鸡蛋花不育机理初步研究

本文探索鸡蛋花开花不结实的原因。通过对鸡蛋花雌、雄性器官的切片观察和离体花粉萌发,发现其花粉和胚囊均正常,离体花粉可萌发花粉管;但鸡蛋花的花筒长约1 cm,花筒基部湿度较高;开花时,雌蕊柱头和雄蕊花药均不能伸出花筒,花药不能开裂释放花粉,产生了传粉障碍,最终导致不育。     

贯叶连翘的开花动态与繁育系统研究

野外观察贯叶连翘的开花进程和花部形态特征,运用花粉萌发、杂交指数、花粉-胚珠比等方法测定其繁育系统。结果显示:贯叶连翘雌雄异熟,柱头先花药成熟,雌雄蕊无明显异位。单花花期4～5d。仅在开花当日有昆虫传粉,蜜蜂为主要传粉者。花粉在花药开裂1h后活力最大,萌发率达40.10%,花粉在柱头萌发3h后接近子房。根据杂交指数(OCI)推测其繁育系统属于异交,部分自交亲和,有时需要传粉者。花粉-胚珠比(P/O)则表明贯叶连翘的繁育系统为兼性异交。贯叶连翘结实率低,可能与花粉活力,花粉管的生长速度及花粉在柱头的竞争有关。     

杂种卡特兰花粉萌发和花粉贮藏性研究

以杂种卡特兰品种‘绿世界’(Rhyncholaeliocattleya Sung Ya Green‘Green World’)的新鲜花粉为试材,采用正交试验比较了蔗糖、H3BO3、CaCl2对花粉萌发的影响。结果表明,适宜的花粉培养基为:蔗糖100 gL-1+H3BO3 40 mgL-1+CaCl2 150 mgL-1。不同贮藏方法对杂种卡特兰花粉萌发率的影响较大,4℃低温湿润贮藏30 d后,花粉萌发率仅为3.5%,而4℃低温干燥贮藏、-20℃冷冻湿润和干燥贮藏720 d后,花粉仍然具有较高的活力,花粉萌发率均达32.5%以上,且对授粉结实率没有明显影响。杂种卡特兰的授粉最佳时期为开花后0-8 d,花粉块在整个花期均保持较高的活性。     

矮紫金牛的开花生物学与繁育系统研究

矮紫金牛(Ardisia humilis)是优良的野生观赏植物。为探究该植物开花生物学与繁育系统特征,促进其杂交选育与园林应用,该研究以同质园引种的矮紫金牛为对象,对其开花物候、访花昆虫种类及访花行为进行观测,采用花粉离体萌发法和联苯胺-过氧化氢法,对花粉活力与柱头可授性进行检测,结合配子显微观测法和控制性授粉实验,对其繁育系统进行分析。结果表明：(1)花期为5月中下旬至6月中上旬,盛花期在5月底,单花、单株和群体水平的花期分别为1、17～20、25 d。(2)开两性花,雌蕊先熟,与雄蕊成熟期部分重叠,柱头可授性滞至雄蕊凋谢后1 d。(3)杂交指数(OCI)值为4,花粉/胚珠比(P/O)值为5.61×10³,显示其繁育系统以异交为主,部分自交亲和,需要传粉者。(4)自然授粉的结实率最高(平均52.96%),其次是自花授粉(52.29%)和人工异株授粉(50.33%),三者差异不显著(P> 0.05),但均显著高于人工同株授粉的结实率(28.67%)(P<0.05),显示矮紫金牛不仅异交亲和性强,还具有很强的自动自花授粉能力。(5)主要传粉昆虫包括隧蜂科...     

桔梗开花期花粉活力变化对其结实能力的影响

对桔梗花粉离体萌发培养条件进行了筛选,并采用花粉离体萌发法测定了桔梗花粉发育过程中其活力的动态变化,采用人工授粉法对开花后不同时间花粉的授粉结实能力进行了研究.结果显示:(1)桔梗花粉离体萌发的最适温度为30℃,培养1.5 h是花粉管测定的最佳时间.桔梗花蕾期和开花当时花粉离体萌发率和花粉管长度均较低,开花后花粉继续发育,活力逐渐提高,到花后6 h其萌发率和花粉管长度均达到最高,分别为92.2%和602.9 μm,之后活力逐渐下降,花后120 h桔梗花粉的萌发率为63.1%,而花粉管长度只有287.0 μm,仅为花后6 h花粉管长度的47.6%,开花120 h(5 d)后花粉活力下降速度明显加快.(2)桔梗开花后当天花粉人工授粉的结果率、结籽率最高,之后随着花后天数的增加,结果率和结籽率均迅速下降,开花后3 d的花粉结籽率降为0,已完全丧失授粉结实能力.研究表明,在田间条件下,桔梗花粉寿命可保持5 d以上,而授粉结实能力只有2 d左右;花粉管生长缓慢、长度变短可能是导致花后3 d花粉丧失授粉结实能力的主要原因.     

野菊与菊花杂交中花粉活力和柱头可授性及胚胎发育研究

应用石蜡制片、活体压片、光学显微镜及扫描电子显微镜观察等方法,研究了四倍体河南云台山野菊(Dendranthema indicum)与栽培菊花'钟山金山'(D.grandiflorum 'Zhongshanjinshan')种间杂交中父本花粉活力、花粉在柱头萌发、花粉管生长及胚胎发育情况等.结果发现,父本云台山野菊的花粉活力在授粉时为12%左右.人工授粉后的不同时间,在柱头上都观察到正常萌发的花粉粒,且花粉管都能进入柱头,其中,在授粉后0.5 h时,平均每柱头有5.9粒花粉萌发;12 h时,为59.9粒;而24和48 h时,则分别降为47.1和35.7粒.此外,在授粉后8、10、12和15 d时,分别在49.1%、40.8%、39.7%和38.5%子房内观察到正常发育的胚胎,最终杂交结实率为44.8%,而母本自然开放结实率为52.3%.研究表明,授粉前其多数母本雌蕊发育良好、授粉后多数花粉能在柱头正常萌发和花粉管正常生长,在受精后大部分胚胎发育正常是野菊与栽培菊种间杂交较高结实率的重要保证,而授粉前父本较低的花粉活力对杂交结实率影响不大.     

耐热水稻品种“Nagina 22”高温胁迫下的生理响应

为研究耐热水稻品种Nagina 22(N22)开花结实期高温胁迫下的主要生理响应,采用温室盆栽试验,在各供试材料的开花期,利用人工气候室进行高温胁迫处理。研究结果表明:N22在高温胁迫下不改变开花期但表现出日开花量的转峰;与N22相比,水稻感热品种Moroberekan花药开裂显著受阻,柱头上萌发的花粉数显著减少;花粉萌发数与花药开裂状况呈极显著的相关关系,进而表现出主穗结实率与柱头上花粉萌发数呈显著的相关关系;主穗日结实率在高温下呈递减趋势,且Moroberekan较N22的下降速率显著加快,表明耐热品种与高温胁迫对结实率存在累积效应,而且高温胁迫效应发生在开花授粉之前。     

异叶苦竹花粉管生长及双受精过程

以异叶苦竹为材料,采用扫描电镜、荧光显微镜技术及传统的石蜡制片技术,解剖观察其花粉管生长途径及双受精过程。结果表明:(1)授粉后,花粉在柱头上吸水膨胀,约30 min即可萌发。(2)授粉1～2 h后花粉管可达到花粉长度的5～10倍,花粉管在柱头分支中进一步伸长,并开始伸入花柱中生长。(3)授粉后5 h,大量花粉管沿引导组织进入花柱基部与子房顶部之间的子房壁,有少量花粉管在子房壁与外珠被之间的缝隙中生长。(4)授粉后8 h,少量花粉管到达珠孔端。(5)授粉后15～18 h,精核与极核融合,形成初生胚乳核;精、卵核融合,形成合子。(6)授粉后20～30 h,仍可在花柱中见到大量呈束状的花粉管。(7)授粉后48 h,子房内的大部分花粉管出现解体,大多数花粉死亡。研究认为,精细胞到达胚珠的时间为8 h。     

大叶相思花部形态与开花生物学研究

对大叶相思(Acacia auriculiformis)栽培植株进行观察,用光学显微镜和扫描电子显微镜(SEM)对其花部形态和开花生物学特征进行研究。结果表明,大叶相思开花期为8～12月,穗状花序由114.9±11.9朵花组成,每朵花含124.1±16.5枚雄蕊,每雄蕊含有8粒16合花粉,单花花粉量为15885粒;雌蕊1枚,具14.4±1.8个胚珠,柱头凹陷,属于湿柱头类型。P/O值为1103.1;大叶相思花在夜间开放,开花可分为5个阶段。开花期间观察到雌蕊先于雄蕊伸出花冠和雄蕊先于雌蕊伸出花冠并存的现象,推测雌雄基本同熟。SEM观察花药在开花的第2阶段形成开裂线,第4阶段完全开裂并开始散粉。雄蕊于开花第1天的9: 00～12: 00大量散粉;雌蕊柱头在开花第1天上午出现分泌物,随后逐渐减少。开花后3~4 d柱头开始凋零,柱头可授期约为3 d,以开花第1天10: 00之后的可授性最佳。     

兰州百合生殖器官中睾酮含量的变化

用直接竞争酶联免疫吸附分析法检测了兰州百合（ＬｉｌｉｕｍｄａｎｄｉｉＤｕｃｈ．）花粉、雄蕊、雌蕊及花瓣中甾类激素──睾酮的含量。雄蕊中睾酮的含量随发育进程上升,开花当天达到最高值。雌蕊和花瓣中的睾酮含量低,而且不伴随花的发育进程变化。生殖器官中睾酮含量以成熟花粉为最高。无论蕾期授粉（亲和）或自花授粉（不亲和）与不授粉的对照相比,雌蕊的睾酮含量无显著差别。百合花粉水合后睾酮含量略有下降。花粉在体外萌发过程中,花粉管中的睾酮含量随花粉管的生长而急剧下降,这时萌发介质中只出现极微量的睾酮,而且在整个萌发时期无明显变化。推测睾酮参与雄配子体的发育和成熟,并与花粉的萌发有一定关系,但无迹象表明与受精的选择性有关。     

斗竹的开花生物学特性研究

通过野外观测及光学解剖,观察了斗竹(Oligostachyum spongiosum)开花林相、开花动态、花器官构造、结实情况,以及花后林相更新等生物学特性,采用光学显微技术结合石蜡制片,对斗竹的大、小孢子的发生及雌、雄配子体的发育过程进行研究。结果表明：(1)斗竹为一次性整体开花竹类,花期为4月下旬～5月下旬,花期约持续45 d,成花量大。(2)花序为圆锥状混合花序,每花序由4枚小穗构成;小穗细长,每枚小穗由5～17枚小花组成;小花为颖花,顶部小花不发育,外稃、内稃各1枚;浆片3枚,卵圆形;雄蕊4～6枚(多为6),每枚花药具有4个花粉囊,花药壁发育为基本型,绒毡层为腺质型,小孢子四分体为左右对称型,成熟花粉粒为2 细胞型,球形,表面纹饰颗粒状,具单个萌发孔,花粉发育过程中部分花药出现异常收缩及空腔的败育花粉粒;雌蕊1枚,柱头3叉,羽毛状,子房1室,胚珠倒生,厚珠心,胚囊为蓼型,成熟胚囊结构及发育过程均正常;雌雄同熟,异花授粉,果实为颖果。(3)斗竹花后全林死亡,结实率低,自然条件下结实率为8.1%。研究结果为研究竹子系统分类、开花机制,开展杂交育种及竹林更新复壮工作等提供基础性资料。     

温度对斯托克通氏烟草雄配子体形成和发育的影响

为探究低温对斯托克通氏烟草(Nicotiana stocktonii)花粉母细胞(PMC)减数分裂及其雄配子体发育过程的影响,采用卡宝品红染色法,研究不同温度条件下该材料雄配子体形成和发育的过程。结果表明:种植于昼温(31±0.5)℃、夜温(11±0.5)℃人工气候箱中的Nicotiana stocktonii花粉母细胞减数分裂过程异常现象较少,出现微核的比率较低,用新鲜成熟的花粉做萌发实验花粉萌发率较高,为(71±3)%; 而种植于昼温(25±0.5)℃、夜温(3±0.5)℃条件下的Nicotiana stocktonii开花后花药大多干瘪,用新鲜成熟花粉做萌发实验花粉萌发率低,为(13.67±3)%,花粉母细胞减数分裂过程出现染色体桥、染色体不同步、染色体断片、落后染色体等现象,存在微核的细胞比率较高。因此,Nicotiana stocktonii花粉母细胞减数分裂与小孢子发育过程易受温度影响,从而影响花粉的可育性。     

宁夏枸杞的花粉呈现式样及交配系统研究北大核心CSCD

被子植物的花回馈、雌雄蕊时空分离特征和花粉呈现式样等花部特征及传粉者效率会影响雄性适合度和有性繁殖过程。宁夏枸杞(Lycium barbarum)是中国宁夏、新疆、内蒙等干旱和半干旱地区分布的特有种。该研究对新疆喀什地区宁夏枸杞自然种群的花部综合征、花粉呈现式样、花回馈、传粉者行为与交配方式的关系进行观察及统计分析,以探讨其花粉逐步呈现的适应性及其在提高雌雄繁殖过程中的意义。结果表明:(1)宁夏枸杞的单花寿命为(4.07±0.15) d,而雄性持续时间(0.07±0.01 d)比雌性持续时间短(4±0.01 d);花寿命内雌蕊长度比雄蕊长,属柱头探出式异位类型;花粉呈现式样为不完全逐步呈现。(2)花寿命不同阶段花回馈间存在显著差异。(3)意大利蜜蜂(Apis mellifera)、熊蜂(Bombus sp.)、食蚜蝇(Syrphidae sp.)是宁夏枸杞在自然居群的主要访花者,其中熊蜂和食蚜蝇是主要传粉者,但传粉者效率低,属于高移出低沉积类型。(4)宁夏枸杞的花粉胚珠比(2 448.11±448.32)及授粉实验结果均表现出兼性异交特征;自发自交及人工自花授粉花的座果率及结籽率很低,属于自交不亲和类型;自然传粉花的座果率及结籽率比人工去雄异花低,存在其较高的花粉限制(40.71%)。研究发现,宁夏枸杞花部综合征表现出雌雄异位和花粉不完全逐步呈现式样,这是避免雌雄功能及雄蕊各花药间的干扰、减少花粉同步移出及保障其雄性适合度的有效途径,但自然居群的传粉者种类限制、传粉效率低以及自交不亲性是导致宁夏枸杞花粉限制及降低雌性繁殖成功的主要原因。     

In vitro germination and growth of lily pollen tubes is affected by calcium inhibitor with reference to calcium distribution

The calcium inhibitors A23187, EGTA and La³⁺ inhibit pollen grain germination and growth of pollen tubes of Lilium davidii var. unicolor at different concentrations. Treatment with 10⁻⁴ or 10⁻⁵ M ionophores A23187 reduced germination rate and resulted in distortion of pollen tube. Addition of 2 or 10 mM of the chelator EGTA disturbed the direction of pollen tube growth and extended the diameter of pollen tube as observed by light and confocal microscopy. The Ca²⁺-channel blocker lanthanum chloride (La³⁺) restrained germination or markedly caused transformation of pollen tube. Furthermore, all treatments led to disappearance of any calcium gradient. Calcium distribution in pollen grain and pollen tube was altered as shown by confocal microscopy for each treatment. This indicates that the inhibitors influence pollen development by affecting the calcium gradient which may play a critical role in germination and tube growth. Fourier transform infrared (FTIR) spectra indicated slight increases in contents of amide I and a substantial decrease in the content of aliphatic esters and saturated esters in treated pollen tubes compared with normal pollen tubes. The FTIR analysis confirmed that EGTA and La³⁺ weakened the accumulation of ester in pollen tubes, which may be associated with an increased content of amide I.     

3种雌雄异熟樟科植物开花动态的比较研究

为了解樟科植物雌雄异熟的繁育系统特点,对3种樟科植物阴香(Cinnamomum burmannii)、紫楠(Phoebe sheareri)和浙江楠(Phoebe chekiangensis)雌雄异熟花的开花动态进行了比较研究。结果表明,3种植物雌性功能期的开始时间、雌性功能期和雄性功能期的时间分配有差异。3种植物的主要传粉者均为中华蜜蜂,在雌性功能期和雄性功能期均有访花;在雌性功能期第四轮退化雄蕊蜜腺和雄性功能期第三轮花丝基部的蜜腺分泌花蜜,不同开花阶段的花蜜蜜量和含糖量没有显著差异;柱头可授性和花粉活力在雌性和雄性功能期均较高;雌性功能期和雄性功能期均有自然花粉落置;座果率均是异交补粉自然套袋,表明都存在一定的传粉限制。因此,樟科植物雌、雄性阶段时间分配的不同,可能与退化雄蕊蜜腺和第三轮雄蕊附属蜜腺的分泌节律有关。     

Ectopic Expression of an <Emphasis Type="Italic">FT</Emphasis> Homolog from <Emphasis Type="Italic">Citrus</Emphasis> Confers an Early Flowering Phenotype on Trifoliate Orange (<Emphasis Type="Italic">Poncirus trifoliata</Emphasis> L. Raf.)

Citrus FT (CiFT) cDNA, which promoted the transition from the vegetative to the reproductive phase in Arabidopsis thaliana, when constitutively expressed was introduced into trifoliate orange (Poncirus trifoliata L. Raf.). The transgenic plants in which CiFT was expressed constitutively showed early flowering, fruiting, and characteristic morphological changes. They started to flower as early as 12 weeks after transfer to a greenhouse, whereas wild-type plants usually have a long juvenile period of several years. Most of the transgenic flowers developed on leafy inflorescences, apparently in place of thorns; however, wild-type adult trifoliate orange usually develops solitary flowers in the axils of leaves. All of the transgenic lines accumulated CiFT mRNA in their shoots, but there were variations in the accumulation level. The transgenic lines showed variation in phenotypes, such as time to first flowering and tree shape. In F₁ progeny obtained by crossing ‘Kiyomi’ tangor (C. unshiu × sinensis) with the pollen of one transgenic line, extremely early flowering immediately after germination was observed. The transgene segregated in F₁ progeny in a Mendelian fashion, with complete co-segregation of the transgene and the early flowering phenotype. These results showed that constitutive expression of CiFT can reduce the generation time in trifoliate orange.     

响应面法优化麻疯树花粉离体萌发培养基的研究

麻疯树因其种子含油率较高,种子油提炼的生物柴油可部分替代汽油,而成为一种极具潜能的能源作物,但由于产量低,麻疯树在热带、亚热带的发展受到极大限制。杂交育种是提高产量的重要手段,杂交亲本花粉生活力的高低直接影响到育种的成效。因此,寻求麻疯树离体花粉萌发的最适培养基配方,探明花粉萌发培养基中各主要培养基成分间的交互作用对生产上麻疯树杂交结实率和种子产量的提高具有重要意义。该研究以麻疯树开花初期雄花上花药刚散粉时的成熟花粉粒为材料,采用Box-Behnken设计(Box-Behnken design,BBD)的响应面法,对麻疯树花粉离体萌发培养基中各主要培养基成分的浓度配比及各主要培养基成分的交互作用进行了研究。以花粉萌发率为响应指标,建立了4种营养成分(蔗糖、硼酸、硝酸钙、硝酸钾)与花粉萌发率的响应面模型,并对各主要培养基成分的浓度配比进行了优化。通过R软件进行响应面分析的结果表明:4因素对花粉萌发率的影响顺序为蔗糖硼酸硝酸钙硝酸钾;蔗糖与硼酸、蔗糖与硝酸钙、蔗糖与硝酸钾之间的交互作用显著。响应面建模优化后的最佳培养基为13.77%蔗糖+32.14 mg·L~(-1)硼酸+22.21 mg·L~(-1)硝酸钙+19.95 mg·L~(-1)硝酸钾+200 mg·L~(-1)硫酸镁,在此条件下的理论萌发率为99.73%。采用此培养基成分配比得到麻疯树花粉离体试验萌发率为98.97%,与理论响应值相吻合,同时也表明利用BBD设计的响应面模型进行麻疯树花粉离体萌发培养条件优化方法的有效性。     

Natural levels of pollination intensity and effects of pollen loads on offspring quality in females of Thalictrum pubescens (Ranunculaceae)

Females of Thalictrum pubescens produce stamens containing sterile pollen. Earlier studies have shown the presence of stamens does not increase seed set through increased visitation by insects. Insects may, however, increase pollen deposition on stigmas and increase pollen competition. This paper examines: 1) pollen deposition levels in natural populations and 2) whether larger pollen loads lead to higher quality offspring. The majority of stigmas in two populations received less than 15 grains, but a small proportion had large loads. The latter may represent the occasional insect visit. These visits may provide the opportunity for pollen tube competition. In the greenhouse, flowers receiving heavy-pollen loads had higher seed set than flowers receiving light-pollen loads. Seeds from the two treatments were the same mass, had similar germination times, and seedlings had the same mass. In conclusion, it does not appear that pollen tube competition can account for the maintenance of stamens in females of T. pubescens.     

大花黄牡丹的开花特性与繁育系统

2019-2020年观察河南省栾川县引种栽培的西藏特有植物大花黄牡丹(Paeonia ludlowii)开花过程和访花昆虫,计算花粉-胚珠比(P/O)和杂交指数(OCI),检测花粉活力与柱头可授性并结合人工控制授粉试验,探究其开花特性和繁育系统类型。结果表明:(1)大花黄牡丹花朵昼开夜合,花朵随花冠展开下垂,伴花冠闭合回升。(2)花淡香,有花内蜜腺,花瓣与雌蕊子房之间是主要泌蜜部位。(3)2019年群体花期为5月17日～6月19日,持续34 d,为集中开花模式;单花花期(8.95±1.28)d。(4)大花黄牡丹从开花第2天至第6天皆具有较高的花粉活力;开花前1天柱头即具有可授性,持续12 d;花粉活力与柱头可授性最强时期高度重合,共2 d。(5)P/O为119 356.31～731 238.07,OCI为4,繁育系统类型为异交、部分自交亲和、需要传粉者。(6)大花黄牡丹可能有无融合生殖,但不稳定,去雄严重影响结实。(7)河南省栾川县大花黄牡丹主要访花昆虫为意大利蜜蜂(Apis mellifera ligustica)、芦蜂(Ceratina sp.)和隧蜂(Halictus sp.)、灰带管蚜蝇(Eristalis cerealis)和黑带食蚜蝇(Episyphus balteatus),其中意大利蜜蜂访花次数最多。(8)大花黄牡丹侧花比顶花结实稳定,杂交育种时建议在侧花开放第3、4天授粉以获得较高结实率。