新疆郁金香营养生长、个体大小和开花次序对繁殖分配的影响

植物有性繁殖与资源分配的关系研究对于揭示植物生活史特征及繁育系统进化具有重要意义。新疆郁金香(Tulipa sinkiangensis)是新疆天山北坡荒漠带特有的一种多年生早春短命植物。在自然生境中,该物种仅以有性繁殖产生后代,每株能产生1-8朵花,且不同植株上的花数及果实数以及花序不同位置上的花与果实大小明显不同。本文通过对新疆郁金香有性繁殖与营养生长及植株大小的关系以及花序中不同位置花及果实间的资源分配研究,旨在揭示营养生长、个体大小及开花次序对其繁殖分配的影响。结果表明:在开花和果实成熟阶段,新疆郁金香植株分配给营养器官(鳞茎和地上营养器官)与繁殖器官的资源间均存在极显著的负相关关系(P<0.01),说明其植株的营养生长与生殖生长间存在权衡关系。多花是新疆郁金香的一个稳定性状,其植株上花数目、花生物量、果实生物量和种子数量与植株生物量间均呈极显著的正相关关系(P<0.01),说明新疆郁金香植株的繁殖分配存在大小依赖性。在具2-5朵花的新疆郁金香植株中,花序内各花的生物量、花粉数和胚珠数、结实率、果实生物量、结籽数、结籽率及种子百粒重按其开花顺序依次递减,说明花序内各花和果实的资源分配符合资源竞争假说。植株通过减少晚发育的花或果实获得的资源来保障早发育的花或果实获得较多的资源,从而达到繁殖成功。     

甘草种皮表面微形态特征及其分类意义初探

甘草是重要的资源植物。我国甘草属植物有:乌拉尔甘草(G. uralensis Fisch.)、光果甘草(G. glabra L.)、胀果甘草(G. inflata Bat.)、黄甘草(G. eurycarpa P. C. Li)、粗毛甘草(G. aspera Bat.)、云南甘草(G. yunnanensis Cheng f. et L. K. Tai ex P. C. Li)、刺果甘草(G. pallidiflora Maxim.)和圆果甘草(G. squamulosa Franch.)。甘草的种子大小相似,均为3.0—4.0mm,但形状和颜色差异较大,其中乌拉尔甘草、光果甘     

大花百子莲的结实和结籽格局及种子产量影响因素分析

在2007和2008年对大花百子莲(Agapanthus praecox subsp.orientalis‘Big Blue’)在群体、果序和单果水平上的结实和结籽格局进行了观测,并依据每花序单花数、单花胚珠数和单粒种子质量推算其单株潜在种子产量;此外,采用人工补充授粉方法研究了不同授粉方式对大花百子莲结实和结籽的影响,并对其种子产量的影响因素进行了分析。结果表明:从始花期、盛花期至末花期,随开花时间的延迟,大花百子莲植株的每花序单花数和座果率均逐渐降低,其中始花期开花的植株每花序单花数和座果率均最高。从果序基部、中部至顶端,座果率和结籽率均逐渐减小且差异显著。在果序基部和中部,果实内种子败育率沿果实基部至顶端依次降低,而单粒种子质量则依次增加;且果序基部的果实各部位的种子败育率均低于果序中部的果实,而单粒种子质量则差异不大。大花百子莲的单株潜在种子产量约为43.18 g,而其单株实际种子产量约为2.87 g,远低于其潜在种子产量。自然授粉的大花百子莲每柱头花粉数为27.5粒,而自花授粉、同株异花授粉和异株授粉的每柱头花粉数均超过100粒;与自然授粉、自花授粉和同株异花授粉植株相比,异株授粉植株的座果率和结籽率均显著增加。研究结果显示:大花百子莲的结实和结籽格局呈现非随机分布规律,在引种地存在有性繁殖障碍;养分和授粉状况是制约大花百子莲种子产量的重要因素。     

乌拉尔甘草不同部位叶片气孔泌盐与光合气体交换特征

以野生乌拉尔甘草为研究对象,对其不同部位叶片(上部、中部及下部)的气孔泌盐状况、叶绿素含量、叶片解剖结构、净光合速率以及气孔导度进行比较分析。结果显示:(1)上部叶片气孔未见盐分积累,中部叶片气孔内有少量盐分分泌和累积,下部叶片气孔的泌盐量最大。(2)上部和中部叶片的叶绿素含量显著高于下部叶片。(3)上部叶片叶肉细胞排列最致密,中部叶片次之,下部叶片叶肉细胞排列疏松。(4)不同部位叶片的净光合速率和气孔导度也均存在显著差异,均表现为上部叶片净光合速率最高,中部叶片次之,下部叶片净光合速率最低。研究认为,野生乌拉尔甘草上部叶片的气孔在植物生长过程中主要进行光合气体交换,几乎不分泌盐;下部衰老叶片的光合能力最弱,其气孔主要负责将体内多余的盐分排出体外,以维持植株体内的离子平衡,保证乌拉尔甘草新陈代谢的正常进行;不同部位的叶片分工协作,在气孔的气体交换和泌盐这两种利益冲突的行为之间实现了巧妙的权衡,是乌拉尔甘草对高盐环境的一种适应策略。     

不同耐盐性药用甘草幼苗根对Na~+的响应及其维管组织变化

以甘草属2种耐盐植物胀果甘草、乌拉尔甘草为材料,用不同浓度(50、100、150、200、250mmol·L-1)NaCl处理幼苗21d后,分析其生物量和根、茎、叶中的Na+、K+含量以及K+/Na+,计算根的离子选择吸收和运输系数,并应用光学显微镜观察比较二者的维管组织结构变化,以揭示2种药用甘草幼苗根对Na+的响应及其维管组织结构的变化特征,探讨甘草的耐盐机理。结果表明:(1)NaCl胁迫使2种甘草幼苗生物量均下降,在NaCl浓度为250mmol·L-1时,胀果甘草、乌拉尔甘草幼苗生物量分别是对照的53.34%、46.21%,胀果甘草耐盐性强于乌拉尔甘草。(2)随着NaCl浓度上升,2种甘草根积累的Na+显著增多,其中胀果甘草在所有盐处理下,根Na+含量均高于其它器官,说明其根对吸收的Na+具有显著截留效应;而乌拉尔甘草只在0~150mmol·L-1 NaCl范围内,根Na+含量显著高于叶片,当NaCl为200、250mmol·L-1时,叶片Na+含量显著高于根,说明乌拉尔甘草根对Na+的截留能力有限。(3)在相同盐处理下,胀果甘草离子选择吸收系数SAK,Na、离子运输系数STK,Na均大于乌拉尔甘草,胀果甘草根抑制Na+、促进K+向地上部运输的能力强于乌拉尔甘草。(4)乌拉尔甘草在NaCl为150、200mmol·L-1、胀果甘草在250mmol·L-1时,根结构对盐胁迫产生应激性响应,维管组织比例显著上升,有助于提高根向上的运输能力,减少盐害。研究表明,2种药用甘草根对Na+截留作用和向上运输时促K+抑Na+能力的差异,是导致其耐盐能力不同的主要原因,根对Na+的积累和截留作用的差异与根的结构响应相吻合,能较好地解释二者的耐盐性差异。     

刺五加的有性生殖与营养繁殖

刺五加 Eleutherococcus senticosus (Rupr.et Maxim.)Maxim,既可进行有性繁殖,又可进行营养繁殖。本文报道其三类花丝长度不同的植株每个花序的花朵数量、座果率、饱满种子率及根茎形态和形态发生的某些特点。通过人工受精,检测了其繁育系统。结果表明:长花丝植株不座果,短花丝植株座果,但不同年份、不同生境中座果率不同,中花丝植株也座果但饱满种子率教低。在正常年份,短花丝植株的座果率接近40％,并且林缘的座果率稍高于皆伐迹地和次生林下的。考虑到中花丝植株在所研究地区居群数很少,我们认为绝大多数刺五加种子是异花传粉的产物,其有性生殖与营养繁殖相配合,在无人为破坏的前提下,该物种不应该濒危。     

盐生植物胀果甘草和光果甘草对UV-B以及盐胁迫的不同响应

盐胁迫及增强的UV-B辐射(280~320 nm)是影响干旱地区植物生长及生存的重要环境因子。在本研究中,研究单独的UV-B辐射和不同浓度盐胁迫及其复合作用对两种甘草属盐生植物(胀果甘草Glycyrrhiza inflata Bat.和光果甘草Glycyrrhiza glabra L.)的种子萌发、幼苗的抗氧化酶活性、丙二醛、脯氨酸、酚类物质含量以及生长相关指标的影响进行了分析。结果表明:UV-B辐射对两种植物的种子萌发都没有显著性影响,但是高盐胁迫的存在明显降低了它们的3种萌发相关参数,而胀果甘草表现出比光果甘草更快的萌发速率;两种甘草属植物除了地上及地下部分的干重外,其根长、株高、地上、地下部分鲜重都明显受高盐胁迫及其与UV-B复合作用的影响而降低。在本研究中所有的胁迫条件下,尤其是UV-B强辐射,都造成了胀果甘草的脂质过氧化,而光果甘草的脂质过氧化仅受到UV-B和高盐复合胁迫的影响。所有的胁迫条件都增加了两种植物的脯氨酸含量,而最高含量出现在两种植物的高盐胁迫组和UV-B处理的胀果甘草组中。不同胁迫处理对两种甘草的抗氧化酶系统有不同的效应,盐胁迫明显提高两种甘草的POD活性及光果甘草的SOD活性,但使光果甘草CAT活性明显降低。所有胁迫条件下植物的花青素及类黄酮类物质含量都得到了提升,而增强的UV-B辐射条件下最明显。从以上结果可以看出,两种甘草的生物量都没有受到胁迫环境的影响,这可能和脯氨酸、酚类物质及抗氧化酶所发挥的保护效应有关。此外,胀果甘草对盐胁迫以及UV-B胁迫的耐受性要高于光果甘草。     

乌拉尔甘草花部特征和开花结荚特性的研究

通过田间观测和室内数据分析,对内蒙古杭锦旗乌拉尔甘草的花部特征和开花结荚特性进行了研究.结果表明,在甘草群体中,花颜色性状存在变异.对甘草的开花习性研究发现,一日内,以10:00-16:00开花最多,占开花总量的38.9%;20:00至第2天早晨6:00次之,占开花总量的35.3%.小花数和单荚应结种子数服从近似正态分布.供试花序中单个花序的平均结荚率为30.8%,一个花序表现的种子生产能力约为196粒,实际一个花序的种子生产能力约为41粒.本研究表明,甘草小花具备闭花授粉的自交条件,花序小花数和单荚应结种子数都属于数量性状遗传,可以通过多种措施提高种子产量,为揭示甘草的有性生育规律和甘草杂交育种提供科学依据.     

毛翠雀花花序内的性分配和繁殖成功

两性花植物花序内不同位置的性分配和繁殖成功一般存在差异,通常认为资源竞争、结构效应和交配环境是形成这种差异的主要原因。为了研究雄性和雌性繁殖资源在花序内不同位置间的最优分配问题,该文以青藏高原高寒草甸典型高山植物毛翠雀花为材料,通过比较花序内不同位置的花部特征和种子性状,对其花序内的性分配模式和雌性繁殖成功进行研究,并通过观察传粉者运动特点以及人工去花和补授花粉实验,探讨花序内资源竞争和交配环境对繁殖资源分配的影响。结果表明:(1)不同位置间的雄蕊数、雄蕊鲜重/雌蕊鲜重、花粉数及花粉胚珠比从花序基部到上部显著增加,而雌蕊鲜重和胚珠数逐渐减少,表现出上部花偏雄的性分配;上部花的结籽率显著低于基部花和中部花,不同位置间的发育种子数/果实和发育种子重/果实随着花位置的升高而显著降低,说明基部花具有更佳的雌性繁殖成效。(2)去花处理后,剩余果实的单个种子重/果实显著增加,但发育种子数/果实没有显著增加;而给上部花人工补授异花花粉后,位置间结籽率的差异消失,说明传粉限制而非资源竞争导致了花序内位置依赖的种子生产模式。(3)毛翠雀花雄性先熟的开花特征,以及传粉者苏氏熊蜂从花序基部到上部的定向访花行为,导致了花序内交配环境的变化。综上结果表明,毛翠雀花花序内的性分配和繁殖成功差异是对交配环境适应的结果,对其在高山环境中实现雌雄适合度最优化具有重要意义。     

云南草寇花序内不同部位的性分配

两性花植物花序内的性分配常存在差异,资源竞争、结构效应、交配环境(雌雄异熟、传粉者定向访花行为等)或授粉不均匀等几种假说可以解释这种现象。为验证上述假说,该研究以云南草寇两种表型(雄先熟型和雌先熟型)为材料,分析了其花序内不同部位(基部、中部和顶部)的每花花粉数、胚珠数、花粉/胚珠比、结实率和结籽率,花序内传粉者的定向访花行为,以及人工辅助授粉和去花处理对结实率和结籽率的影响。结果表明:两种表型花序内每花花粉数不随部位而变化,每花胚珠数、结实率和结籽率由基部到顶部依次降低,每花花粉/胚珠比由基部到顶部依次增加,表明顶部花存在偏雄的性分配。人工辅助授粉后,结实率、结籽率仍由基部到顶部依次降低,表明授粉不均匀假说不能解释云南草寇花序内不同部位结实率、结籽率的差异。去除基部和中部花后,顶部花人工辅助授粉条件下的结实率、结籽率与基部花人工辅助授粉条件下的结实率、结籽率无差异,表明云南草寇花序内不同部位结实率、结籽率的差异主要由资源竞争引起。雌先熟表型每花花粉数、花粉/胚珠比高于雄先熟表型,表明两种表型存在性分配差异。传粉者主要先访问云南草寇基部的花,然后向顶部移动。云南草寇花序内顶部偏雄的性分配可能是由资源竞争和传粉者定向访花造成的。     

The Cross Compatibility and Hybrid Seed Vigor among Three Glycyrrhiza Species

In order to discuss the cross compatibility and hybrid seed vigor of sympatric species among Guralensis, Gglabra and Geurycarpa distributed in Xinjiang, the cross fruiting rate, the pollen germination on stigma, the pollen tube growth in style after cross pollination and germination parameters of hybrid seeds were analyzed. Results showed that there was highly cross compatibility among these three Glycyrrhiza plants and their hybrids seeds were highly vigor. It suggested that the interspecific isolation mechanism of the three Glycyrrhiza plants was weak. Moreover, the natural hybridizations may occur and form natural hybrid zone.     

三种甘草属植物的种间杂交亲和性及杂交种子活力

通过新疆分布的3种甘草属植物——乌拉尔甘草（Glycyrrhiza uralensis）、光果甘草（G．glabra）和黄甘草（G．eurycarpa）的人工杂交试验,比较了杂交结果率、杂交种子的萌发参数、幼苗成活率等指标,并对杂交授粉后花粉管萌发、生长过程进行荧光观察,旨在探讨3种甘草属植物的种间杂交亲和性及杂交后代种子活力。结果表明：（1）种间杂交结果率最高为96．67％,最低为55．62％,说明3种甘草种间杂交配子亲和性较高;（2）荧光显微观察表明,各杂交组合在授粉后0．5～2h内花粉均可在柱头上大量萌发,在授粉后48h内花粉管均可到达子房与胚珠受精,说明三种甘草种间杂交不存在配子隔离障碍;（3）杂交种子萌发率、发芽指数、平均萌发时间和幼苗成活率与自然结实种子无显著差异,种间杂交种子活力较高,幼苗成活率均为75％以上。以上结果表明3种甘草属植物的同域分布区,在相同传粉途径下,这三种甘草属植物的种间隔离机制不完善。有发生自然杂交并形成杂交区的可能。     

Karyotypical Study of Chinese Species of the Genus Glycyrrhiza

Seven species of Glycyrrhiza in China are karyologically analyzed in this paper. The results are as follows: G. uralensis Fisch. 2n=16=6m+10sm; G. eurycarpa P.C. Li 2n=16=8m+6sm+2st; G. glabra L. 2n=16=14m+2sm; G. inflata Bat. 2n=16=6m+10 sm; G. aspera Pall. 2n=16=12m+4sm; G. yunnanensis Cheng f. et L. K. Tai ex P. C. Li 2n =16=12m+4sm; G. pallidiflora Maxim. 2n=16=12m+4sm. From this work and the previous reports, it is presumed that the basic chromosome number of Glycyrrhiza is x=8. Based on the characters of karyotype so far realed, the authors consider that the genus Glycyrrhiza is a relatively primitive group in Leguminosae and G. pallidiflora is the most primitive one among the species dealt with in this paper, and G. eurycar-pa is the most advanced one.     

国产甘草属植物的RAPD分析及其分类学研究

应用RAPD技术,探讨甘草属(G ly cy rrh iza L.)13种1变种30个植物类群的遗传差异和几个争议种的分类地位。从60个随机引物中筛选出14个多态性好的引物进行RAPD实验,DNA片段的二态数据用U PGM A聚类法构建系统发育树。共扩增出250条带,多态性带204条,约占总数的81.7%。聚类结果显示RAPD分子标记构建的系统发育树与经典分类系统一致。甘草属植物具有丰富的遗传多样性,同种内不同居群间的遗传分化较大。黄甘草、胀果甘草、乌拉尔甘草三者亲缘关系较近,平卧甘草与粗毛甘草存在很大的遗传差异,作为独立种较合理。RAPD标记可为甘草属植物的系统分类研究提供分子生物学依据。     

甘草属种间杂交种叶绿体DNA父系遗传的发现及分析

通过对甘草属乌拉尔甘草(Glycyrrhiza uralensis)、光果甘草(G.glabra)、胀果甘草(G.inflata)及其人工杂交种组合G.uralensis♀×G.glabra♂、G.glabra♀×G.uralensis♂、G.uralensis♀×G.inflata♂、G.inflata♀×G.uralensis♂共68份材料的核基因ITS序列、叶绿体rbc L、mat K、trn H-psb A基因的序列分析,探讨了甘草属叶绿体DNA遗传方式。结果表明:(1)亲本种和人工杂交种ITS序列长度均为614 bp,其中34份人工杂交种ITS序列存在4处变异位点,且人工杂交种均检测出来自父本、母本ITS序列相同位点碱基的叠加,检测率为100%。(2)亲本种与人工杂交种的叶绿体基因rbc L、mat K、trn H-psb A序列长度相同,共有4处变异位点,人工杂交种在变异位点处的碱基与其相对应的父本碱基一致率高达97.1%。以上结果说明,该研究获得34份人工杂交种为100%杂交成功的F_1子代,核基因ITS序列可用于甘草属杂交种的遗传鉴定;甘草属叶绿体rbcL、mat K、trn H-psb A基因具有父系遗传特性,推测甘草属质体的遗传方式主要表现为父系遗传,这种质体遗传方式的发现为甘草属杂交种和遗传多样性研究提供了新的认识,也为杂交种的亲本鉴定提供分子依据。     

新疆甘草属(Glycyrrhiza) 的生态分布及其经济利用

 新疆分布的甘草属植物共五种：甘草(Clycyrrhiza uralensis)、光果甘草(G．glabra)、粗毛甘草(G. aspera)、胀果甘草(G．inflata)、科氏甘草(G．korshinskyi)。出现于新疆88％的县市,各大河流沿岸、泉水溢出带及冲积平原。在区系上与中亚关系密切。空气干燥度、年平均温度及土壤盐碱含量对不同种甘草的分布都有影响。甘草虽然在南、北、东疆都有分布,但以北疆为主。甘草分布地区的大气干燥度从1.37—237.3,而以3—6最佳;年均温度为0.4—14℃,而以4—8℃为最适宜。甘草常与苦豆子(Sophora alopecuroides)、芨芨草(Achnatherum splendens)、芦苇(Phragmites communis)、大叶白麻(Poacynum hendersonii)等组成群落。光果甘草可与灰杨(Populus pruinosa)、柽柳(Tamarix chinensis)、假苇拂子茅(Calamagrostis Pseudophragmites)等组成群落。胀果甘草常与不同比例的胡杨(Populus diversifolia)、铃铛刺(Halimodendron halodendron)、柽柳、芦苇、大叶白麻、骆驼刺(Alhagi pseudalhagi)、花花柴(Karelinia caspica)等组成群落。粗毛甘草多为田间、果园及路旁荒地杂草。为了保持甘草资源的持续利用并充分发挥其效益,应建立合理的挖采制度,建立甘草生产基地,并开展甘草的综合利用研究。     

3种甘草属植物的核型研究

用光学显微镜观察了豆科（Leguminosae）甘草属（Glycyrrhiza）3种荒漠植物的染色体,研究结果表明,3种植物的体细胞染色体数目2n=16,核型公式分别为：刺果甘草（G.pallidiflara）k(2n)=2x=16=4M+8m+4sm,光果甘草（G.glabra）k(2n)=2x=16=10M+6m,胀果某草（G.inflata）k(2n)=2x=16=6M+6m+4sm。