【摘 要】
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性分配是植物生活史进化研究的核心内容。串珠老鹳草（Geranium transversal（Kar.et Kir.）Vved）是广泛分布于中国新疆北部荒漠和荒漠草原带且早春开花的多年生短命植物。该物种的三种性别花（雌花、雄花和两性花）不同组合方式形成了不同性别表型的植株。本论文通过对新疆北部串珠老鹳草4个分布区47个自然居群中植株的性别表型与居群密度和地理以及气候的关系、不同性别表型植株的大小及花
【基金项目】
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NSFC-新疆联合基金重点支持项目“新疆北部冷荒漠早春野生花卉有性繁殖的进化生态学研究” （项目编号:U1603231）,课题主持人:谭敦炎教授（新疆农业大学草业与环境科学学院）；
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性分配是植物生活史进化研究的核心内容。串珠老鹳草（Geranium transversal（Kar.et Kir.）Vved）是广泛分布于中国新疆北部荒漠和荒漠草原带且早春开花的多年生短命植物。该物种的三种性别花（雌花、雄花和两性花）不同组合方式形成了不同性别表型的植株。本论文通过对新疆北部串珠老鹳草4个分布区47个自然居群中植株的性别表型与居群密度和地理以及气候的关系、不同性别表型植株的大小及花数目的关系研究,以期揭示影响该物种性别表型的因素及不同性别表型植株的性分配式样。主要研究结果与结论如下:（1）在新疆北部的串珠老鹳草47个居群中存在两性花、雄全同株、雌全同株、雌株和雄株5种性别表型的植株,但不同居群中不同性别表型植株出现的频率存在显著差异。其中,两性花植株存在于所有居群中,出现的频率为41%-100%;雌全同株植株出现在32个居群中,频率为0.18%-47%;雌株出现在12个居群中,频率为0.25%-6.19%;雄全同株植株仅出现在3个居群中,频率为0.27%-2%;雄株仅出现在一个居群,频率为3.2%。（2）在4个分布区内,天山北坡的居群中两性花植株出现的频率显著高于雌全同株植株和雌株的（P＜0.001）,雌全同株植株频率也显著高于雌株的（P＜0.001）;伊犁河谷和准噶尔西部山区居群中的两性花植株的频率显著高于雌全同株的（P＜0.001）。阿尔泰山南坡居群中的两性花植株的频率显著高于雌全同株和雌株植株的（P＜0.001）,但雌全同株和雌株的频率间无显著差异（P＞0.05）。在4个分布区间,伊犁河谷、准噶尔西部山区和阿尔泰山南坡居群中的两性花植株的频率显著高于天山北坡的（P＜0.001）,雌全同株植株和雌株频率显著低于天山北坡分布区的（P＜0.001）。伊犁河谷、准噶尔西部山区和阿尔泰山南坡居群间两性花植株和雌全同株植株频率无显著性差异（P＞0.05）。天山北坡与阿尔泰山南坡的居群间雌株频率亦无显著差异（P＞0.05）。（3）天山北坡的居群中串珠老鹳草植株的密度高于其他三个分布区的（P＜0.05）,且该分布区中居群的密度与两性花植株出现的频率呈负相关（P＜0.05）,与雌全同株植株的频率呈正相关（P＜0.05）,与雌株的频率无相关性（P＜0.05）。伊犁河谷、准噶尔西部山区和阿尔泰山南坡的居群密度无显著差异（P＞0.05）,且各居群不同性别表型植株出现的频率与居群密度间无显著相关（P＞0.05）。此外,与其他三个地区相比较,天山北坡居群具有温度较高,降雨较少的特点。环境温度与居群密度（P＜0.01）株高及居群雌全同株植株的频率呈正相关关系（P＜0.05）,与两性花植株的频率呈负相关关系（P＜0.05）,与雌株的频率无相关性（P＞0.05）。（4）在所调查的47个居群中,两性花植株、雌全同株植株和雌株花数目均与植株大小呈正相关关系（P＜0.05）,说明该物种的个体越大,对繁殖资源的投入越多;雌全同株植株对两性花的资源投入均与植株大小呈正相关关系（P＜0.05）,但对雌花的投入与植株大小无关（P＞0.05）,说明雌花的出现不存在个体大小依赖性。两性花植株和雌全同株植株的两性花生物量均显著大于雌全同株植株和雌株雌花的（P＜0.05）。说明生产两性花消耗的资源比雌花大;雌全同株植株中的两性花生物量和雌蕊生物量显著高于雌花的（P＜0.05）,但两性花产生较大而数量较少的胚珠,雌花则产生较小但数量较多的胚珠和较重的种子,说明雌花会通过增多胚珠数、提高种子质量来补偿失去的雄性功能,该物种的雌全同株性别表型植株能“增加雌雄功能间资源配置的灵活性”。这些结果表明,串珠老鹳草属于典型的性多态物种。该物种性别表型在地理居群间的变化与气候参数有关,雌全同株植株频率随着干旱的增加而增加,且产生比两性花植株更大的种子,这可能是它们在温度高和降雨少的环境下的优势,而两性花植株更适宜生活在在温度较低,湿润的地区。
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