喜鹽鳶尾花部特征與交配系統(tǒng)研究

劉樂樂， 曹效東， 徐正茹， 張君芳， 吳永華*

(1.蘭州市園林科學(xué)研究所， 甘肅 蘭州 730070； 2.西北師范大學(xué)生命科學(xué)院， 甘肅 蘭州 730070)

鳶尾屬(Iris)植物全世界約有260～300種，生長于多種生境，主要分布于北半球溫帶地區(qū)[1]，隨著對其不斷地開發(fā)，逐漸被應(yīng)用于環(huán)境綠化、切花生產(chǎn)、醫(yī)療、日用化工等多個領(lǐng)域[2]。我國有豐富的鳶尾屬植物資源，共64種，主要分布于西南、東北與西北地區(qū)[3]。西北地區(qū)鳶尾屬植物有18種[3,4]，很多種處于未開發(fā)狀態(tài)。喜鹽鳶尾(Irishalophila)是鳶尾科鳶尾屬琴瓣鳶尾亞屬多年生草本植物[4]，分布于我國西北的甘肅、新疆地區(qū)，生境為草甸草原、山坡荒地、礫質(zhì)坡地及鹽堿地。目前對喜鹽鳶尾的研究主要有生理抗性[5-6]2012，化學(xué)成分分析[7-8]2014。遺傳多樣性[9-11]，種子休眠與萌發(fā)特性與種間雜交障礙[11-13]；逆轉(zhuǎn)運蛋白序列分析[14]，花色形成關(guān)鍵基因的克隆及表達分析等[15]。

植物的繁育系統(tǒng)是指有性生殖過程中直接影響后代遺傳組成的特征和行為系統(tǒng)，其中包括花部綜合特征，花的各器官壽命、花的開放樣式、傳粉者種類和頻率、自交親和程度和交配系統(tǒng)等，這些與傳粉者以及傳粉行為一起決定了植物后代的遺傳組成和適合度，其中花部綜合特征與交配系統(tǒng)是核心[16-17]。鳶尾屬植物由于具有豐富的色彩與多樣性的花部結(jié)構(gòu)，是研究進化生物學(xué)與物種形成的模式植物[18-20]，目前國內(nèi)對鳶尾屬花部特征與交配系統(tǒng)的研究越來越多[1]，有馬藺(I.lactea)[21]、鳶尾(I.tectorum)[22]、小花鳶尾(I.speculatrix)[23]、溪蓀(I.sanguinea)[24]、膜苞鳶尾(I.bulleyana)[25]等，其交配系統(tǒng)都為異交，除膜苞鳶尾自交不親和，其他鳶尾屬植物均是部分自交親和，蟲媒傳粉，主要的傳粉昆蟲有西方蜜蜂(Apismellifera)、中華蜜蜂(A.ceranacerana)、黃胸木蜂(Xylocopaappendiculata)與長木蜂(X.tranquebarorum)等，為這些植物的保護與利用提供了理論基礎(chǔ)；但是對喜鹽鳶尾花部特征與交配系統(tǒng)方面的研究卻鮮有報道。喜鹽鳶尾具有觀賞性佳，抗性強的優(yōu)良特性，在西北地區(qū)園林綠化、生態(tài)修復(fù)等方面有較大的應(yīng)用價值[12]，對其花部特征與交配系統(tǒng)的研究，不僅可以進一步加深對喜鹽鳶尾繁殖生物學(xué)的認識，了解其對生態(tài)環(huán)境的適應(yīng)性，還可以為其人工栽培，品種改良、雜交選育與合理的開發(fā)利用提供基礎(chǔ)資料。

1 材料與方法

1.1 研究地點、材料與試驗設(shè)計

以蘭州市園林科學(xué)研究所鳶尾屬植物種質(zhì)資源圃的喜鹽鳶尾居群為研究對象，該居群2012年由新疆引入，種植8年，面積約100 m2，共有喜鹽鳶尾300余株，主要為淡黃色花。喜鹽鳶尾為蝎尾狀聚傘花序，在花莖分枝處有3枚草質(zhì)綠色苞片，內(nèi)有兩朵花，小花從頂部苞片內(nèi)第2朵花開始往上下兩端逐步開放；喜鹽鳶尾的花被片呈淺黃色、黃色或藍紫色；花兩性，有3個單元構(gòu)成，每個單元包括1枚外花被、1枚雄蕊、1枚雌蕊與1枚內(nèi)花被；總共有6枚花被片，成兩輪排列，輻射對稱，子房紡錘狀圓柱形，子房中軸胎座，具3室。

研究地點的地理坐標為北緯36°7′1″，東經(jīng)103°42′21″，海拔1 542 m，屬于溫帶大陸性氣候，年平均氣溫為9.3℃，年平均日照為2 446 h，無霜期180 d，年平均降水量325 mm，年蒸發(fā)量1 650 mm[26]。2020年4-5月，隨機選擇無病蟲害，生長健壯的喜鹽鳶尾植株進行觀察與測試。

居群中設(shè)置4個區(qū)組：開花物候及花部特征觀察的時候，每個區(qū)組觀測花朵5個，共觀測20朵花；在花粉活力與柱頭可授性檢測時，8個觀測日期每個區(qū)組采集樣品2個，共檢測64朵花；在測量花粉/胚珠比時，每個區(qū)組采集樣品5個，共測量20朵花；測量雜交指數(shù)中，每個區(qū)組選擇10朵花，共測量40朵花；測量人工授粉試驗中，一共有9個處理(包括1個對照)，根據(jù)實際開花的情況，每個區(qū)組每個處理選擇4～6個即將開放且發(fā)育正常的花蕾，一共177朵花。

1.2 開花物候及花部特征觀察

觀測居群花期，以居群25%個體開花時為始花期(First flowering date)；50%的個體達到開花時視為群體開花高峰日期(Peak flowering date)；95%的個體開花結(jié)束為終花期(Last flowering date)[27-28]。記錄單株從第一朵花開放到最后一朵花閉合的天數(shù)；對每個花蕾進行標記，觀察單朵花的開花動態(tài)，記錄從花瓣開始展開到花瓣卷曲閉合的天數(shù)。用游標卡尺測量當天開花的花直徑、外花被長與寬、內(nèi)花被長與寬、花絲長、花藥長、花柱長與寬；開花前1 d套袋，開花當天用直徑0.2 mm硬質(zhì)毛細玻璃管吸取并測定泌蜜量；用糖度計(WYT-A，0%～80%)測量花蜜的糖度。

1.3 花粉形態(tài)、活力與柱頭可授性檢測

1.3.1花粉形態(tài)檢測 在植株盛花期收取自然開裂花藥中的花粉，自然干燥，將花粉用導(dǎo)電膠粘到樣品臺上，放在離子濺射鍍膜儀(JMB-3500VA)處理120 s，之后在Hitachi-S3400 N型掃描電子顯微鏡下觀察。隨機選取30粒花粉，選取有代表性視野進行拍照，對花粉粒的極軸長、赤道軸長以及表面紋飾進行測量與觀察。

1.3.2花粉活力與柱頭可授性檢測 在2020年5月12日，在4個區(qū)組中分別選取處于不同開花日期(開花前2 d至開花后5 d)的花朵，一共采集8 d，每天采集8個，共計64朵花，采集花粉與柱頭，測量花粉活力與柱頭可授性?；ǚ劢?jīng)MTT溶液染色5 min后觀察花粉粒的著色狀況，根據(jù)花粉粒著色狀況判斷花粉活力，花粉粒變?yōu)樗{紫色表示有活力[29]。每朵花重復(fù)觀察3個視野，并拍照。根據(jù)上述實驗結(jié)果計算花粉活力，計算公式為：

采用聯(lián)苯胺-過氧化氫法檢測柱頭可授性[30]，將柱頭浸入聯(lián)苯胺-過氧化氫溶液[V(質(zhì)量分數(shù)1%聯(lián)苯胺)∶V(體積分數(shù)3%過氧化氫)∶V(蒸餾水)=4∶11∶22]中，當柱頭被染為藍色并伴有大量的氣泡產(chǎn)生，說明柱頭具有可授性，反之則無。

1.4 花粉/胚珠比(P/O)與雜交指數(shù)(OCI)的檢測

在4個區(qū)組中分別選取次日開放(全部花冠從綠色苞片伸出)，且長度基本一致的花蕾，每個花蕾隨機選取一枚雄蕊，用HCl(1 mol·L-1)60℃水解1 h去除藥壁，每個雄蕊的花粉粒懸浮液定容至10 mL，用微量移液器吸取10 μL懸浮液于顯微鏡下觀察，統(tǒng)計每個雄蕊花粉量，取平均值X，則每個雄蕊的花粉數(shù)目1 000X。取子房在體視顯微鏡下用解剖刀剖開，統(tǒng)計胚珠數(shù)，重復(fù)20次，計算平均胚珠數(shù)。用平均每朵花的花粉量除以平均胚珠數(shù)得到花粉/胚珠比(P/O)。按Cruden[31]的標準，P/O為2.7～5.4時，其繁育系統(tǒng)為閉花受精；P/O為18.1～39.0時，繁育系統(tǒng)為專性自交；P/O為31.9～396.0時，繁育系統(tǒng)為兼性自交；P/O為244.7～2 588.0時，繁育系統(tǒng)為兼性異交；P/O為2 108.0～195 525.0時，繁育系統(tǒng)為專性異交。

按照Dafni的方法計算雜交指數(shù)(OCI)[32]，并判斷喜鹽鳶尾的繁育系統(tǒng)類型。對選取的40朵花進行測量，花直徑小于等于1.0 mm為0；1.0～2.0 mm為1，2.1～6.0 mm為2；大于6.0 mm為3。花藥開裂時間與柱頭可授期：雌蕊與雄蕊同時成熟或雌蕊先熟，為“0”；雄蕊先熟，為“1”；柱頭與花藥等高為“0”，柱頭與花藥在空間上分離，為“1”。上述3個指標相加值為OIC值。根據(jù)OIC值評判植物交配系統(tǒng)的評判標準為：0分，閉花受精；1分，專性自交；2分，兼性自交；3分，自交親和，異交，需要傳粉者；大于等于4分，部分自交親和，異交，需要傳粉者。

1.5 授粉試驗

在2020年4月28日至5月2日進行人工授粉試驗，不同區(qū)組的花蕾分別掛牌并做好標記。在開花前1 d(全部花冠從綠色苞片伸出)17∶00至19∶00分別對9組花蕾進行不同的授粉試驗：T1組花蕾直接套袋，檢測是否自交親和；T2組花蕾去雄后套袋，檢測是否無融合生殖；T3組花蕾去雄后不套袋，檢測自然條件下異交在交配系統(tǒng)的比例；T4組花蕾去雄后套袋，次日9∶00至11∶00人工異株授粉，與T3結(jié)果結(jié)合檢測自然條件下是否存在花粉限制；T5組花蕾套袋，次日9∶00至11∶00人工同株同花授粉，與T1結(jié)果結(jié)合檢測雌雄異位、異熟在避免自交中有多大作用；T6組花蕾去雄后套袋，次日9∶00至11∶00人工同株異花授粉，檢測同株異花授粉的親和性；T7組花蕾剝?nèi)?枚外輪花被片不套袋，自然授粉，檢測外輪花被片對交配成功的影響；T8組花蕾剝?nèi)ト炕ū黄蟛惶状?，自然授粉，檢測全部花被片對交配成功的影響；CK組花蕾自然授粉，以此組為對照組。在授粉后第14 d統(tǒng)計各組的坐果率、種子數(shù)和結(jié)籽率，計算公式分別為：

1.6 訪花昆蟲行為觀察

在盛花期，9∶00～17∶00點，利用樣方法觀測訪花昆蟲，每2 h觀察一次，每次觀察10 min，記錄樣方內(nèi)所有訪花昆蟲的種類、數(shù)量、訪花時間與訪花方式，并用照片記錄，連續(xù)觀察3 d。根據(jù)昆蟲在訪花過程中是否先后觸碰到柱頭的可授面與花藥中散開的花粉達到異花傳粉的效果，來判斷其是否為潛在的傳粉者。

1.7 統(tǒng)計分析

采用SPSS19.0統(tǒng)計分析軟件對本實驗的數(shù)據(jù)進行相關(guān)的統(tǒng)計分析。通過相關(guān)性分析(Correlation analysis)與線性回歸分析開花前后的天數(shù)分別與花粉活力和柱頭可授性比例之間的關(guān)系；用T檢驗來比較兩個柱頭之間的距離與外花被最窄處的寬度是否存在顯著差異；用廣義線性混合模型(GLMM)來分析授粉試驗不同處理之間種子數(shù)與結(jié)籽率是否存在顯著差異；統(tǒng)計數(shù)據(jù)用平均值±標準差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 花部特征

田間觀察的結(jié)果表明：喜鹽鳶尾花冠筒長約9.02 mm，呈圓柱形，分泌花蜜(圖1A)，花蜜分泌量為1.07 μL，糖度為27%?；ㄖ睆?9.70 mm，外花被3枚，淡黃色，長42.40 mm，寬12.91 mm，先端舒展為寬卵圓形；開放時自然下垂，至1/3處外花被兩側(cè)向上翻卷，呈提琴形；與上方兩個柱頭之間的接觸點為外花被的最窄處，其中兩個柱頭之間的距離(4.06 mm)顯著的大于外花被最窄處的寬度(2.49 mm，P<0.01)；中脈處有黃色蜜導(dǎo)(圖1A)。內(nèi)花被3枚，淡黃色，倒披針形，基部邊緣為黃色，長47.83 mm，寬11.99 mm(圖1B)?；ㄖ种Ρ馄?，3個，淡黃色，長231.90 mm，寬8.23 mm，頂端兩個三角形裂片，兩個柱頭位于裂片的基部(圖1B)。雄蕊長26.96 mm，花絲細長，花藥黃色，向外開裂；花藥長17.42 mm，位于兩個花柱之間，柱頭下方(圖1B)，花粉橙黃色(圖1B)。子房高39.14 mm，紡錘狀圓柱形，子房中軸胎座，具3室。

2.2 開花物候

喜鹽鳶尾在5月初現(xiàn)蕾，居群始花期為5月6日至5月13日，盛花期為5月14日至5月20日，末花期為5月21日至5月27日，全部花期約為22 d，其中盛花期為7 d，單花花期3～5 d，單花序花期6～11 d，單株花期11～15 d?；ǘ湓? d中的開花時間不固定，白天全天都有開放。單花開放時，花冠先由綠色的苞片中伸出(圖1C)，接下來3個花單元分離(圖1D)，然后外花被與雄蕊、柱頭整體與內(nèi)花被上下分離(圖1E)，之后外花被頂端部分下垂(圖1F)，花朵開放后第2 d，3個花單元各自卷曲在一起(圖1G)，花期最后所有的花被萎縮卷曲在一起(圖1H)。喜鹽鳶尾在開花前期，雄蕊長于雌蕊柱頭的頂端，雄蕊先成熟(圖1I)；開放后第2 d，雄蕊向上彎曲，頂端與柱頭同樣長，花粉散出具有活性(圖1 J)；第3 d，雄蕊中間繼續(xù)向上彎曲，弧度與花柱一致，柱頭向下彎曲，具有可授性(圖1K)；第4 d，花粉散落完，外花被萎縮卷曲(圖1L)。

圖1 喜鹽鳶尾花朵開放動態(tài)

2.3 花粉形態(tài)、活力與柱頭可授性

喜鹽鳶尾的花粉均呈單粒，兩側(cè)對稱，極面觀為一裂圓形，赤道面觀為橢圓形，花粉有一個萌發(fā)溝，極軸長約73.93 μm，赤道長約41.62 μm，極赤比(P/E)約為1.78(圖2A)；外壁為網(wǎng)狀紋飾(圖2B)。

圖2 喜鹽鳶尾花粉形態(tài)、外壁紋飾及花粉活力檢測

根據(jù)測量，喜鹽鳶尾的花粉花朵開放的前2 d，還沒有從花藥里散出時就已經(jīng)有活力(圖2C)；結(jié)果顯示在開花當天花粉活力最強，為(82.66±9.27)%，隨著花朵開放的時間變長，花粉活力逐漸降低，到開花第5 d時，花粉活力為最弱，為(9.57±1.91)%；花粉活力隨著天數(shù)的增加先升高后降低，與開花前后的天數(shù)呈現(xiàn)出顯著的負相關(guān)關(guān)系(P<0.05,圖3A)。柱頭在開花前沒有活力，開花0 d只有7.69%的柱頭檢測有可授性，開花1 d有25%的柱頭有可授性，開花2 d時100%的柱頭有可授性，之后柱頭可授性降低，開花5 d柱頭可授性比例為66.67%；柱頭可授性比例隨著天數(shù)的增加先升高后降低，與開花前后的天數(shù)呈現(xiàn)出顯著的正相關(guān)關(guān)系(P<0.05,圖3B)。

圖3 喜鹽鳶尾開花過程中花粉活力(A)與柱頭可授性比例(B)變化

2.4 花粉胚珠(P/O)比與雜交指數(shù)(OCI)

喜鹽鳶尾單花平均總花粉數(shù)為32 3750，平均總胚珠數(shù)為148.82，花粉胚珠比為2 175.47，根據(jù)花粉胚珠比判定交配系統(tǒng)為專性異交。單花直徑為79.70 mm，大于6.0 mm，為“3”；雄蕊先熟為“1”；柱頭與花藥在空間上分離，為“1”，三者相加，喜鹽鳶尾的雜交指數(shù)為5，根據(jù)雜交指數(shù)判定其交配系統(tǒng)為異交，部分自交親和，需要傳粉者。

2.5 授粉試驗結(jié)果

表1顯示喜鹽鳶尾直接套袋(T1)結(jié)籽率與種子數(shù)顯著低于對照組(P<0.05)；人工同株同花授粉(T5)坐果率為100%，種子數(shù)與結(jié)籽率與對照組不存在顯著差異；去雄后套袋(T2)坐果率與結(jié)籽率均為0.00%；去雄不套袋(T3)種子數(shù)與結(jié)籽率與對照組差異不顯著；人工異株授粉(T4)與人工同株異花授粉(T6)種子數(shù)與結(jié)籽率顯著高于對照組(P<0.05)；剝?nèi)?枚外輪花被(T7)與剝?nèi)ト炕ū黄?T8)的種子數(shù)與結(jié)籽率顯著低于對照組(P<0.05)，兩者座果率(35%)比對照組(100%)低；在未完全成熟的綠色種莢(7個)中有昆蟲幼蟲啃食種子，占總數(shù)的3.95%。

表1 喜鹽鳶尾授粉試驗結(jié)果

以上結(jié)果表明：喜鹽鳶尾自交親和，生殖過程以異交為主，需要傳粉者，不存在無融合生殖，自然狀態(tài)下存在花粉限制，花被片有助于提高種子數(shù)、結(jié)籽率與坐果率，有蟲食現(xiàn)象。

2.6 訪花昆蟲的種類及訪花行為

喜鹽鳶尾的主要訪花昆蟲有：條蜂(Anthophorasp.)、意大利蜜蜂(A.melliferaligustica)與中華蜜蜂，三者的訪花時間分別為13 s,34.67 s,13 s。雖然意大利蜜蜂的訪花時間長于其它兩者，但根據(jù)訪花行為判斷條蜂為潛在的傳粉昆蟲。訪花過程中，條蜂的身體可以進入柱頭與外花被之間的通道，頭部首先與柱頭的可授面接觸，傳遞異花花粉，繼續(xù)進入花冠筒基部吸食花蜜，此時花粉附著在條蜂的頭部與身體，最后從通道出來，與柱頭的不可授面接觸，避免自花傳粉(圖3A-圖3E)。中華蜜蜂(圖3F)與意大利蜜蜂(圖3G)為主要的訪花昆蟲，采集花蜜時，不接觸花藥與柱頭，直接從外花被與柱頭基部或者花冠與苞片的縫隙中伸入口器吸取花冠筒中的花蜜；采集花粉時，這兩種昆蟲不直接進入外花被與柱頭之間傳粉通道，只是從兩者側(cè)面的縫隙中探入身體采集花粉；因此判斷兩者并不是喜鹽鳶尾的有效傳粉昆蟲。

在觀測中還發(fā)現(xiàn)有淡脈隧蜂(Lasioglossumsp.)(圖3H)、螞蟻(圖3I)、食蚜蠅、甲蟲等訪花昆蟲，但數(shù)量較少；淡脈隧蜂的訪花時間長達382 s，其體型較少，鉆入未完全開放的花朵中盜取花粉；螞蟻除了采食花蜜，也會采食花瓣；還觀測到少量的蜘蛛，可能是訪花昆蟲的捕食者。

圖4 喜鹽鳶尾主要訪花昆蟲

3 討論與結(jié)論

3.1 喜鹽鳶尾的花部特征與傳粉昆蟲

鳶尾屬中不同物種花冠的緊湊性，即瓣化的柱頭與外花被之間傳粉通道的大小與其傳粉的泛化水平關(guān)聯(lián)。花瓣結(jié)構(gòu)較為松散的物種傳粉昆蟲種類豐富，例如變色鳶尾(I.versicolor)[33]；花瓣結(jié)構(gòu)較為緊湊的物種有效傳粉昆蟲較少，例如玉蟬花(I.ensata)[34]，傳粉通道兩側(cè)緊閉，有效傳粉者為三條熊蜂與西方蜜蜂。喜鹽鳶尾的傳粉通道入口閉合，兩側(cè)有較窄縫隙，花冠緊湊；通過傳粉通道采食花蜜與花粉的有效傳粉昆蟲只有條蜂；體型較大的意大利蜜蜂、中華蜜蜂與體型較小的螞蟻、淡脈隧蜂，不通過傳粉通道直接采集花粉或花蜜，會降低喜鹽鳶尾接受有效傳粉的幾率。因此，通過其花部特征與傳粉昆蟲判斷喜鹽鳶尾具有特化的傳粉系統(tǒng)。

花蜜與花粉是植物吸引傳粉昆蟲的兩種主要報酬[35]，也是植物重要的花部特征之一。喜鹽鳶尾分泌與儲存花蜜的器官為位于花朵基部的花冠筒，與其它無附屬物亞屬的鳶尾屬植物一樣，例如黃菖蒲、西伯利亞鳶尾、I.douglasiana等[36]。在對中國產(chǎn)鳶尾屬部分物種系統(tǒng)發(fā)生學(xué)的研究中，喜鹽鳶尾同樣被嵌入到無附屬物亞屬的無附屬物組[4]。喜鹽鳶尾的花蜜含糖量為27%，與I.douglasiana花蜜含糖量(24%～28%)類似[36]。對鳶尾科植物射干的研究表明，其花蜜在1 d中不同時段的泌蜜量與含糖量不同，既與昆蟲的訪花活動相適應(yīng)，也與環(huán)境因素有關(guān)(溫度、濕度)[37]。本研究觀察到喜鹽鳶尾花未開放時就有花蜜從苞片中溢出，但沒有對花蜜量與含糖量動態(tài)檢測；其花粉顏色為橙黃色，與蜜導(dǎo)顏色一致，表面有網(wǎng)狀的紋飾，有助于粘附到傳粉昆蟲的身體。訪花昆蟲中條蜂以采食花蜜為主，其余花粉與花蜜都采食。

喜鹽鳶尾去除外花被或全部花被片后，種子數(shù)與結(jié)籽率都小于對照組，坐果率降低，這可能與外花被的黃色蜜導(dǎo)有關(guān)。蜜導(dǎo)在蟲媒花中普遍存在，是一類對傳粉者具有特殊吸引和指示作用的花圖案或花結(jié)構(gòu)，例如無葉美冠蘭(Eulophiazollingeri)通過揮發(fā)香甜氣味與唇瓣上黃色蜜導(dǎo)可以誘導(dǎo)綠彩帶蜂進入花朵中覓食[38]，但是蜜導(dǎo)是否會影響植物的雌性繁殖適合度還不確定，例如藍翠雀花(Delphiniumcaeruleum)的蜜導(dǎo)黃色髯毛并不影響坐果率與結(jié)籽數(shù)[39]。因此喜鹽鳶尾外花被的蜜導(dǎo)能否通過吸引更多昆蟲訪花從而提高雌性適合度還需要進一步的驗證。

3.2 喜鹽鳶尾的交配系統(tǒng)

根據(jù)花粉胚珠比判斷喜鹽鳶尾的交配系統(tǒng)為專性異交；根據(jù)雜交指數(shù)判斷為異交型，部分自交親和，需要傳粉者；授粉試驗的結(jié)果表明喜鹽鳶尾以異交為主，部分自交親和，需要傳粉者，不存在無融合生殖。結(jié)合以上，判斷其交配系統(tǒng)為兼性異交。

雌雄同體植物的雌性功能與雄性功能在時間上的異熟與在空間上的異位有助于促進植物異花授粉，從而避免近交衰退[40]。在時間上，喜鹽鳶尾的雄蕊先熟，花粉在開花前2 d時已經(jīng)有活力，在開花當天的活力最高，開花之后花粉活力逐漸降低；雌蕊后熟，柱頭在開花前不具有可授性，開花后柱頭可授性逐漸上升，在第2 d達到頂峰，之后雌蕊可授性的比例逐漸下降。在空間上，喜鹽鳶尾雌雄異位，雌蕊成熟后，柱頭向下彎曲90°，伸展在外花被的外側(cè)；花藥被向內(nèi)翻卷的外花包裹，而無附屬物鳶尾屬植物的花藥并不會被向內(nèi)翻卷的外花被包裹。因此，喜鹽鳶尾提琴狀的外花被使其與無附屬物鳶尾相比雌雄異位的機制有所不同。這種雌雄異位機制可能與喜鹽鳶尾的花粉數(shù)量(323 750)較多有關(guān)，是同屬的鳶尾(22 732)[10]、小花鳶尾(34 293)[23]、溪蓀(51 176)[24]、膜苞鳶尾(61 080)[25]的花粉數(shù)量的6～14倍。較少的花粉散落的時間可能較短，例如溪蓀的花粉2 h就能完全散盡[24]；喜鹽鳶尾花粉數(shù)量多，完全散盡所需時間可能更長，需要更有效的雌雄異位機制來防止自交。人工同株同花授粉的坐果率、種子數(shù)與結(jié)籽率均高于直接套袋，說明這種雌雄功能的時空隔離能夠減少自花授粉，從而有利于促進異花授粉。

本研究中人工異花授粉的種子數(shù)與結(jié)籽率均高于對照組，說明喜鹽鳶尾在自然條件存在花粉限制，這可能是因為有效傳粉者不足有關(guān)。與大多數(shù)鳶尾屬植物一樣，喜鹽鳶尾具有較強的克隆生長能力，即通過根狀莖進行無性繁殖，作為一種生殖補償機制來保證繁衍[10,40]。

引入地與原生境差異可能會對自然居群繁殖成功構(gòu)成影響[41]。瑞士蘭科手參屬植物Gymnadeniaodoratissima的交互移栽試驗表明低海拔的低地居群移栽到高海拔后繁殖成功率沒有變化，但是高海拔的山地居群移栽到低海拔后繁殖成功率顯著下降，同樣海拔高度居群間移栽不會引起繁殖成功的變化，這可能是因為山地居群比低地居群的傳粉者更加多樣化[42]。南非石蒜科納麗花屬植物Nerinehumilis的交互移栽試驗表明本地表型與引入表型相比產(chǎn)生更多的種子[43]，這是因為本地表型能接受更多的花粉，單次訪花產(chǎn)生更多的種子。本研究的喜鹽鳶尾是引種成功的苗圃居群，其交配成功與原生境居群相比是否有差異以及原因有待進一步的研究。

4 結(jié)論

喜鹽鳶尾5—6月開花，部分雌雄異熟，雌雄異位，交配系統(tǒng)以異交為主，部分自交親和，不存在無融合生殖，需要傳粉者。