火柴頭生殖多樣性研究綜述

劉秀文 徐小穎 金銀根

（揚(yáng)州大學(xué)生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，江蘇揚(yáng)州 225000）

火柴頭（Commelina bengalensis L. ）又名飯包草，是單子葉植物綱鴨跖草科一種多年生草本植物，花期在6月初至10月末，7-9月為盛花期，在生長(zhǎng)溫度高于15 ℃的條件下，火柴頭種子便可萌發(fā)，經(jīng)過約3周的生長(zhǎng)，便可出現(xiàn)花芽分化，隨之開花結(jié)實(shí)，花后2周左右種子就可以成熟脫落掉入土壤[1]。

1 火柴頭的生殖方式

Kaul等[2]發(fā)現(xiàn)火柴頭可通過無性繁殖和有性生殖兩大體系進(jìn)行繁殖，尤為特殊的是其地下部分也可以產(chǎn)生可育的種子，是一種兼具地上與地下兩性結(jié)實(shí)的植物。

火柴頭最主要的繁殖方式是有性生殖，而且其植株在發(fā)育過程中可以產(chǎn)生3種生殖莖：氣生生殖莖、貼地生殖莖和地下生殖莖。氣生生殖莖一般位于直立莖末端，是火柴頭主要的生殖莖；貼地生殖莖有一定的向地性，能貼附地面生長(zhǎng)形成花苞；地下生殖莖具有明顯的向地性，因其生長(zhǎng)過程長(zhǎng)期處于地下，不接觸陽光，所以不含有任何色素，呈白色或乳白色[3]。火柴頭的3類生殖莖上能夠產(chǎn)生不同類型的可育花，分別是地下生殖莖上的地下閉花授粉型兩性花、貼地生殖莖上形成的貼地閉花授粉型兩性花、氣生閉花授粉型兩性花、氣生開花傳粉型兩性花以及氣生生殖莖上生長(zhǎng)的氣生雄花。另外，火柴頭也與普通植物的克隆繁殖方式不同，其植株的多數(shù)莖節(jié)處可產(chǎn)生各級(jí)分枝，因此，在合適的生長(zhǎng)環(huán)境下可以生長(zhǎng)成較大的植株，生物量大。

火柴頭氣生花序中既有雄花又有兩性花。兩大類生殖系統(tǒng)中的雌雄比例存在差異，通過有性生殖方式發(fā)育產(chǎn)生的植株中大多數(shù)花苞中都長(zhǎng)有1朵雄花和2朵兩性花，而且雄花大多有6枚雄蕊，只有少數(shù)有5枚雄蕊。而通過克隆繁殖方式發(fā)育產(chǎn)生的植株花苞內(nèi)的花蕾數(shù)目較少，只有約50%的花苞中有雄花，雌雄比上升。兩性花產(chǎn)生的花粉粒明顯多于雄花產(chǎn)生的花粉粒。

2 火柴頭種子多樣性及其萌發(fā)特征

通過分析植株中產(chǎn)生種子的部位及其種子特征，可以將成熟的種子分為6種，分別為地上大種、中種、小種和地下大種、中種、小種。雖然種子類型分為多種，但所有種子的形成方式類似，中種的形成是由于含有2個(gè)胚珠的子房室內(nèi)僅有一個(gè)能正常發(fā)育所致。

研究人員經(jīng)過火柴頭種子的播種試驗(yàn)，得出不同類型種子的萌發(fā)速率存在明顯差異。其中，大種的萌發(fā)速率最快，可以在短時(shí)間內(nèi)萌發(fā)并迅速達(dá)到最快速率，相較于大種，中種與小種萌發(fā)速率都比較慢。收集的成熟火柴頭種子在之后的數(shù)月里，隨著貯存時(shí)間變長(zhǎng)，其萌發(fā)率會(huì)有明顯的提升，尤其是小種；在貯存時(shí)間相同的情況下，小種的萌發(fā)速度和萌發(fā)率均小于大種，地上種的萌發(fā)速率及萌發(fā)率均小于地下種。Matsuo等[4]還提出火柴頭種子的萌發(fā)與種子埋在土壤中的深度有關(guān)系，最適宜播種的深度是0～40 mm，而萌發(fā)的最大播種深度為120 mm。

3 結(jié)語

由于火柴頭具有克隆繁殖和有性生殖兩種繁殖方式，而且能在地下開花結(jié)實(shí)，使得其具有分布廣、危害重、難防除的特性，成為公認(rèn)的一種惡性雜草?；鸩耦^獨(dú)特的生殖方式，是生物長(zhǎng)期進(jìn)化的結(jié)果。通過該文對(duì)現(xiàn)有研究結(jié)果的綜述，不僅可以豐富和發(fā)展植物生殖生物學(xué)和植物生態(tài)學(xué)理論，而且可以為此種或同類雜草的有效治理提供重要的理論依據(jù)。

[1]金銀根.潛性雜草火柴頭生物學(xué)特性初探[J].雜草科學(xué)，1994（1）：10-13.

[2]Kaul V，Aggarwal N，Ray P. Membrane stripping versus single dose intracervical prostaglandin gel administration for cervical ripening[J]. International Journal of Gynecology & Obstetrics，2004（3）：388-389.

[3]李棟梁.火柴頭生殖特性研究[D].揚(yáng)州：揚(yáng)州大學(xué)，2010.

[4]Matsuo M，Michinaga H，Terao H，et al. Aerial seed germination and morphological characteristics of juvenile seedlings in Commelina benghalensis L.[J].Weed Biology and Management，2004（3）：148-153.