高山植物是全球陆地生态系统的重要组成部分,高山地区环境条件恶劣,生态因子可预见性差,植物繁育系统特征对环境的适应性极强,这种独特的环境条件对于研究高山植物繁育系统的适应性和进化机制具有重要意义。当在传粉昆虫缺乏的情况下能够保证种子产生和提供生殖保障的自花授粉被认为有效地繁殖策略。本文研究了乌鲁木齐河源区11种高山冰缘优势植物的传粉生物学。我们对11种高山冰缘优势植物的传粉方式、柱头的结构进行了初步的研究,并对山羊臭虎耳草的植株形态、传粉生物学、结实和种子萌发进行了系统的研究。研究结果如下： 1、在高寒的环境条件下乌鲁木齐河源区的11种高山冰缘优势植物均具有主动自花授粉的能力,且主动自花授粉具体表现在以下几个方式：花丝运动、子房或花柱生长、花药紧包、花丝伸长、花粉流动和闭花授粉,这些不同的传粉方式表明植物能够在传粉过程中不依赖传粉媒介而实现主动自花授粉,对于揭示植物在极端环境条件下的繁殖策略具有重要意义。 2、通过对7种高山冰缘优势植物的柱头表面结构的超微结构观察,我们发现不同的传粉模式下的植物的柱头具有适应自身自交传粉的结构：花丝运动模式下的植物的柱头呈漏斗状；子房或花柱生长模式下植物的柱头呈平台状或者是直立的三裂状；花药紧包和花丝生长模式下的植物的柱头由于有花药的紧密接触表面的乳突状细胞呈现不规则排列；花药流动模式下的植物的柱头呈沟状,柱头结构的这种对传粉过程的适应对于揭示环境因子能够驱动植物花部结构的适应性进化提供了重要依据。 3、通过对山羊臭虎耳草传粉生物学研究得到：山羊臭虎耳草的植株高6.64±0.73 cm（n=40）,主茎长6.33±0.86 cm（n=40）、粗0.10±0.01 cm（n=40）。在我们的研究地点,山羊臭虎耳草在七月和八月开花,在海拔为3800米的植物的花期比在海拔为3500米的长大约3天。当花粉活性和柱头可授性达到它们的最高峰（分别为94%±6%和96%±13）时,通过花丝的运动引导的花药的运动能够消除雌雄异位,并且实现自花授粉。具有大量的圆柱形的乳突状细胞和油性花粉鞘的凹形的柱头能够容纳大量的花粉。对山羊臭虎耳草繁殖系统研究发现主动的自花授粉能够在恶劣的天气条件下提供生殖保障。去除花药和去除去柱头处理的均不结实,自花受精与异花受精的结实率差异显著,表明存在近交衰退,而对照组与花开前套袋处理的结实率没有表现出差异,表明不存在花粉限制。研究发现山羊臭虎耳草没有高效的传粉者。山羊臭虎耳草的这些特征表明,作为一个高山冰缘物种,虽然保持了从它的祖先遗传下的部分特征,但是延迟的主动自花授粉的能力得到了很好的进化。 以上研究结果表明了在高寒地区,由于环境条件恶劣以及传粉昆虫的缺乏,植物能够通过主动自花授粉实现生殖成功,而这种授粉方式对于维持植物对环境的适应性具有重要意义,进一步开展对高山冰缘植物传粉生物学研究,对于揭示高山地区植物的自交进化提供理论依据。