范少茹，符佳豪，莊秋榮，張永俠，王銀杰，張 婷，劉清泉，田松青，原海燕*

(1.江蘇省中國(guó)科學(xué)院植物研究所，江蘇 南京 210014；2.蘇州農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 蘇州 215008)

鳶尾屬(IrisL.)植物是一類(lèi)具有較高觀賞、生態(tài)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值的多年生草本植物，全球約300個(gè)種，主要分布于亞歐大陸和北美洲的溫帶地區(qū)[1-2]。據(jù)中國(guó)植物志記載，我國(guó)產(chǎn)鳶尾屬植物約60種、13個(gè)變種及5個(gè)變型，占全球資源的1/5多,主要分布于我國(guó)西北、西南及東北[3-4]。近年來(lái)，隨著國(guó)內(nèi)對(duì)鳶尾屬植物研究與開(kāi)發(fā)利用的逐漸重視，鳶尾屬植物在園林應(yīng)用、生態(tài)修復(fù)、傳統(tǒng)醫(yī)藥、香水和化妝品等行業(yè)產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益[5-7]。

黃菖蒲(IrispseudacorusL.)為鳶尾科鳶尾屬無(wú)附屬物亞屬的多年生草本植物，原產(chǎn)于歐洲、北非和西亞等地，目前在我國(guó)各地都有引種栽培。黃菖蒲花期為4—5月份，花色黃艷，花姿秀美，觀賞價(jià)值極高，主要應(yīng)用于城市綠化以及水體美化和凈化[3]。目前對(duì)黃菖蒲研究主要集中在水體凈化[8-9]、生理抗性[10-11]、雜交育種[12]、種子萌發(fā)特性[13]、遺傳多樣性[14]等方面，對(duì)黃菖蒲花部特征及繁育習(xí)性等方面的研究還鮮有報(bào)道。黃菖蒲作為一類(lèi)在我國(guó)廣泛引種栽培的鳶尾屬植物，長(zhǎng)久以來(lái)被應(yīng)用的黃菖蒲花色均為金黃色，花色單一，因此，了解黃菖蒲生殖生物學(xué)相關(guān)基本特征對(duì)利用遺傳育種進(jìn)行花色改良以進(jìn)一步豐富黃菖蒲的花色和提高應(yīng)用價(jià)值具有重要的意義。

植物的繁育系統(tǒng)為能夠影響到后代遺傳組成及適應(yīng)性的因素總和，主要影響因素包括花器官特征及壽命、開(kāi)花動(dòng)態(tài)、傳粉者的類(lèi)型及繁育習(xí)性等，其中植物的花器官特征與繁育習(xí)性是其主要影響因素[15-16]。目前國(guó)內(nèi)外已有相關(guān)研究的鳶尾屬植物有鳶尾(Iristectorum)[17]、溪蓀(Irissanguinea)[18]、馬藺(Irislactea)[19]、喜鹽鳶尾(Irishalophila)[20]、小花鳶尾(Irisspeculatrix)[21]、膜苞鳶尾(Irisscariosa)[22]等，為鳶尾屬植物的栽培及育種提供了理論基礎(chǔ)。黃菖蒲花部特征與繁育習(xí)性在國(guó)內(nèi)外尚未見(jiàn)報(bào)道，為此，該研究擬通過(guò)觀察記錄與授粉試驗(yàn)等方法，對(duì)黃菖蒲的花器官特征、開(kāi)花動(dòng)態(tài)、花粉形態(tài)及活力、柱頭可授性、繁育習(xí)性與訪花昆蟲(chóng)進(jìn)行了觀察與研究，為黃菖蒲生殖生物學(xué)特征提供依據(jù)，同時(shí)為后期雜交育種、品種改良與資源利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 研究材料

以江蘇省中國(guó)科學(xué)院植物研究所鳶尾種質(zhì)資源圃中的黃菖蒲居群為研究對(duì)象，該居群于1994年自新疆烏魯木齊植物園引種，種植20余年，面積約50 m2，共有黃菖蒲200余株。經(jīng)江蘇省中國(guó)科學(xué)院植物研究所黃蘇珍研究員鑒定，為鳶尾科植物黃菖蒲(Irispseudacorus)。研究地處北緯32°05′79″，東經(jīng)118°83′61″，海拔48 m，屬亞熱帶季風(fēng)氣候，年平均氣溫14.7℃，相對(duì)濕度76%，年平均降水量1 000.4 mm，年平均日照為1 933 h，無(wú)霜期237 d。2022年4—5月，隨機(jī)選擇生長(zhǎng)健壯、無(wú)病蟲(chóng)害的黃菖蒲植株進(jìn)行觀測(cè)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.1生殖生物學(xué)性狀觀察 將研究材料中所選居群設(shè)置4個(gè)面積為3 m×3 m的區(qū)組?；ú刻卣餍誀钣^察為盛花期時(shí)每個(gè)區(qū)組測(cè)量3朵花，共12朵花；花粉活力及柱頭可授性測(cè)定為每天隨機(jī)取3朵花測(cè)定，共測(cè)定3天；花粉/胚珠比共測(cè)定20朵花，每個(gè)區(qū)組測(cè)定5朵；雜交指數(shù)共測(cè)定40朵花，每個(gè)區(qū)組10朵。

1.2.2授粉實(shí)驗(yàn) 選取即將開(kāi)放的花蕾進(jìn)行授粉試驗(yàn)，設(shè)置T1—T9共9個(gè)處理(包括對(duì)照)，每個(gè)處理選擇20朵即將開(kāi)放的花蕾進(jìn)行授粉。T1處理為花蕾直接套袋；T2處理為花蕾去雄后套袋；T3處理為花蕾去雄后不套袋，自然授粉；T4處理為花蕾去雄后套袋，次日9∶00—11∶00人工異株授粉；T5處理組為花蕾套袋，次日9∶00—11∶00人工同株同花授粉；T6處理組為花蕾去雄后套袋，次日9∶00—10∶00人工同株異花授粉；T7處理組為花蕾去除外輪花被片后不套袋，自然授粉；T8處理組為花蕾去除全部花被片后不套袋，自然授粉；對(duì)照組(CK)為花蕾自然授粉。在授粉14 d后統(tǒng)計(jì)各組的種子數(shù)、坐果率及結(jié)籽率，計(jì)算公式為：種子數(shù)=(某組所有種子數(shù)/該組果實(shí)數(shù))×100%；坐果率=(某組的果實(shí)數(shù)/處理個(gè)數(shù))×100%；結(jié)籽率=(某組所有果實(shí)結(jié)籽率總和/該組的果實(shí)數(shù))×100%。根據(jù)授粉試驗(yàn)所得結(jié)籽率計(jì)算黃菖蒲在自然狀態(tài)下是否存在花粉限制和繁殖保障。

1.3 測(cè)定方法

1.3.1開(kāi)花物候及花部特征觀察 對(duì)區(qū)組內(nèi)黃菖蒲植株的花仔細(xì)觀察，記錄該居群的花期、單株花期(單株上第1朵花開(kāi)花到最后1朵花閉合的天數(shù))、單花花期(一朵花從開(kāi)放到閉合的時(shí)間)及開(kāi)花進(jìn)程(始花期為區(qū)組內(nèi)10%的植株同時(shí)開(kāi)花，盛花期為區(qū)組內(nèi)超過(guò)50%的植株同時(shí)開(kāi)花，末花期為區(qū)組內(nèi)僅剩10%以?xún)?nèi)的植株仍在開(kāi)花)[23]。使用游標(biāo)卡尺測(cè)量開(kāi)花當(dāng)天的花直徑、花縱徑、垂瓣長(zhǎng)與寬、旗瓣長(zhǎng)與寬、柱頭長(zhǎng)與寬、花絲長(zhǎng)及花藥長(zhǎng)。

1.3.2花粉形態(tài)檢測(cè) 在黃菖蒲盛花期收集自然開(kāi)裂花藥中的花粉，烘箱40℃低溫烘干，取干燥花粉抖落在貼有導(dǎo)電膠的樣品臺(tái)上，使用洗耳球吹凈多余的花粉，將樣品臺(tái)放至在離子濺射鍍膜儀(日本EIKO公司)中噴金鍍膜，之后用Hitachi S 3000 N掃描電鏡(日本Hitachi公司)進(jìn)行觀察。選取代表性的視野觀察花粉粒及其外壁紋飾并進(jìn)行拍攝，對(duì)花粉的極軸長(zhǎng)和赤道軸長(zhǎng)進(jìn)行測(cè)量，以極軸長(zhǎng)/赤道軸長(zhǎng)(P/E)表示花粉粒形狀：P/E>1.6為長(zhǎng)橢球形；P/E處于1.3～1.6之間為橢球形；P/E<1.3為類(lèi)球形[24]。

1.3.3花粉活力與柱頭可授性檢測(cè) 選取未開(kāi)放的花蕾掛牌，從開(kāi)花前一天開(kāi)始采集，至花朵萎蔫，每天采集3朵花的花粉與柱頭，測(cè)量花粉及柱頭可授性。使用0.5%的TTC(2,3,5-氯化三苯基四氮唑)溶液測(cè)定不同時(shí)期的花粉活力。具體操作步驟如下：取少量花粉置于離心管上，加200 μL TTC溶液，攪拌均勻，避光染色20 min后制片。在光學(xué)顯微鏡低倍鏡下觀察，每個(gè)片子取3個(gè)視野，每個(gè)視野至少觀察50個(gè)花粉粒，具有較強(qiáng)生活力的花粉粒呈深紅色，微弱活力的花粉粒呈淡紅色，無(wú)活力或不育的花粉為無(wú)色?；ǚ刍盍?(視野內(nèi)染色的花粉粒數(shù)/視野內(nèi)花粉總數(shù))×100%。

采集到的柱頭浸入滴有聯(lián)苯胺-過(guò)氧化氫反應(yīng)液(1%聯(lián)苯胺∶3%過(guò)氧化氫∶水=4∶11∶22，體積比)的凹面載玻片中，觀察并拍照記錄，柱頭周?chē)首厣⑶矣写罅繗馀莓a(chǎn)生表明其具有可授性，反之則無(wú)[25]。

1.3.4花粉/胚珠比(Pollen/Ovule，P/O)與雜交指數(shù)(Outcrossing index，OCI)檢測(cè) 隨機(jī)選取花藥尚未開(kāi)裂的黃菖蒲花蕾，每個(gè)花蕾隨機(jī)選取1枚雄蕊用1 mol·L-1HCl于60℃水浴下水解去除藥壁后，蒸餾水定容至10 mL，振蕩器上震蕩制成花粉粒懸浮液，吸取花粉粒懸浮液10 μL置于載玻片上，在顯微鏡下觀察并統(tǒng)計(jì)花粉數(shù)，取其平均值X，則每朵花的花粉數(shù)為3×1 000X；將隨機(jī)選取到的黃菖蒲花蕾子房在解剖鏡下用解剖刀剖開(kāi)心皮，觀測(cè)并記錄其胚珠數(shù)，取其平均值。計(jì)算出花粉/胚珠比(P/O)判定其繁育習(xí)性?；ǚ?胚珠比(P/O)=平均每朵花的花粉數(shù)/平均每朵花的胚珠數(shù)。P/O為2.7～5.4時(shí)，繁育習(xí)性為閉花受精；P/O為18.1～39.0時(shí)，繁育習(xí)性為專(zhuān)性自交；P/O為31.9～396.0時(shí)，繁育習(xí)性為兼性自交；P/O為244.7～2 588.0時(shí)，繁育習(xí)性為兼性異交；P/O為2 108.0～195 525.0時(shí)繁育習(xí)性為專(zhuān)性異交[26]。

雜交指數(shù)OCI值為以下三者相加：(1)花朵直徑≤1 mm記為0，1～2 mm記為1，2.1～6 mm記為2，>6 mm記為3；(2)雌雄蕊同時(shí)成熟或雌蕊先熟記為0，雄蕊先熟記為1；(3)雌蕊與雄蕊為同一高度記為0，空間分離記為1。當(dāng)OCI=0時(shí)，繁育習(xí)性為閉花受精；OCI=1時(shí)，繁育習(xí)性為專(zhuān)性自交；OCI=2時(shí)，繁育習(xí)性為兼性自交；OCI=3時(shí)，繁育習(xí)性為自交親和，有時(shí)需要傳粉者；OCI=4時(shí)，繁育習(xí)性為部分自交親和，異交，需要傳粉者[27]。

1.3.5花粉限制及繁殖保障 花粉限制(Pollen limitation,PL)是落在柱頭上的花粉數(shù)量不足導(dǎo)致的結(jié)實(shí)受限現(xiàn)象[28]，SS(Seed setting rate)為結(jié)籽率，以雜交授粉(Cross-pollination，CP)和自然授粉(Open-pollination，OP)結(jié)籽率的差值評(píng)估花粉限制：PL=SSCP-SSOP；若PL<0，說(shuō)明不存在花粉限制；若PL>0，且在統(tǒng)計(jì)學(xué)上差異顯著(P<0.05)，則存在花粉限制。

繁殖保障(Reproductive assurance,RA)是在缺少傳粉者或配子的情況下以自花授粉來(lái)保證繁衍的一種現(xiàn)象[29]，以去雄后自然授粉(Pollination after emasculation，PE)和自然授粉結(jié)籽率的比值來(lái)判斷繁殖保障的有無(wú)及高低[30]：RA=1-SSPE/SSOP；若RA<0，說(shuō)明不存在繁殖保障；RA>0，存在繁殖保障現(xiàn)象。

1.3.6訪花昆蟲(chóng)行為觀察 在黃菖蒲盛花期，每天9∶00至17∶00觀察樣方內(nèi)的所有訪花昆蟲(chóng)，記錄觀察到的訪花昆蟲(chóng)的種類(lèi)、數(shù)量、單次訪花時(shí)間并拍照記錄不同訪花昆蟲(chóng)。根據(jù)昆蟲(chóng)在訪花過(guò)程中身上是否攜帶花粉來(lái)判斷是否為潛在的傳粉者。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

使用SPSS 26.0(IBM Corp.，Chicago，IL)通過(guò)單因素ANOVA和獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析；圖片使用Photoshop 2020軟件處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 黃菖蒲花部特征

觀察結(jié)果表明，黃菖蒲苞片綠色，3～4枚，花為兩性花，花被片兩輪排列，輻射對(duì)稱(chēng)，子房三棱狀柱形，心皮三枚，中軸胎座。黃菖蒲花平均直徑10.88 cm，平均縱徑9.76 cm；外花被3枚，花色黃色并伴隨黑褐色條紋，長(zhǎng)6.87 cm，寬3.66 cm，先端卵圓形或倒卵形，開(kāi)放時(shí)自然下垂(圖1A)，轉(zhuǎn)折處與柱頭接觸，基部狹楔形，兩側(cè)向上翻折(圖1C)，寬度略小于柱頭；內(nèi)花被裂片較小，3枚，黃色，倒披針形，長(zhǎng)2.45 cm，寬0.57 cm(圖1B)；花柱分枝3個(gè)，淡黃色，略彎曲，與外花被裂片形成可讓授粉昆蟲(chóng)進(jìn)入的空間，長(zhǎng)3.71 cm，寬1.23 cm，頂端裂片半圓形，邊緣呈稀疏牙齒狀，柱頭成熟后向上翻折(圖1C)；雄蕊長(zhǎng)2.75 cm，花絲細(xì)長(zhǎng)，花藥紫色，向外開(kāi)裂；花藥長(zhǎng)1.19 cm，位于柱頭下方，花粉黃色(圖1A)。

圖1 黃菖蒲花部特征

2.2 黃菖蒲開(kāi)花物候

黃菖蒲4月下旬現(xiàn)蕾，始花期為04/20—04/27，盛花期為04/28—05/10，末花期為05/11—05/20，總體花期約為30 d，其中始花期7 d，盛花期13 d，末花期9 d，單花花期2～3 d，單株花期6～8 d?；ǘ淝缣鞎r(shí)早上8∶00～10∶00陸續(xù)開(kāi)放，單花開(kāi)放時(shí)，黃色的花蕾開(kāi)始伸長(zhǎng)(圖2A)，接下來(lái)各個(gè)花器官綻開(kāi)(圖2B)，外花被片緩慢舒展并下垂，內(nèi)花被片保持直立舒展的狀態(tài)，隨后柱頭慢慢彎曲向外花被片靠近(圖2C)?；ǘ溟_(kāi)放的第2 d，外花被片開(kāi)始萎蔫并向內(nèi)卷曲(圖2D)，花被片及柱頭開(kāi)始向內(nèi)抱合(圖2E)，直至最后所有花被片及柱頭萎縮卷曲在一起(圖2F)。黃菖蒲在開(kāi)花過(guò)程中，雄蕊始終短于柱頭，開(kāi)花前1 d，雄蕊已經(jīng)成熟；開(kāi)花第1 d，柱頭具有可授性，雄蕊散出花粉，大多數(shù)花粉在散出幾小時(shí)后落在外花被片上；開(kāi)花第2 d，花粉散完，外花被萎蔫卷曲。

圖2 黃菖蒲花朵開(kāi)放動(dòng)態(tài)

2.3 花粉形態(tài)、活力及柱頭可授性

掃描電鏡觀察結(jié)果表明，黃菖蒲的花粉形狀為長(zhǎng)橢球形，萌發(fā)溝數(shù)量為一個(gè)(圖3A)，外壁紋飾為顯著粗網(wǎng)狀，網(wǎng)眼內(nèi)為凹凸不平的凸起(圖3C)，極軸長(zhǎng)約130.23 μm，赤道軸長(zhǎng)42.35 μm，極軸長(zhǎng)和赤道軸長(zhǎng)之比(P/E)約為3.08(圖3B)；花粉活力檢測(cè)結(jié)果表明，黃菖蒲花粉在開(kāi)花前一天花粉未散出時(shí)就具有很強(qiáng)的活力(91.71±5.81)%，此時(shí)柱頭還沒(méi)有可授性(圖4A，圖5A)；開(kāi)花當(dāng)天的花粉活力達(dá)到最高(92.62±2.75)%，柱頭可授性也最強(qiáng)(圖4B，圖5B)，此時(shí)為授粉的最佳時(shí)間；開(kāi)花第二天，花粉活力下降至(51.50±12.84)%，柱頭可授性也顯著降低(圖4C，圖5C)?？傮w來(lái)看，黃菖蒲的花粉活力及柱頭可授性呈現(xiàn)先升高，后降低的趨勢(shì)(表1)。

圖3 黃菖蒲花粉形態(tài)、外壁紋飾

圖4 黃菖蒲花粉活力

圖5 黃菖蒲柱頭可授性

表1 黃菖蒲花粉活力及柱頭可授性

2.4 花粉/胚珠比(P/O)及雜交指數(shù)OCI值的估算

黃菖蒲單花平均總花粉數(shù)為47 700.0，平均胚珠數(shù)為125.4，花粉/胚珠比(P/O)為380.4，判定黃菖蒲的繁育習(xí)性為兼性自交或兼性異交；黃菖蒲單花直徑為107.90 mm，記為“3”；雄蕊先熟，記為“1”；雌蕊與花藥在空間上分離，記為“1”，黃菖蒲的OCI值為5，判定其繁育習(xí)性為以異交為主，部分自交親和，需要傳粉者。

2.5 繁育習(xí)性

2.5.1授粉試驗(yàn)結(jié)果 如表2所示，T1組種子數(shù)及結(jié)籽率為0；T2組坐果率為100%，結(jié)籽率為0；T3組的種子數(shù)與結(jié)籽率近乎為0；T4組及T6組的種子數(shù)與結(jié)籽率顯著高于對(duì)照(P<0.05)；T5組種子數(shù)與結(jié)籽率與對(duì)照差異不顯著；T8組的種子數(shù)與結(jié)籽率均為0。以上結(jié)果表明：黃菖蒲自交親和，去雄套袋后子房自然膨大，但胚珠并沒(méi)有發(fā)育，因此不存在無(wú)融合生殖的現(xiàn)象，去掉外輪花被片后不結(jié)實(shí)。

表2 黃菖蒲授粉試驗(yàn)結(jié)果

2.5.2花粉限制及繁殖保障 根據(jù)授粉試驗(yàn)的結(jié)籽率來(lái)計(jì)算黃菖蒲在該引種地自然狀態(tài)下的花粉限制及繁殖保障程度。結(jié)果表明，CK組與T4組的結(jié)實(shí)率相差較大，與T5組結(jié)籽率相近，黃菖蒲在該引種地存在較高的花粉限制(PL=0.22，P<0.05)(圖6A，圖6B)及繁殖保障(RA=0.88)(圖6C)現(xiàn)象。

圖6 黃菖蒲花粉限制及繁殖保障

2.6 訪花昆蟲(chóng)種類(lèi)及訪花行為

黃菖蒲的主要訪花昆蟲(chóng)有黑紋食蚜蠅(Episyrphusbalteatus)、淡脈隧蜂(Lasioglossum)與薊馬(ThripsvulgatissimusHaliday)，三者的訪花時(shí)間分別為30 s～1 min，5 s～13 s，1 h～6 h。黃菖蒲生境為湖畔或沼澤，葉片上常常散生有薊馬的卵，孵化后成蟲(chóng)就在柱頭下取食和活動(dòng)，雖然薊馬的訪花時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)長(zhǎng)于其他兩者，但是由于薊馬行動(dòng)距離短、訪花數(shù)少、花粉攜帶量少[31]，判斷黑紋食蚜蠅為潛在的傳粉昆蟲(chóng)。訪花過(guò)程中，黑紋食蚜蠅會(huì)停落在垂瓣上取食上面的花粉，跟隨蜜導(dǎo)的指引進(jìn)入柱頭與外花被之間的訪花通道，因?yàn)橹^的可授面與外花被形成了訪花通道的半閉合入口，因此黑紋食蚜蠅的身體會(huì)與柱頭的授粉處接觸，傳遞花粉，隨著黑紋食蚜蠅進(jìn)入傳粉通道，雄蕊上的花粉會(huì)黏在黑紋食蚜蠅的頭部與背部(圖6 A-D)。淡脈隧蜂采集花蜜時(shí)直接在柱頭基部或花冠筒上伸入口器吸取花蜜；采集花粉時(shí)并不直接進(jìn)入傳粉通道，而是在柱頭兩側(cè)的縫隙中探入身體采集花粉，且在觀察過(guò)程中，中華蜜蜂及淡脈隧蜂的數(shù)量較少，因此判斷二者并不是黃菖蒲的有效傳粉昆蟲(chóng)。在觀測(cè)過(guò)程中還發(fā)現(xiàn)了少量的蜻蜓與蜘蛛，可能是訪花昆蟲(chóng)的捕食者。

3 討論

植物的花部構(gòu)造往往與傳粉者相適應(yīng)[23]，而鳶尾屬中不同物種的傳粉者與其柱頭與垂瓣之間傳粉通道的大小具有相關(guān)性[20]。例如鳶尾的花瓣結(jié)構(gòu)較為松散，花藥隱藏于柱頭之下，因此適合黃胸木蜂(XylocopaappendiculataSmith)等大型昆蟲(chóng)傳粉[17]；喜鹽鳶尾的花冠緊湊，傳粉通道狹窄，因此有效傳粉昆蟲(chóng)只有條蜂(Anthophorasp.)[20]。而本研究對(duì)象黃菖蒲柱頭彎曲，傳粉通道的入口狹窄，因此授粉昆蟲(chóng)黑紋食蚜蠅體型較為扁平。

圖7 黃菖蒲主要訪花昆蟲(chóng)

花蜜與花粉是植物吸引昆蟲(chóng)的兩種主要手段[32]，鳶尾花蜜腺為部分心皮不愈合，在子房室內(nèi)反卷，表皮細(xì)胞分化為產(chǎn)蜜組織發(fā)育而成[33]。本研究發(fā)現(xiàn)黃菖蒲的蜜腺位于心皮邊緣，花蜜由孔道流至花瓣基部，與研究結(jié)果相吻合。除此之外，鳶尾垂瓣同樣具有吸引及引導(dǎo)授粉昆蟲(chóng)的作用，研究發(fā)現(xiàn)，垂瓣在鳶尾花授粉過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用，如果去除垂瓣，授粉將不能進(jìn)行[34-35]，本研究結(jié)果也證實(shí)了這一點(diǎn)。黃菖蒲去除外花被或全部花被片后，種子數(shù)與結(jié)籽率為0，說(shuō)明了外花被片在黃菖蒲吸引授粉者中起著決定性的作用。此外，黃菖蒲外花被片為黃色，對(duì)昆蟲(chóng)有著天生的吸引力；外花被片上還有從基部延伸的棕黑色條紋蜜導(dǎo)，蜜導(dǎo)是一類(lèi)對(duì)授粉昆蟲(chóng)有著吸引和指示作用的花圖案或花結(jié)構(gòu)[20]；黃菖蒲的外花被片還有承載授粉昆蟲(chóng)，與柱頭構(gòu)成授粉通道的作用；黃菖蒲花藥開(kāi)裂后花粉也多數(shù)散落在外花被片上吸引昆蟲(chóng)。因此，黃菖蒲的外花被片的結(jié)構(gòu)與功能已完全特化，是用來(lái)吸引授粉昆蟲(chóng)的主要手段。

本研究授粉試驗(yàn)結(jié)果中T1組(花蕾直接套袋)坐果率及結(jié)籽率為0%；T2組(花蕾去雄后套袋)坐果率、結(jié)實(shí)率為100%和0%；T3組(花蕾去雄后不套袋)坐果率及結(jié)籽率為10%和0.8%，推測(cè)T2組花蕾去雄后套袋的坐果率為100%而結(jié)籽率卻為0%的原因可能是花蕾去雄套袋后溫度和濕度變化協(xié)同作用觸發(fā)了黃菖蒲子房的膨大，但由于沒(méi)有花粉完成受精過(guò)程，胚珠并沒(méi)有膨大，也說(shuō)明黃菖蒲不存在無(wú)融合生殖現(xiàn)象。有研究者在對(duì)馬鈴薯(SolanumtuberosumL.)的孤雌生殖研究中也發(fā)現(xiàn)，環(huán)境的溫度與濕度是影響馬鈴薯坐果率和結(jié)籽率的重要因素[36]。此外，自然界中兩性花的結(jié)實(shí)率通常受花粉限制、資源限制、傳粉昆蟲(chóng)限制等影響，而自交親和可能是植物應(yīng)對(duì)傳粉限制的適應(yīng)機(jī)制，因?yàn)閷?zhuān)性異交的植物過(guò)于依賴(lài)傳粉者，當(dāng)傳粉者活動(dòng)較弱時(shí)就會(huì)面臨較高的滅絕風(fēng)險(xiǎn)，而專(zhuān)性自交可能會(huì)導(dǎo)致近交衰退，因此，自然界大多數(shù)植物的繁育習(xí)性為混交[37-42]。在本研究中，黃菖蒲的繁育習(xí)性為以異交為主，部分自交親和，但授粉實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)其受到了較高的花粉限制，繁殖保障現(xiàn)象明顯，推測(cè)是由于授粉昆蟲(chóng)的缺少導(dǎo)致。此外，黃菖蒲與多數(shù)鳶尾屬植物相同也可以通過(guò)根莖無(wú)性繁殖作為一種生殖補(bǔ)償機(jī)制來(lái)保證繁衍。但是，長(zhǎng)期的自交會(huì)降低物種的遺傳多樣性，進(jìn)而引發(fā)近交衰退[43]或種子折損[44-45]，因此近交帶來(lái)的繁育保障優(yōu)勢(shì)需要與其帶來(lái)的近交衰退相抵消或權(quán)衡，我們推測(cè)本研究所用黃菖蒲資源的繁育習(xí)性是與引種地氣候、昆蟲(chóng)等相互適應(yīng)的結(jié)果。因此，對(duì)于引種馴化的黃菖蒲應(yīng)該種植于傳粉昆蟲(chóng)較多的水邊，避免近交衰退，保持物種多樣性。

4 結(jié)論

黃菖蒲4—5月開(kāi)花，雌雄異熟、雌雄異位，單朵花期2～3天，單株花期6～8天。黃菖蒲為典型的蟲(chóng)媒花，繁育習(xí)性以異交為主，部分自交親和，需要傳粉者，自然狀態(tài)下存在花粉限制，繁殖保障明顯，不存在無(wú)融合生殖現(xiàn)象，黑紋食蚜蠅為潛在傳粉者。