巫山淫羊藿开花物候与生殖特征

研究巫山淫羊藿(Epimedium wushanense)3个种群的开花物候进程和生殖特征,分析了不同种群中的花部特征、开花物候指数和结实率差异,以及开花物候指数对巫山淫羊藿生殖成功的影响。结果表明:巫山淫羊藿花期为3月初到4月中下旬,种群开花一般历时22～27d;单株花期(花序)约12～17d;单花花期一般为3～4d。3个种群的个体水平的开花振幅曲线呈单峰型曲线,均具有较高的开花同步指数,表现出一种集中开花式样。相关分析表明:坐果数与开花高峰期、终花期、花期持续时间和花蕾数均呈极显著正相关,但坐果数与始花期无相关关系。开花物候变异系数分析表明:3个种群中花期持续时间、单花持续时间、终花期、开花高峰期和坐果数差异极显著;总花数、开花振幅和结实率差异显著;开花同步指数和始花期无显著差异性。3个种群中除同步性指数外,其余指数的变异系数均有差异,此外,巫山淫羊藿中结实率受到距的长短的影响。表明巫山淫羊藿的开花物候和生殖特征受到微环境的影响,同时生殖特征还受到花部特征距的影响。     

濒危植物长柄双花木开花物候与生殖特性

研究了长柄双花木开花过程中花部表型的变化。连续4a对其野生种群、1a对人工种群的开花物候进行了观察,并运用相对开花强度和同步性等开花物候指数分析了开花物候对其生殖的影响。结果如下：长柄双花木开花时间为9月上、中旬至11月中、下旬;单花花期一般为6～7d,单花依其形态和散粉特征可以分为4个时期：散粉前期、散粉初期、散粉盛期和凋谢期。个体开花持续时间49～55d,种群花期历时63～71d。种群内不同年度间开花物候指数没有显著差异,而种群间则存在显著差异,野生种群开花进程为渐进式单峰曲线。人工种群则为“钟”形曲线,二者均属于“集中开花模式”。长柄双花木具有2个相对开花强度的分异趋势,这种分异趋势具有进化意义。开花物候指数与生殖间的相关分析表明,始花时间与开花数量、座果率及花期长度之间均具显著负相关关系,而开花数量与花期长度之间则呈显著正相关,但均为线性相关。长柄双花木开花物候在种群间的差异和种群内年度间的相似性说明,其开花时间可能是由与其相关的复杂的微生境特征和(或)由其遗传因子决定的,同时也反映了种群间的遗传分异和种群内个体间的遗传一致性。作为一种濒危物种,长柄双花木在这种环境的选择压力之下,形成了“大量、集中开放的花”的开花模式,吸引到更多的传粉者的访问,从而达到生殖成功。     

大花百子莲的开花物候与生殖特性

连续2年对引种植物大花百子莲在中国上海市人工种群的开花物候、结实情况进行观测记录,从不同水平分析了大花百子莲的开花物候对其生殖的影响。结果显示:（1）大花百子莲在引种地的开花时间为6月初至7月末;种群花期历时40 d左右,单株花期在14～31 d波动,单花寿命主要为2～3 d;2年的开花振幅平均在6朵·株^-1·d^-1左右,花朵开放百分率值在3.69%~4.87%左右,平均开花式样为11~17朵。（2）大花百子莲种群内2007年比2008年的各项开花物候指标均提前6～9 d;种群开花进程为渐进式的双峰曲线;种群花期重叠时间较长,2年的平均开花同步指数分别为0.663、0.695;植株个体相对开花强度主要分布频度为50%～70%。（3）开花物候指数与座果率的相关分析表明,始花时间与开花数目、座果数、花期长度呈显著负相关关系,开花数目与座果数、花期长度以及花期长度与座果数均呈显著正相关关系,同一花序内单花所发育成果实的数量与单花开放时间呈极显著负相关关系。研究表明,大花百子莲始花时间早的植株比始花时间晚的植株花期更长,开花数目多的植株比开花数目少的植株花期更长,花期长的植株比花期短的植株座果率更高;而且在同一花序上,越早开放的单花其结实的可能性越大。作为引种植物,大花百子莲开花物候年度间具有相似性,说明其在引种地可以适应环境压力,形成稳定的开花时间与开花模式;较长的花期重叠和大量的开花数目可以吸引较多的传粉者访问,为其生殖成功奠定了良好基础。     

中国特有植物血水草开花物候与生殖特性

于2008年3-5月对分布在井冈山的血水草(Eomecon chionantha Hance )5个自然种群的开花物候进行了观察,运用开花振幅、相对开花强度和开花同步性等指数研究了其开花物候特征及其对该种生殖成功的影响.结果表明:血水草开花时间为3月下旬-5月上旬,种群花期历时24 ～46 d,个体平均开花持续时间为11～21 d,单花花期一般为3～5d;井冈山血水草种群的开花物候进程呈单峰曲线模式具有一个开花高峰期,表现出一种“集中开花模式”;与大多数亚热带植物一样,血水草具有较低的相对开花强度,分布频率集中在10％ ～30％.开花物候指数与生殖间的相关分析结果表明:始花时间与花期持续时间呈显著负相关,而与开花数和坐果率呈显著正相关;花期持续时间与开花数和坐果率呈显著正相关;同步性指数与始花时间、开花数、花期持续时间呈负相关.血水草“集中开花模式”是其在长期的进化过程中适应周围气候条件及生境的一种生殖保障.     

金城山柔毛淫羊藿的开花物候与生殖特性

采用实地观测的方法,对南充市金城山三个不同生境中柔毛淫羊藿的开花物候特征及其生殖特性进行了研究。结果表明:柔毛淫羊藿花期为3月上旬至4月上旬,其种群、个体、花序和单花的花期分别历时30~41、22~34、9~18和4~8 d。三个生境中柔毛淫羊藿种群的开花物候进程基本相同,均呈单峰集中开花式样,因而能够吸引更多的传粉者访问而达到生殖成功。开花物候指数与坐果数之间的相关分析结果表明,坐果数与始花日期存在显著的负相关关系,与花期持续时间和开花数均呈极显著的正相关关系。揭示了药用植物柔毛淫羊藿的开花物候特征与生殖特性。     

短命植物角茴香的开花物候与生殖特征

为了研究角茴香的开花物候特征及其对生殖成功的影响,于2015年对其自然种群各水平的开花物候指数、开花过程中的花部特征变化和结实特性进行了观察和统计。结果表明：（1）角茴香种群花期为4月下旬至5月下旬,种群水平的花期持续时间为36 d。（2）单花具有独特的花瓣结构,其内层花瓣由白色的侧裂片和黄色的兜状中裂片构成,中裂片是角茴香植物花粉二次呈现的关键功能器官;开花进程依其外层花瓣开裂大小可分为4个阶段,即外层花瓣顶端未张口、外层花瓣顶端张口5~7 mm、外层花瓣顶端张口12~14 mm和外层花瓣顶端张口3~5 mm。（3）花序水平的开花振幅曲线呈渐进式单峰曲线,开花同步指数为0.748,个体水平表现出较高的相对开花强度,其分布频度的偏斜率为0.45,主要频度范围分别集中在20%~30%和50%~70%之间。（4）花序水平的始花日期与花期持续时间存在显著负相关关系,开花数与座果数存在显著正相关关系。（5）自然状态下,角茴香结实率和结籽率分别是82.7%±0.1%和93.6%±0.8%。角茴香开花强度分布频度上出现的高、低强度的分异趋势是吸引传粉者、促进结实的有效生殖对策。     

多枝柽柳春夏两季开花物候特征与生殖特性

为了研究多枝柽柳的两季开花物候特征与生殖特性,对分布于古尔班通古特沙漠南缘莫索湾荒漠区的多枝柽柳自然种群各水平的开花物候指数、开花过程中的花部特征变化和结实特性进行了观察和统计。结果表明:(1)多枝柽柳春花期为5月下旬至6月上旬,表现为"集中开花模式",夏花期为6月中旬至9月上旬,表现为"持续开花模式"。(2)多枝柽柳春、夏花期的群体、个体、花序和单花水平的花期持续时间分别为14d、10d、3d、1d和85d、77d、2d、1d。(3)花序水平上夏花期始花日期、开花持续时间、开花数和座果数两两之间均存在显著相关关系。(4)两季花期间单花水平的开花进程与形态结构没有明显差异。(5)春花期的结实率显著高于夏花期,但两季花期结籽率差异不显著。(6)春花期昆虫访花次数显著高于夏花期。(7)两季花期的花粉活力没有明显差异,春花期的柱头可授性持续时间比夏花期长。研究认为,古尔班通古特沙漠南缘莫索湾荒漠区的生境条件恶劣,多枝柽柳特殊的春、夏两季开花结实特性在一定程度上提高了其生殖成功的可能性,是对特殊生境的适应性表现。     

蒙古莸的开花物候与生殖特征

通过对蒙古莸自然种群和人工种群的开花物候进程观察,统计不同种群的结实率,分析开花物候对其生殖成功的影响。结果表明:(1)蒙古莸花期在7月末至9月中旬,人工种群较自然种群的开花物候明显提前,其中始花期提早4～5d,但两个种群的花期持续天数基本一致。(2)蒙古莸个体间具有较高的开花同步性,不同种群蒙古莸植株的开花同步性指数均大于0.80,且自然种群略高;晴好天气下绝大多数花朵都集中在上午10:00以前开放,阴雨天则延迟开放或者不开放,这种"集中开花模式"增加了传粉者的访问频率,是蒙古莸提高生态适应性、保障其生殖成功的一种表现。(3)开花物候指数与结实数之间的相关分析表明,花序水平上,开花数及花期持续时间与结实数呈极显著正相关关系。     

荒漠孑遗植物裸果木的开花物候特征

2014年和2015年连续2年对哈密和乌恰裸果木(Gymnocarpos przewalskii)自然种群的开花物候特征进行野外定点观测,并运用相对开花振幅、开花强度和开花同步性等参数对其开花物候特征进行分析。结果表明,2个种群每年均开1次花,4月下旬到5月上旬进入始花期,开花进程基本相似,均呈单峰曲线,具有较高的开花同步性,呈现"集中大量"开花模式;在个体水平上,始花期、终花期在种群和年份间略有差异;单花持续时间在年际间是稳定的,但在种群间有所不同,即乌恰种群的单花持续时间略长于哈密种群;不同裸果木种群的开花数与结籽数间均呈极显著正相关,开花同步性指数与相对开花强度间呈显著负相关;乌恰种群的始花期与开花数间呈负相关。裸果木个体开花振幅、开花同步指数及开花模式在种群和年份间的相似性很大程度上是由其在长期的地理变迁中形成的遗传特性决定的,而始花期和开花持续时间等开花物候特征的差异主要是由环境和气象因子(海拔、气温、降水及光照)差异造成。研究结果对于探讨该属植物的繁殖生物学特性及其保护具有重要意义。     

珍稀濒危植物瑶山苣苔开花生物学及繁育系统研究

对仅分布于广西金秀老山自然保护区的国家Ⅰ级保护植物瑶山苣苔进行了开花生物学和繁育系统研究.结果显示:(1)瑶山苣苔花期从8月底至11月初,开花无固定时间.单花开放过程可分为萌动、露白、盛开、凋落4个阶段,且花朵具明显的增大再生长现象.(2)单花、花序、单株水平上的开花物候都表现出开花不同步性,单花花期约5~14 d,单花序花期约11~20 d,单株花期约8~20 d.花粉活力在散粉后6 d内相对较高,但花粉在野外通常于散粉3 d内被昆虫啃食完.(3)柱头在花药散粉时明显高于花药,便于接受异花花粉,柱头在散粉后第4天具可授性,可持续5~6 d.(4)瑶山苣苔杂交指数(OCI)为5,花粉-胚珠比(P/O)为379.64±145.61,繁育系统为兼性异交,自交亲和,传粉过程需要传粉媒介.研究表明,不稳定的传粉环境可能是该物种至濒的主要生殖生物学原因,自发自交"是其在开花期间对不稳定传粉环境的一种适应.     

The strength of assortative mating for flowering date and its basis in individual variation in flowering schedule

Although it has been widely asserted that plants mate assortatively by flowering time, there is virtually no published information on the strength or causes of phenological assortment in natural populations. When strong, assortative mating can accelerate the evolution of plant reproductive phenology through its inflationary effect on genetic variance. We estimated potential assortative mating for flowering date in 31 old‐field species in Ontario, Canada. For each species, we constructed a matrix of pairwise mating probabilities from the individual flowering schedules, that is the number of flower deployed on successive dates. The matrix was used to estimate the phenotypic correlation between mates, ρ, for flowering date. We also developed a measure of flowering synchrony within species, S, based upon the eigenstructure of the mating matrix. The mean correlation between pollen recipients and potential donors for flowering date was  = 0.31 (range: 0.05–0.63). A strong potential for assortative mating was found among species with high variance in flowering date, flowering schedules of short duration and skew towards early flower deployment. Flowering synchrony, S, was negatively correlated with potential assortment (r = ?0.49), but we go on to show that although low synchrony is a necessary condition for phenological assortative mating, it may not be sufficient to induce assortment for a given phenological trait. The potential correlation between mates showed no seasonal trend; thus, as climate change imposes selection on phenology through longer growing seasons, spring‐flowering species are no more likely to experience an accelerated evolutionary response than summer species.     

浙江低山地区多用途植物无患子的开花物候特征

无患子(Sapindus mukorossi Gaertn.)是我国长江以南地区传统的重要绿化树种,其果皮富含皂苷,种仁富含油脂,是国家林业局审定的新型木本油料树种之一。为研究多用途树种无患子在浙江低山地区的开花特征,2012年和2013年连续两年对位于浙江省天台县9年生无患子人工林在群体、个体、花序和单花水平进行开花物候观测和比较,并运用开花日期、相对开花强度和同步性等指数研究了无患子开花物候特征。观察结果显示:无患子花呈浅黄白色,花的类型有雄花和两性花,没有发现雌花。雄花较两性花大(花径分别为5.09 mm和3.72 mm),雄蕊多为8枚,个别7或9、10枚;雌蕊退化仅留下浅绿色凸起。两性花花萼稍抱拢,花药藏于花被片下,雄蕊大多8枚,极少数7枚或9枚,柱头高于花药并伸出花苞,子房一般具3室,极少数4室或仅2室。无患子2012年的开花进程略早于2013年,其花期集中在在5月中旬至6月上旬,单花从花蕾膨大到花朵凋谢一般为8—9 d。在2012年和2013年,无患子在群体、个体和花序水平的花期约为30 d、20 d、11 d和28 d、19 d、13 d。个体水平的开花振幅均呈单峰曲线,年际间相似性较高;开花同步性在个体水平同步性较高(同步指数为0.868),表现出一种大量、集中的开花式样;相对开花强度在单株间分布范围相对宽泛,但主要分布在30%—40%,在年际间和年际内均呈现极显著差异。花期同步指数在两年的变异范围分别是0.81—0.97和0.70—0.98,不同单株开花同步性在年际内差异极显著,但在年际间差异性则不显著。由此可见,无患子的生殖资源分配存在明显的时空差异,较长的花期可以减少非法花粉的干扰、保持其种群基因多样性,遗传因子是决定无患子开花物候的主要因素,生态环境对无患子开花物候的影响还需进一步研究,本研究以期为探索无患子开花的主要限制因子奠定基础。     

Vulnerability and determinants of reproductive success in the narrow endemic Antirrhinum microphyllum (Scrophulariaceae)

The breeding system and flowering phenology of the narrow endemic Antirrhinum microphyllum (Scrophulariaceae) were studied in order to assess the main factors affecting female reproductive success and to identify existing or potential threats to the viability of its populations. Hand-pollination experiments showed that A. microphyllum is an allogamous self-incompatible species. In both populations studied, the flowering season was 4 mo long and mean flowering duration per plant was about 1 mo. Peak flower production took place between mid-April and mid-May and overlapped with the period of activity of the main pollinator, Rhodanthidium sticticum (Megachilidae). Estimated mean number of seeds produced per plant was 9391, showing that population viability is not presently limited by seed output. The study of the direct and indirect effects of plant size, phenological traits (first flowering date, flowering duration, and flowering synchrony), and distance to neighbor plants on reproductive success was performed using structural equation modeling (SEM). In both populations, number of flowers and plant size were the main factors that determined the total number of fruits produced by a plant. First flowering date and flowering synchrony also affected fruit production. Multisample comparison of path coefficients for the two populations rejected the possibility that reproductive patterns could be described by one single model.     

Male-biased sex allocation in late-blooming flowers driven by resource limitation in the clonal perennial Aconitum kusnezoffii (Ranunculaceae)

Flowering phenology and clonal growth are known to affect resource and pollen availability, and therefore select for adaptive or constrained sex allocation strategies to some degree. However, the consequences of temporal sex allocation patterns for reproductive fitness across the flower, inflorescence, and genet levels have rarely been examined. Moreover, experimental tests of the underlying regulatory mechanisms are scarce. We examined the association of flowering phenology and inflorescence position with temporal sex allocation and reproductive success in the protandrous perennial clonal herb, Aconitum kusnezoffii, over four consecutive growing seasons by examining more than 39 000 flowers. We also conducted controlled experiments to test the effects of resource and pollen limitation on the female reproductive success of lateral inflorescences. We found that some male functions were positively correlated with flowering phenology, whereas female reproductive success was negatively correlated with flowering phenology and inflorescence position. Lateral inflorescences invested more in male function than terminal inflorescences and therefore yielded fewer and smaller seeds. Resource limitation may serve as the key mechanism underlying this differentiated pattern. Decreased female reproductive success was consistently observed at the flower and inflorescence levels as flowering occurred later in the growth season. Late-blooming lateral inflorescences specialized in the male function, and their female reproductive success was constrained by early-blooming terminal inflorescences. This might be the first attempt to systematically demonstrate sex allocation strategy differentiation in a protandrous plant species at the inflorescence level. In addition, our study provides empirical evidence of dichogamy selecting for specialized sex allocation strategies among inflorescences.     

武夷山不同龄级香果树开花物候及其生殖特性

该研究采用固定样地观测研究了不同龄级香果树的开花物候和生殖特性,分析了物候指数与生殖构件之间的相关性。结果表明：香果树单花花期一般为5~9 d,平均为6.79 d,随着树龄增大,其单花花期呈幂函数增长趋势;不同树龄香果树的始花期不同,但终花期基本一致;随着树龄的增大,始花期逐渐提前,花期持续时间延长。20~50 a树龄的香果树始花期约为8月9日,花期持续时间最短,仅为36 d。110~140 a树龄的香果树始花期约为7月15日,花期持续时间为61 d;对于单株母树来讲,香果树的花枝数,花朵总数以及果实总数随着树龄的增大均显著增加;单花枝产花量随着树龄的增加呈上升趋势,单花枝产果实数量呈先上升后下降的趋势;香果树花枝和单花枝产花量在树冠方位上的分布由大到小依次为南>东/西>北、上>中>下,但单花枝果实数量则表现出不同规律,即东>南>西>北、中>下>上。香果树具有花多果少现象,开花物候指数与生殖构件数量间的相关性分析表明,其花期持续时间与花枝数、花数和果实数均存在极显著正相关关系,始花期与生殖构件数量呈极显著负相关关系,而物候指数与香果树树龄亦存在显著相关关系。