物有30种,主要分布于亚洲,我国有四种。粗柄独尾草在我国仅分布于新疆北疆地区固定、半固定沙丘及沙地,为典型的沙生类短命植物,对于改善和稳定沙面意义重大。然而,在自然种群中粗柄独尾草的结果率和结种率比较低,分别只有30%和35%左右,存在很明显的胚珠败育现象,很大程度上限制了该物种的种群更新和种群扩张。本文人为地将粗柄独尾草花序轴上的小花,等长度分为基部、中部和顶部小花,分别统计花序轴各部位花的结果率与结种率,从而探讨粗柄独尾草的败育格局。一方面,在粗柄独尾草的自然居群中通过人工给水、人工去叶等处理,再以各处理的花的花粉活力、花粉数量、柱头可授性以及昆虫访花行为为指标,以结果率和结种率为依据,探讨影响粗柄独尾草胚珠败育的环境因素。另一方面,用石蜡切片法对粗柄独尾草大、小孢子发生及雌、雄配子体发育过程进行研究,阐明粗柄独尾草胚珠败育发生的关键时期,观察其雌、雄器官败育过程的细胞学特征,从而揭示粗柄独尾草胚珠败育的内部原因。 本研究主要内容包括:⑴败育格局。粗柄独尾草花序为总状花序,花序轴上的小花从基部到顶部依次开放,从花序轴基部到顶部的败育率依次增加(花序轴基部<中部<顶部),花序轴顶部小花的败育率最高。⑵败育的环境因素分析。沙土水分含量的增加有利于促进粗柄独尾草的结果及结种;小年龄植株的结果率及结种率明显较低;牲畜对植株叶片的啃食也显著降低了粗柄独尾草的结果率与结种率。⑶败育的内部原因分析。粗柄独尾草花有6枚雄蕊,每枚花药具4个花粉囊,花药壁由外向内分为表皮、药室内壁、中层和绒毡层,绒毡层为腺质型。小孢子母细胞减数分裂后胞质分裂为同时型,四分体呈四面体型,成熟的花粉粒为2细胞型。粗柄独尾草为单子房,3室,每室4枚胚珠,胚珠横生,胚囊发育为贝母型。雌、雄蕊发育过程中的败育现象:粗柄独尾草小孢子败育主要发生在四分体之前,表现为,小孢子母细胞出现多核现象,减数分裂失败;胼胝质不解体导致四分体时小孢子不能自由游离;解离出来的小孢子无核或核小,部分不能形成花粉壁;绒毡层解体时期不正常;成熟花粉出现空瘪现象。大孢子的败育主要出现在二核胚囊至成熟胚囊之间的时期,表现为,珠心珠被细胞的解体退化;大孢子母细胞核质收缩,核解体消失;分裂不久的核变形、降解;成熟胚囊卵器、反足细胞及极核不同步地萎缩解体;部分胚珠直接解体消失,留下空腔子房。