簡介
黃花杓蘭的資源限制和傳粉限制是制約黃花杓蘭有性繁殖成效的因素。由於黃花杓蘭繁殖時植株具有臨界大小,說明黃花杓蘭存在著繁殖成本。
這種繁殖成本表現為短期成本和長期成本,短期成本是繁殖過程中同化產物、氮、磷、鉀在繁殖器官中分配的改變。
長期成本是在繁殖過程(結實)會影響到地下部分的物質積累,人工操縱的極端源庫關係會影響到植株第二年的生長和繁殖。此外,由於傳粉的限制,黃花杓蘭在自然條件下結實率低下。營養繁殖成為黃花杓蘭種群更新的主要方式,這可能會影響到黃花杓蘭地理分布的範圍。
分布於甘肅、四川、湖北、雲南。生於海拔2700-3300米林下、草坡或路旁。
形態特徵
多年生地生蘭。株高30-50cm。莖直立,密被短柔毛。葉互生,3-5枚,橢圓形,長10-16cm,寬4-8cm,頂端急尖或漸尖,兩面被微柔毛,邊緣具細緣毛。花苞片葉狀,橢圓狀披針形,漸尖;花常單生,很少2朵,直徑約5cm,黃色或漸淺,有時略有紫色斑點;中萼片寬橢圓形,長3-3.5cm,寬1.5-2.5cm。
背面中脈與基部疏被微柔毛,邊緣稍具細緣毛;合萼片與中萼片相似,但稍小;花瓣近斜披針形,長2.5-3cm,寬約1cm,內面基部具疏柔毛,唇瓣幾乎與萼片等長,具半圓形的折側裂片,囊前面內彎邊緣高3-4mm,囊內底部具長柔毛;退化雄蕊近圓形,基部具耳;子房密被棕色絨毛。花期5-6月,果期8-9月。
生活習性
喜冷涼氣候,陰濕環境。生於海拔2200-3620m的林下、草坡或溝谷草地。
無菌繁殖方法
黃花杓蘭種子無菌繁殖方法,包括種子的採集、預處理,培養基的配製,播種,原球莖培養步驟,其特徵在於培養基採用Harvais 培養基改良型,將Harvais培養基中的NH4N03去除,添加2.Omg/L 甘氨酸,lOOmg/L谷氨醯胺,500mg/L酪蛋白水解物;原球莖培養將剛萌發形成的原球莖轉移到無激素的Harvais培養基中,置於黑暗中23℃恆溫培養,培養一個月後,將原球莖轉移到添加了0.5g/L 活性炭的無激素Harvais培養基中繼續培養,當原球莖分化出芽和根,形成幼苗時,將幼苗轉移到光下培養,光照強度為2000lux,待幼苗葉片轉綠,出瓶栽培。
繁殖生態學研究
1、黃花杓蘭在四個生境(天生橋、納帕海、小中甸和仙人洞)中的開花率、結實率差異顯著。其中天生橋和小中甸的光照輻射差別不大,其開花率的差別與土壤肥力有關。黃花杓蘭的自然結實率很低,在四個生境中都沒有超過9%。在光照輻射最強的納帕海和光照輻射最弱的仙人洞,結實率都較低。黃花杓蘭的結實成功可能存在著一個合適的光照輻射範圍。種群密度、開花率和花器官大小與結實率並不相關。
2、在四個生境中黃花杓蘭開花植株的葉片不少於5片,且植株高度和葉面積要達到一定的臨界值。同一生境中植株越大(植株高度和葉面積),開花機率越高。這說明黃花杓蘭的大植株比小植株能獲取更多的母本資源。在不同生境中黃花杓蘭繁殖植株臨界大小不相同,這可能與不同生境中小環境的生態因子有關。
3、四個生境中花器官的平均大小並不能決定結實率的高低。同一生境中植株株高與繁殖器官大小(唇瓣直徑、果實長度、果實周徑)呈顯著線性正相關。但植株葉面積與繁殖器官大小的關係是不確定的:葉面積大小與果實長度呈顯著線性正相關,但與唇瓣直徑和果實周徑並不呈顯著相關。
4、在繁殖過程中黃花杓蘭資源的分配規律能直接反映繁殖時黃花杓蘭的資源利用情況。在黃花杓蘭繁殖期間(開花期和果實期),生物量、碳的同化物、氮、磷和鉀在繁殖器官中的分配持續增長。此外,黃花杓蘭在果實成熟後,生物量、氮、磷、鉀在營養器官的分配有所增加,這表明黃花杓蘭在果實這個主庫的需求下降後,會調動植株體內的物質能量和營養成分,保證營養器官最大限度地進行光合作用,為來年杓蘭度過休眠後的快速生長發育儲存物質和能量,同時也表明黃花杓蘭在果實成熟後,同化產物、氮、磷、鉀都有向植株下部轉運的趨勢。
5、氮、磷、鉀的繁殖分配比例顯著高於生物量(碳的同化物)的繁殖分配。黃花杓蘭開花或結實植株因繁殖器官的存在確實拉動了光合速率的提高,這種光合補償和綠色果實的光合作用降低了生物量的繁殖分配,這是黃花杓蘭降低短期繁殖成本的一種策略。
6、黃花杓蘭在花期的同化產物幾乎不分配到根莖,只用於保證當前繁殖。而果實生長後期有92%的碳同化產物分配到根莖。人工授粉、去葉和去果等所造成資源供需的極端情況會影響黃花杓蘭植株在第二年的發芽率、開花率。這與繁殖生態學中的繁殖權衡法則相符。植物的存活、生長和繁殖對資源的需求是相互制約的關係,資源在滿足一個過程的需要時,其他兩個過程的需求會有所妥協。任何一方的過度發展都會造成適合度降低,不利於種群的生存和繁衍。
7、黃花杓蘭具有許多由地下根莖連線的無性系分株,在果期,不開花分株(ramet)的光合速率顯著低於不開花植株,果期結實植株調動其未開花分株中一些營養成分,影響到了葉片的光合性能,降低了這些分株的光合速率。此外同一克隆植株在開花期母株不向子株轉移同化產物,而在果實後期,母株將一部分同化產物轉移至根莖休眠芽以便來年萌發為新生植株。這是黃花杓蘭對生境的適應性對策,通過分株間的相互物質援助以減緩環境脅迫對植株存活所產生的壓力,具有進化適應的意義。
8、黃花杓蘭分株既可以通過有性繁殖又可以通過營養繁殖來進行種群更新。黃花杓蘭多生長在林下,上層植被導致生長的光環境差別很大,幼苗形成困難,再加之傳粉的限制,其在野外生境下的有性繁殖受到制約,無性繁殖成為種群更新和擴張的主要形式。但專一的無性繁殖會使黃花杓蘭遺傳多樣性下降,此外長距離散布的種子萌發困難,可能都是黃花杓蘭地理分布範圍狹窄(為中國特有種)的原因。
套用價值
本種觀賞性強,是庭院栽培或盆栽觀賞的優良花卉。