贡嘎山高低海拔上优势杨柳科植物性别比例与繁殖特性

雌雄异株植物的性比问题一直是进化生物学的研究热点之一.为揭示杨柳科植物不同性比格局的内在机理,从繁殖投入、种群密度和传粉效率等方面对贡嘎山两个海拔高度(2 000和2 600 m)上冬瓜杨和川滇柳的性别比例与繁殖投入进行对比研究.结果显示:(1)低海拔下冬瓜杨和川滇柳雄雌性比(M/F)接近1:1平衡;而在高海拔区域出现性比失衡,即杨树偏雄(M/F=2.36,P=0.008),而柳树偏雌(M/F=0.62,P=0.033).(2)冬瓜杨和川滇柳种群密度随海拔升高均明显下降,但川滇柳密度显著高于冬瓜杨,柱头接收花粉数量亦显著高于冬瓜杨.(3)枝条水平上,杨柳的总繁殖结构生物量(花序干重+种子干重)在两个海拔上都为雌株高于雄株;相对繁殖投入在低海拔时雌株高于雄株,高海拔上冬瓜杨雌株高于雄株,而川滇柳由于叶片的补偿生长,包括更高的叶片生物量投入和光合能力,导致相对繁殖投入雌雄间无显著差异.冬瓜杨雌株繁殖投入显著高于雄株,雌株对高海拔更敏感,因而高海拔时偏雄性.川滇柳的繁殖投入在海拔间无差异,加之传粉效率较高,可能容易产生花粉管竞争,从而偏雌性.本研究发现较之低海拔,贡嘎山上杨柳科植物在高海拔上叶与繁殖结构生物量权衡关系改变容易导致性比失衡,未来需在分子水平上,结合性别决定基因、性染色体和表观遗传学等进一步深入研究.