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滇黄芩居群及繁殖生物学的初步研究

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摘要:云南省昆明市阿子营调查样地的滇黄芩,主要生长于以石灰岩为母岩的酸性红壤土,居群呈成群型分布。在自然条件下只以种子进行有性繁殖;种子成熟散布后,随即发芽形成幼苗;幼苗可成功越冬者,经2~3年达到性成熟;每株有花序1~5条,为总状花序,每花序平均有花18.33朵。

关键词:滇黄芩;居群;繁殖生物学;昆明

中图分类号:R93

文献标识码:A

文章编号:1007-2349(2007)09-0019-02

植物在自然状态下的繁殖过程是对环境长期适应的反映。研究野生植物的繁殖生物学对了解植物生活史对策、了解繁殖器官对各种繁殖方式的适应机制,从而对生态学、保护生物学研究都具有重要意义。

滇黄芩(Scutellaria amoena C.H.Wright.)为唇形科黄芩属的一种多年生草本植物,特产我国云南、四川和贵州。云南是其集中分布的地区。滇黄芩在云南具有悠久的药用历史,首载《滇南本草》,谓其“味苦,性寒。上行泻肺火,下降泻膀胱火。男子五淋,女子暴崩,调经、安胎,清热。胎中有火热不安,清胎热,除六经实火、实热。所谓实火可泻,黄芩是也。热症多用之。”目前商品药材全部来自野生,由于长期的大量采集,资源日趋减少,现已是国家三级重点保护野生药材。因此,研究滇黄芩居群及繁殖生物学可为引种栽培和保护提供基础。

1 研究地点和方法

滇黄芩昆明居群样地位于云南省昆明市阿子营,北纬25度2,东经102度43,海拔1980m,坡向西。研究主要内容:(1)生境及居群结构;(2)生物学特性;(3)植株发育过程;(4)个体花序及花数;(5)繁殖体(果实及种子)的散布途径。

引种植株及组织培养繁育植株种植于云南中医学院中药学院温室。

2 结果与分析

2.1 居群及生境滇黄芩多生长在海拔1700~2500m左右的云南松林下或灌木丛草地及疏林中。本研究的居群位于开阔地。成土母岩为石灰岩,土壤为酸性(pH值6.6)红壤,含砂量2.468%,有机质5.833g/kg,有效鳞0.744g/kg,有效钾223.037g/kg,有效氮52.067g/kg。居群分布区内年平均气温14.7℃,最冷月6.5℃,最热月20.8℃,极低温-7.8℃,极高温31.5℃,年日照时数2416.7h,年降雨量998.6mm,湿度72%,无霜期230天。

在所研究的居群内无乔木,灌木层主要种类有火棘(Pyraeantha fortuneana)、金花小檗(Berberis wilsonae)、老鸦炮(Vaccinium fragile)、矮杨梅(Myrica nana),盖度10%左右;草本层主要种类有灯盏花(Erigeron breviseapus)、蒲公英(Taraxacum mongolicum)、毛莲菜(Picris hieraciolides)、风轮菜(Clinopodium ehinense)、小龙胆(Gentiana lineloata)、火绒草(Leontopodium subulatum)、地石榴(Ficus tikoua)、野坝子(Elsholtzia rugulosa)、蕨菜(Pteridium exeelsum)、马先蒿(Pedicularis rex)、灰毛风铃草(Campanula calla)、白薇(Cynanehum atratum)、牡蒿(Artemisia japonica)、牛至(Origanum vulgare)、翻白叶(Potentilla discolor)、刺芒野枯草(Arundinella setosa)、万丈深(Crepis lignea)、姜味草(Miemmeria biflora)、香清(Anaphalis siniea),盖度75%左右。

居群内滇黄芩的性成熟个体53株、占53.0%.未成熟个体37株、占37.0%,幼苗10株、占10%。滇黄芩种子成熟后,不经过休眠期,于当年萌发成幼苗,霜后倒苗。

2.2 生物学特性及个体发育 滇黄芩为多年生草本。茎铺散,平卧,长达20~35cm,常3~5叉状分枝,常带紫色,被柔毛。叶对生,叶柄短,长0.1~0.2cm,叶片长圆状卵形至长圆形,长1.4~3.5cm,宽0.7~1.5cm,基部圆形或楔形至浅心形,边缘有不明显的圆齿至全缘,上面暗绿色,无毛或被疏柔毛,下部淡绿色,密被下陷的腺点,沿中脉被柔毛。花对生,排列成顶生长5~14cm的总状花序;苞片叶状,披针状长圆形,长0.15~1.0cm;花梗短,长0.3~0.4em;花萼二唇形,常带紫色;花冠二唇形,紫色或蓝紫色,花冠筒长2.6~3.0cm,口部直径0.7~1.0cm;雄蕊4,二强(如图1),不外露,花药粉红色(花粉囊破裂前)或紫红色(破裂后),花丝扁平,中间两枚较长,长2.6~3.0cm,花药着生方式为背着药(如图2),花药长0.1~0.2cm,而边缘两枚较短,长2.3~2.6cm,花药着生方式为个字着药(如图3),花药长0.05~0.1cm,花粉黄色;子房上--位,2心皮,4深裂形成假4室(如图4),每室有一枚弯生胚珠(如图5),花柱细长,约2.3~2.8cm,柱头叉分枝状(如图6),

滇黄芩在自然条件下主要通过种子繁殖。种子依次成熟-散布后随即萌发形成幼苗,一年生即开花,4月下旬茎顶端花序轴开始分化,逐渐形成总状花序,花依次向上开放。5月初至8月中旬为盛花期,7月初至9月中旬为盛果期,10月中下旬花果期结束。霜后叶渐由红色变为黄褐色,直至倒苗,植物体进入休眠期。

2.3 开花结实习性滇黄芩每个主根上着生1个以上的主枝,且多次分枝。一些分枝发育为营养枝,另一些发育成花枝,进一步发育为果枝。总状花序顶生,每花序着生4至30朵小花。花萼二唇形,紫红色。进入花期。花枝渐多,每个花枝从下到上小花依次出现,陆续开放,几天后花瓣连带雄蕊柱头一起脱落,子房发育成果实。滇黄芩小花开放时间(花瓣刚展开至脱落)基本持续1~3天,大部分小花持续约2天;花序开放时间(花序的第一朵小花开放至全部小花开放完)基本持续3~8天,大部分是5天左右。花序的每一朵小花开放2~3天后每日开放的小花数最多。

2.4 传粉方式滇黄芩小花为唇形花,颜色紫红鲜艳.无芳香气味。雄蕊4枚,2强,花药纵裂散粉,裂口处有白色髯毛。花粉椭圆形,粘性差、量不多。各生雌蕊,子房上位,柱头顶端浅二裂、光滑。开花时,上唇与下唇花瓣开裂小缝,柱头及雄蕊不伸出花瓣。具有与虫媒及异花授粉相适应的结构和机制。

2.5 果实、种子及其散布机制 滇黄芩花受精后。花瓣连带雄蕊、柱头一起脱落,子房膨大发育成果实。每枚果实里有一粒种子。果实约经一个月的生长后成熟,随即散布。滇黄芩种子散布机制可能有-(1)借助动物(主要是放牧的羊等家畜)和人;(2)随机散布:当小坚果成熟时,因果实较小可随风传播。

2.6 结实率所研究的居群,开花个体占总个体的53.0%,每株有花序1~5条,每花序平均有18.33朵小花,每花有胚珠4枚,经过传粉受精后,能正常结实,结实率在95%以上。

3 讨论

从观察结果来看,滇黄芩植株外部形态及个体发育符合唇形科生物学特征。自然条件下滇黄芩行有性繁殖,未见营养繁殖,幼苗越冬繁殖率低,自然更新能力差。由于滇黄芩种子小,成熟期不一致,肉眼不易区分种子是否成熟,加大采收难度。经测定种子萌发率仅42.8%,种子保存时间越长,萌发率越低。滇黄芩具有特殊药用价值,长期遭到无序采挖,甚至破坏性开采,使野生居群生存受到威胁。因此应采取一定的保护性措施,尽快采取人工栽培或组织培养快速繁殖。