珍稀濒危植物小花木兰传粉生物学研究

基于定株观测,对小花木兰（Magnolia sieboldii）野生种群和人工栽培种的开花物候进行了研究。结果表明,小花木兰花期为5月中下旬至6月中下旬,花期20d左右,单花花期一般为5～7d,盛花期为6月1～5日;开花过程中花部表型变化明显,花粉在花开时不成熟,但雌蕊已经成熟,花开后雌蕊柄伸长,约20h后下柱头依然湿润,上柱头已萎缩变褐色,再过约40h下柱头也萎缩失去活力．此时花粉成熟,花药裂开;花的柱头接受到的花粉量由下往上依次减少。检测花粉活力、萌发率发现,小花木兰花粉在散发6d后基本失去活力和萌发能力。重力玻片法观测表明,小花木兰为虫媒传粉;花柱的授粉率不高,为65％;柱头上平均花粉量为3．5个;自然状态下结实率低,为13．5％,人工栽培为20．1％;外轮花被片全部去掉,结果率下降至11．3％;去掉雄蕊,结实率下降至10．7％;再辅以人工授粉,结果率上升至25．0％。小花木兰的访花昆虫种类较少,访花频率低,其中蜜蜂和一种蚜科（Aphididae）小昆虫对其传粉影响较大。同花期灯台附（Cornus controversa）等植物对其传粉产生昆虫竞争作用。环境因素如光照、温度、阴雨、海拔等均对其传粉产生一定影响。     

益智传粉生物学的研究

 益智（Alpinia oxyphylla）的花期从2月底至4月下旬;单株花期（花序）约为16～26 d,通常为23～26 d;单花花期一般为1 d。正常情况下,益智和其它山姜属植物一样,具有花柱卷曲性促进异花授粉的机制,表现出两种类型：花柱上举型和花柱下垂型,其花柱卷曲运动的节律与其它已报道的山姜属植物基本一致。但观察发现,当遭遇低温天气时(日最高气温<18℃),单花花期延长为2 d,无论是上举型个体还是下垂型个体,均只表现出一种花型——下垂型：上午开花时花柱弯向上,柱头位于已开裂散发出花粉的花药上方,直到第二天上午6∶30～11∶00间,花柱才陆续地慢慢向下运动,柱头下降至与花药等高或位于花药下方。益智的主要传粉昆虫是蜜蜂（Apidae sp.）、木蜂（Xylocopa sp.）,绝大多数的访花者的访花目的是吸蜜。益智的花蜜分泌量（8.37～15.79 μl）和花蜜含糖量（30.12%～32.83%）较高,花蜜是益智作为传粉者访花的最主要的报酬。实验结果还表明,益智花部中唇瓣对昆虫访花有显著的招引作用;益智的花蜜对蜜蜂的访花频率有显著的影响,对木蜂有一定的招引作用,但并不显著。而花粉（花药）则对昆虫的访花频率影响不大。人工授粉实验结果表明益智存在自交亲和性,无论是上举型或下垂型个体自交和异交均有较高的结实率;人工自交和异交的结实率在上举型植株中存在较大的差异,而在下垂型个体中则差异不明显;去雄套袋、去柱头套袋和完全套袋不授粉等处理均不结实,表明益智不存在无融合生殖现象和自动自花授粉现象。益智的繁育系统是异花授粉交配系统。     

二型花柱植物金荞麦的繁殖生态学研究

通过野外实验观察和人工控制套袋等方法,从金养麦的花部基本特征、开花动态、花粉胚珠比(P/O)、花粉活力、柱头可授性、杂交指数、套袋实验及访花昆虫等方面对其繁殖生态学进行了研究.结果显示:(1)金荞麦在同一居群中同时具有长柱型(L-型)和短柱型(S-型)两种花型,短花柱花直径(7.25±0.11 mm)显著大于长花柱花直径(6.79±0.11 mm),长花柱花的柱头和花药高分别为3.39±0.04 mm和1.80±0.02 mm,短花柱花的柱头和花药高则分别为1.89±0.04 mm和3.19±0.06 rnm,表现出互补式雌雄异位的花部特征.(2)金荞麦8～10月开花,单花序的花期为15～23 d,单花的花期为1～3 d,开花进程中,内轮雄蕊先散粉,外轮雄蕊后散粉;S-型花的花粉活力高于L型花的花粉活力,但其单花花粉量低于L-型花,显示了两种花型的自我调控机制.(3)套袋实验表明,金荞麦自花自交不亲和,但具有型内和型间亲和性,L型和S-型花的P/O值分别为810±40.48和526.5±42.24,表明其繁育系统为兼性异交,需要传粉者,但L-型花更倾向异交.(4)金荞麦的主要访花昆虫为膜翅目(Hymenoptera)、双翅目(Diptera)、鳞翅目(Lepidoptera)、半翅目(Hemiptera)和蜻蜒目(Odonata) 19个科37种昆虫,其中,两种花型拥有12种共同的访花昆虫,L-型花访花昆虫14种,S-型花访花昆虫35种,表明S-型花对昆虫具有更强的吸引力.研究表明,金荞麦是典型的二型花柱植物,虽然具有严格的自交不亲和性,但显示一定的型内亲和性.     

报春花属滇海水仙花种子萌发特性

通过种子萌发试验,研究常温和低温储藏方式及赤霉素、光照、温度等不同处理对滇海水仙花种子萌发的影响。结果表明,光照及清水浸泡处理有利于滇海水仙花种子的萌发;在光照条件下滇海水仙花种子萌发的最适温度为20 ℃,发芽率可达94%,温度的升高或降低均会降低种子发芽率;5 ℃低温储藏方式能较好保持滇海水仙花种子的活力,但贮藏时间不宜超过4个月,最好随采随播。     

入侵植物酢浆草在中国的花型分布特点及自花授粉

通过野外调查和馆藏标本(IBSC)的查阅,对广泛分布于中国的入侵植物酢浆草Oxalis corniculata的花型、开花物候、访花昆虫和花粉胚珠比(P/O)进行了观测.通过人工辅助授粉实验检测了其繁育系统;使用扫描电子显微镜(SEM)观察了自花花粉在柱头上的萌发情况并使用荧光显微镜(FM)观察了花粉管在花柱中的生长情况.结果表明:酢浆草在中国有3种花型,半等长花柱型、准等长花柱型和长花柱型,大部分的居群只有半等长花柱型,分布于人为干扰较大的生境(如路边);云南安宁松树林下的自然居群和采自广东的两份标本为长花柱型花:少部分居群内兼有半等长花柱型和准等长花柱型植株.酢浆草花期从2月到11月.其中3_9月为开花高峰期:单花花期2天,花开当天傍晚花瓣会合拢,第二天早上花瓣再次打开,到花开第二天傍晚花瓣萎蔫.花蕾开放前花药已开裂,柱头有活性,大部分花粉散落到柱头上,且花粉已开始萌发;花粉胚珠比为83.3±33.08.有少量花蜜分泌.唯一的访花昆虫为一种小灰蝶Pseudozizeeria sp.,但并不是有效的传粉者.开花前套袋处理结实率(88.12±3.38)与自然结实率(88.03±2.48)基本没有差异:荧光显微镜观察证明自花花粉的花粉管可在花开第一天生长到达胚珠,说明酢浆草半等长花柱植株是自花授粉.     

云锦杜鹃的开花动态与繁育系统研究

对3个云锦杜鹃种群的开花动态和传粉方式等野外定位观测结果显示:花芽在花朵开放后形成雏 形,经过8～9月的生长后成形,次年4月复苏,形成含6～12朵花的总状伞形花序,5月初开花,花期接近25 d。花生命周期为5～8d,其中种群G的周期最短,平均为5.8d,主要原因是光照时间长,湿度相对较低,花形 态较小。开花后第二天到第三天,花药开裂,散出粘连成串的花粉,悬挂在花柱的中上部,同时柱头进入可授 期;第五天到第六天,花瓣与花托分开并前移到花柱,使花柱倒垂,花粉串能粘附到柱头上。根据人工授粉试 验和花粉落置观察的结果,云锦杜鹃的繁育系统为混合交配型,自然条件下为花后自花授粉,主要借助花瓣脱 落来传播花粉;但根据杂交指数估算和花粉-胚珠比测定,云锦杜鹃的繁育系统为异交,自交亲和,需要传粉 者,说明云锦杜鹃可能是由虫媒传粉向自花传粉演化。     

艳丽耳草的二型花柱及异型自交不亲和系统

异型花柱是一种受遗传因素控制的花型多态性现象,包括二型花柱和三型花柱两种类型.本文以茜草科艳丽耳草(Hedyotis pulcherrima)为实验材料,通过对其野外居群的花型、花部形态及花粉特征等观察,发现艳丽耳草野外居群同时存在长花柱型花和短花柱型花,长/短花柱型花的数量比例为1∶1.两型花具有精确的交互式雌雄异位特征,并且该特征与花冠长度相关性显著.长/短花柱型花的柱头裂片长度、花粉大小及淀粉含量等具有二型性.花粉体外培养时花粉萌发率及花粉管生长速率无显著性差异.人工授粉后,艳丽耳草长/短花柱型花型间异交花粉管生长形态正常,授粉24 h后花粉管均已进入子房.而长/短花柱型花在自交及型内异交下均表现为不亲和,花粉管生长停止于柱头,花粉管顶端累积胼胝质并膨大.艳丽耳草没有无融合生殖现象,型间人工辅助异交授粉结实率为100％,显著高于自然结实率.本研究结果表明,艳丽耳草是典型的二型花柱植物,并具有异型自交不亲和系统.     

以32P示踪观察梨花粉管在自花与异花花柱中生长的方法

用适当比强度的32P溶液处理梨花期的花枝3d,获得^32P标记的花粉在花柱中生长过程的放射自显影图。结果表明,授粉后36h,自花授粉的花粉管只伸长到花柱全长的44．3％位置,并停止生长,而此时异花授粉的花粉管已到达花柱的基部。     

宁夏枸杞传粉生态学初步研究

田间观察检测了宁夏枸杞(Lycium barbarum L.)9个品系的开花物候、开花动态、花粉活力、柱头可授性及其繁育系统,并对花粉萌发、花粉管生长以及访花者的种类和访花行为进行了初步研究.结果表明,宁夏枸杞整个居群有长达5个月的花期,单花的花期仅为3～4 d,花粉活力可保持15 d左右,柱头可授性在72 h左右,雌雄生殖单位在持续时间上有较长的相遇期;花粉数量与胚珠比(P/O)为4 000左右,杂交指数(OCI)介于3或4,繁育系统为异交型,需要传粉者;荧光显微观察表明,参试的3个品系的花粉均能在柱头上萌发,2个有自交不亲和现象,其位置发生在花柱的上半部分和子房内.访花昆虫有17种,分属双翅目、膜翅目和鳞翅目,花的结构和开花式样适合以意大利蜜蜂和食蚜蝇为主的多种昆虫传粉.     

濒危植物伯乐树传粉生物学特性研究

通过野外观察和室内测定等方式,对伯乐树的花部结构、访花昆虫及访花行为进行了观察,并利用石蜡切片法对开花期的雌蕊花柱及柱头进行显微观察,有关其传粉生物学特性的研究结果表明:伯乐树自然开花正常,其有效胚珠的比率为23.3%。伯乐树为虫媒植物,传粉者主要依赖黄胸木蜂,伯乐树的授粉方式可能属于居群内的花粉交流,石蜡切片显示柱头与花柱道相通,花柱道长,空隙很大,在一定程度上影响本物种的传粉。     

滇北球花报春和滇海水仙花的光合特性研究

用LI-6400便携式光合测定仪对引种栽培的滇北球花报春和滇海水仙花的光合参数进行测定,以探讨其光合生理特性.结果表明:(1)滇北球花报春的净光合速率(P_n)和蒸腾速率(T_r)日进程曲线均呈"单峰"型,它们的峰值分别出现在13:00和16:00;滇海水仙花的P_n、Tr较滇北球花报春低,且在一定范围内保持稳定,没有明显的峰值,与滇北球花报春表现出较明显的种间差异;(2)两种报春比叶重( LMA)和叶氮含量(LNC_a)对其光合相关特征参数没有显著影响,而叶氮在Rubisco中的分配系数PR、生物能库中的分配系数P_B和光合组分中总氮含量N_P与光合特征参数LCP、V_(cmax)、J_(max)、CE具有显著的正相关关系;(3)滇北球花报春具有较高的气孔导度(G_s)、P_n和T_r,对强光、高温、低湿度表现出较强的环境适应性,表现出较强的光合能力.     

香石竹开花结实生物学研究

通过田间观察,运用TTC法、联苯胺-过氧化氢法、杂交指数、花粉-胚珠比和套袋实验等方法,对香石竹的开花状态及繁育系统进行了研究。结果表明:在人工栽培条件下,香石竹种群可周年开花,单株花期35～61d,单花花期9～15d;花粉在开花第1～5天具有活力,柱头在开花第4～12天具可授性,第8～11天可授性最强;杂交指数为5,P/O值为307.84～790.52,结合坐果率结果,判断其繁育系统属于异交,部分自交亲和,需要传粉者。     

濒危植物裸芸香的繁育系统及在植物园迁地保护环境下的传粉研究

迁地保护是防止濒危物种灭绝的一种重要的辅助手段。为了有效保护和管理在中国科学院武汉植物园迁地保护环境下的濒危植物裸芸香（Psilopeganum sinense）,通过定位观察、人工授粉实验等方法对裸芸香的开花生物学、繁育系统和传粉过程进行了研究。结果表明：裸芸香单花花期6～8 d,雄性先熟,单花开放进程中性表达经历了雄性功能期、两性功能期和雌性功能期。裸芸香不存在无融合生殖和风媒传粉,其繁育系统类型为兼性异交,但在无传粉昆虫时能自发自交结实。在武汉植物园内的主要传粉者与宜昌野生居群的传粉者相同,均为双翅目的灰带管蚜蝇（Eristalis cerealis）、细腹食蚜蝇（Sphaerophoria sp.）、黑带食蚜蝇（Episyrphus balteatus）和膜翅目的两种遂蜂（Halictidae）。在植物园自然状况下裸芸香的结实率为90%,不存在生殖障碍。自然自发自交及兼性异交的繁育系统显示裸芸香具有一定的适应生境片断化及环境干扰的潜力。     

云南菜食花植物资源与食花文化调查

为了摸清云南省菜食花植物资源种类、自然分布与食用地区、食用方法等土著知识,对云南省16个地州102个县(市)农贸市场、地方菜餐馆、民间食花者进行了访问调查,对菜食花植物进行了植物学实地鉴定。调查到云南省菜食花植物140种,隶属52科108属,其中木本植物82种,草本植物58种;人工栽培76种,人工驯化栽培14种,野生资源50种。首次报道苦绳(Dregea sinensis Hemsl.)、云南山楂(Crataegus scabrifolia(Franch.)Rehder)、滇海水仙花(Primula pseudodenticulata Pax)、长毛黄葵(Abelmoschus crinitus Wall.)、尖叶美容杜鹃(Rhododendron caloplytum var.openshawianum(Rehd.et Wils.)Chamb.)、大纽子花(Vallaris indecora(Baill.)Tsiang et P.T.Li)、大花虫豆(Cajanus grandiflorus(Benth.ex Baker)Maesen Vaniot der Maesen)、须弥葛(Pueraria wallichii DC.)、白花灯笼(Clerodendrum fortunatum L.)等9种植物的花可以做菜食用。菜食花植物自然分布区与食用地区并非完全重叠,食用地区一般分布有该植物,而分布有该植物的地区不一定食用;食用种类具有从南向北逐渐减少的特点,与食花植物丰富度和少数民族有一定的关系;食花习俗具有一定的民族性,主要体现食花的种类和烹饪口味上。不同菜食花食用的部位不同,烹饪方式也呈多样化。本文针对食用花传统文化的消失与野生菜食花资源的开发利用提出了相关建议。     

秦岭岩白菜的传粉生物学特性与繁育系统

对珍稀濒危植物秦岭岩白菜(Bergenia scopulosa T.P.Wang)的开花特性、传粉适应及繁育系统进行了分析研究。结果表明:(1)秦岭岩白菜为蝎尾状聚伞花序,具(29±10)朵单花,单花期约15d,遇低温雨雪天气花冠闭合,可延长3~5d,花序花期约30d,种群花期近4个月。(2)花粉活力在花药开裂后的12h内最高(约90%),维持单花平均花粉活力在30%以上约6d;柱头在第1~4天内保持很强的可授性,维持可授性的时间约为9d。(3)秦岭岩白菜主要有效传粉昆虫为中华蜜蜂,平均访花频率为6.5朵/min,单花停留时间为(11.0±4.8)s。(4)秦岭岩白菜的花粉胚珠比(P/O)为589.8,杂交指数(OCI)为3;人工授粉实验显示,秦岭岩白菜不存在无融合生殖,自交亲和,主动自交罕见,生殖成功主要依赖传粉者。研究认为,秦岭岩白菜是兼性异交的繁育系统,胚珠受精过程中可能存在自交衰退。     

芍药花粉活力和柱头可授性的研究

用TTC法测定了芍药花粉的活力和寿命,用联苯胺—过氧化氢法测定了其柱头的可授期。结果表明,栽培芍药单瓣花植株的花粉活力和重瓣花植株的花粉活力在开花初期(1～2d)无明显差别,但重瓣花植株的花粉活力比单瓣花植株的花粉活力下降快;通常情况下,花粉寿命约为7d。栽培品种的柱头有个体差异,单瓣花植株有的开花后2h即可分泌粘液,而重瓣花植株的柱头在开花后,有的一直不分泌粘液,有的在开花后两天才分泌粘液;单瓣花植株的柱头可授性比重瓣花植株的强,一般分别在开花后6d和3d之内具可授性。移栽的野生芍药植株的花粉活力比栽培品种下降的慢,其寿命也较长,一般为15d;柱头的可授性和粘液分泌比栽培植株强。     

濒危植物肉苁蓉（Cistanche deserticola）繁育系统研究

在自然居群中通过野外定位观测,运用杂交指数（OCI）;花粉—胚珠比（P/O）;去雄、套袋、人工授粉等方法对濒危植物肉苁蓉（Cistanche deserticola Ma）的花序发育、开花特性、花粉活力、柱头可授性、传粉方式、繁育系统进行了研究,结果表明：肉苁蓉穗状无限花序的生长发育期可明显分为拱土期、出土期、开花期、结实与种子成熟期四个阶段。两性花,单花开放时间2~3d,花序有花期持续20~25d。种群开花历时36~38d。开花时柱头略高出花药,柱头较大,下垂。重力玻片法检测,风媒导致的异株异花传粉完全可以忽略。主要访花昆虫为蜂类。扫描电镜观察虫体,蜂类携带大量花粉,但传粉飞行距离大部分为0。杂交指数为3;花粉—胚珠比为35.45±8.56;结合去雄、套袋和人工授粉试验结果,认为肉苁蓉属于以自交为主的繁育系统。     

The effect of color preferences on the foraging behavior of the green-veined white butterfly (Pieris napi L.)

The color preferences of the green-veined white butterfly Pieris napi (Linnaeus, 1758) that are associated with its foraging behavior were studied in experiments with artificial flower models. It was found that newly emerged inexperienced butterflies that are searching for food prefer flower models that are blue or red and select yellow ones at a considerably lower rate. With repeated visits on artificial flowers, P. napi individuals display are highly consistent in their preference for the first chosen color. Males and females of this species display similar color preferences.     

濒危植物凹叶厚朴的花部综合特征和繁育系统

为了解凹叶厚朴(Magnolia officinalis subsp.biloba)濒危的生殖生物学原因,通过野外观测,运用杂交指数、花粉-胚珠比、花粉活力和柱头可授性观测、人工授粉和套袋实验等方法,对凹叶厚朴种群的开花生物学、繁育系统进行了研究。结果表明:凹叶厚朴单花花期一般为4～5d,单花花期根据形态和散粉时间可分为4个时期:蕾期、初开期、盛开期和凋零期;种群于4—5月开花,一般开花历时30d左右,但不同地点、年份间有所差异;种群无开花高峰,单株平均开花数量为171.4～188.8朵,平均开花振幅为5～6朵·株-1·d-1;凹叶厚朴杂交指数为4,花粉胚珠比为5728.86,结合人工套袋和授粉实验结果可确定,繁育系统为异交,传粉过程需要传粉者;花粉活力较高(94%),且花粉活力可维持至散粉后的第6天。散粉后,柱头可授性显著下降,花粉高活力期与柱头可授期有5～6h的重叠;自然状况下结果率和单果出种百分率低,异株异花授粉可明显提高结果率和单果出种百分率,二者相对自然状况分别提高14.25%和43.66%。表明自然状态下传粉效率低、柱头最佳可授期短、同株自花授粉败育严重是其濒危的主要生殖生物学原因。