濒危植物峨眉黄连的生活史和繁殖特性及生态特征

峨眉黄连（Coptis omeiensis（Chen）C.Y.Cheng）是一种药用价值较高的国家二级保护植物。采用野外观察与室内解剖的方法,详细描述和分析了峨眉黄连的生活史、繁殖特性及生态特征,并寻找致危因子。结果表明：峨眉黄连从种子萌发至自然死亡,其生活史可分为4个时期,寿命长达15年以上。峨眉黄连行有性繁殖,无侧生无性繁殖枝;顶生芽是一个混合芽,由侧生花序和1个定芽组成;花的各部分均发育正常,花瓣原基和雄蕊原基同源;花粉粒直径16-24μm,有刺状雕纹。种子腹面有窄翼状突起,胚后熟,翌年萌发。海拔1100-1700m的阴湿岩壁是其最适生长环境,降雨量、温度、湿度和光照等因素对其生存与分布至关重要。     

滴水珠珠芽发育过程研究

珠芽是滴水珠(Pinellia cordata)的营养繁殖结构,为揭示滴水珠珠芽发育过程中的特征,该研究以野外采集材料进行盆栽观察试验,通过形态观察法和石蜡切片方法,探索滴水珠叶片和叶柄处珠芽发育过程中的形态学和解剖学结构特征。结果表明:滴水珠珠芽发育过程在形态上分为叶柄无现象时期、早期珠芽结构分化和珠芽膨大成熟时期三个时期;相应的解剖学发育时期为珠芽原基启动期和形成期、原基分化期和膨大成熟期四个阶段。叶片和叶柄珠芽起始细胞均由叶柄腹面表皮下层薄壁细胞组织脱分化形成,起始细胞不断分裂形成细胞团最后发育成珠芽原基;在原基分化期的特征是生长点形成,最终分化形成芽原基和鳞片叶;膨大成熟期的特征是珠芽结构不断生长,生长点侧生分化鳞片叶增多。叶片和叶柄处珠芽成熟脱落时期为灰色椭圆形结构,测得平均直径分别为(2.79±0.40)mm和(2.69±0.36)mm,外部有鳞片包裹,内部含大量营养物质。在环境适宜条件下,珠芽遇土萌发,萌发率达75%。这表明滴水珠珠芽与同属植物半夏珠芽发育过程差别不大,都是无性克隆营养繁殖体结构。     

梓叶槭种子生物学特性研究

对两个不同种源地的梓叶槭(Acer catalpifolium Rehd.)种子进行了形态结构特性和萌发特性研究,结果表明,梓叶槭种子呈压扁状椭圆形,为无胚乳种子.都江堰种源地的种子千粒重为(28.4±0.81) g,显著大于峨眉山种源地(18.5±0.39)g.种子吸水过程分3个明显阶段:0～1 h是急剧吸水的过程,1～12h吸水较缓慢,12～96h吸水量又急增.温度对2个种源地的种子萌发率有显著影响, 25 ℃是其种子萌发的适宜温度,萌发率分别为48.7%±3.06%(都江堰种源)、42%±2.00%(峨眉山种源),在光照和黑暗条件下,种子萌发率没有显著差异,种子均能正常萌发.     

培养基与光照对沼兰种子非共生萌发的影响

近年来由于灭绝性采挖和生态环境的恶化,沼兰(Malaxis monophyllos)的自然资源遭到严重破坏,加上沼兰种子具有萌发缓慢和萌发率低的特性,已处于近危乃至易危的状态。为了繁殖和保护沼兰种质资源,利用添加2%蔗糖、3%活性炭和0.8%琼脂的Knudson C(KC)培养基,研究了萘乙酸(NAA)、6-苄基腺嘌呤(6-BA)、椰乳、香蕉泥、土豆泥和光照条件6种因素对沼兰种子非共生萌发的影响;同时通过光学显微镜和扫描电镜观察了种子的外部形态。结果显示,沼兰种皮细胞的平周壁方向结构平坦、没有纹络,但是沿着细胞垂周壁方向细胞壁较厚。通过正交试验设计和冗余分析,建立了沼兰种子非共生萌发的最佳方案,即在含有4.5mg·L–1NAA、10mg·L–16-BA、8%香蕉泥和3%土豆泥的KC培养基上光照条件(光照强度为20μmol·m–2·s–1,光周期为12h/12h)下萌发。该方案的种子萌发率在90%以上。     

黄连种子后熟过程的解剖学研究

黄连种子采收埋土后,需要经过9—10个月才能出土萌发。这是由于黄连种子在4—5月脱落吋,胚未成长,一般尚只在球形胚或心形胚早期。后来经过较长时期心形胚阶段,才变成鱼雷形胚。大约要到翌年1月时,胚胎完全成长。所以黄连种子不易萌发是因为胚胎尚未成长。不过,黄连幼胚的胚轴上端的顶端分生组织旁第一片真叶原基则出现很早。从黄连胚胎的整个成长过程来看,如果创造某种条件设法缩短心形胚阶段,可能缩短整个种子的萌发过程。     

小麦种子根的发育解剖

小麦胚胎发育过程中通常形成5条幼根(少数可形成6条),这些根统称为种子根,中间最先发生的为初生根.初生根的原基在胚胎发育的早期就在胚轴的一侧发生,原基细胞由不规则到规则排列。侧生种子根的原基在胚胎发育后期才出现,通常成对发生,并且是由胚轴上的节(盾片节和胚芽鞘节)维管束外方的细胞形成。侧生种子根的发育明显较初生根的快,分化能力也较强,后生木质部导管母细胞出现早,数目较多.因此,小麦胚胎发育过程中从胚轴上形成的这些侧生的种子根,形态上,仍应看作是一些不定根,其结构特征与后来形成须根系的不定根的比较近似。     

岩黄连种子萌发特性研究

岩黄连是一种多年生草本植物，主要分布于我国西南部岩溶地区，具有重要的生态及医药价值，开发利用前景广阔。由于生存环境脆弱和人为采挖的影响使得野生岩黄连资源面临枯竭，因此被列入2021年国家重点保护野生植物名录。为探索该物种濒危的原因，该文研究了种子保存方法、化学试剂前处理、温度、光照、干旱、pH以及混沙保湿冷藏处理对种子萌发的影响。结果表明：(1)低温保存能够延长岩黄连种子的活性，保存2 a的种子萌发率仍能达到30%。(2)化学试剂HCl及NaClO对种子的前处理使其发芽率提升50%～60%;种子在20℃时萌发率能达到50%,而30℃时基本不能萌发；黑暗条件下的萌发率显著高于周期性光照条件；萌发率随着干旱程度加深不断下降；萌发率在pH值3.0～8.0的条件下无显著变化。(3)混沙保湿冷藏使种子发芽势和萌发率显著提高，萌发率达到对照的2倍。综上认为，岩黄连种子在室温条件下易失活且不能在30℃以上高温萌发的特性与其濒危有较大关系；高效的种子萌发方法可以为岩黄连保护与产业化应用提供有效途径。该研究结果为野生岩黄连的保育提供了理论和技术保障，为其大田栽培和产业化推广提供了技术支持。     

低温处理青花菜萌动种子对花芽分化的促进作用

低温(0～2℃)处理萌动种子可使青花菜的花芽分化提前.种子萌动时期经低温处理10 d(T10)和20d(T20)的青花菜植株花芽分化开始时的节位分别比对照(CK)低0.86个节位和1.03个节位.花芽分化临界期、第1级侧花茎原基分化期和第2～3级侧花茎原基分化期经低温处理10d和20 d均分别比对照提前5 d和6d.当进入花芽分化临界期时,叶片中GA3、可溶性蛋白质含量以及POD和转化酶活性均开始剧增,在第1级侧花茎原基分化期和第2～3级侧花茎原基分化期,叶片中POD、转化酶活性和GA3均有一高峰值.萌动种子经一段时间的低温处理后,首先诱导了GA3的合成,从而提高POD和转化酶等酶的活性,而这两种酶活性的升高对花芽分化有利.     

入侵植物小花山桃草种群构件生物量结构及种子萌发特征

通过野外设置样方调查和室内萌发试验,研究小花山桃草种群各构件生物量的结构特征和它们之间的关系模型、繁殖分配以及种子萌发特点。结果表明:(1)小花山桃草根、茎、叶、花(果)序生物量与植株高度之间以及各构件生物量之间均呈正相关关系,可用幂函数模型或线性函数模型较好地表达;(2)各构件生物量在个体生物量中所占的比率表现为茎>花序>叶>根;(3)小花山桃草的繁殖投入和繁殖分配都随植株个体的增大而增加;(4)小花山桃草个体大小和繁殖投入之间为线性关系,而个体大小和繁殖分配之间为幂函数关系;(5)小花山桃草存在一个较小的繁殖阈值(0.6043g);(6)小花山桃草种子在有光照(12h)和黑暗条件下发芽率均可达到85%以上;未经贮藏的种子不萌发,低温沙藏(1～2℃)和室温干藏(14～32℃)一个半月种子萌发率分别可达92.5%和79%;低温沙藏时种子即可发芽,且发芽率可达61%。在研究地区,小花山桃草几乎整个生长季都可萌发,甚至初冬还有幼苗产生。小花山桃草构件生物量结构和繁殖分配特征、种子萌发特点等都有助于其入侵能力的提高,是其成功入侵我国的重要原因。     

多年生植物欧夏至草集合繁殖体特性

欧夏至草(Marrubium vulgare)为唇形科多年生植物,其扩散单元主要由集合繁殖体和种子组成,该研究以单萼筒集合繁殖体为研究材料,比较其和种子在形态特征、扩散行为及萌发特性上的差异,探讨附属物的生态功能及对可变环境的适应对策。结果表明:(1)欧夏至草集合繁殖体是具萼筒的种子,其质量远大于种子;附属物能保护种子免受机械损伤或逃避捕食者。(2)在自然生境中,欧夏至草集合繁殖体易借风力扩散到较大范围,室内扩散实验表明,静止空气中集合繁殖体比种子降落所需的时间更长、扩散能力更强;集合繁殖体是种子延迟扩散的一种适应策略,其附属物的存在与否直接导致了种子扩散能力与扩散距离的差异,支持"Alternate假说"。(3)欧夏至草集合繁殖体和种子在活力、萌发率及萌发速率方面均不存在显著差异,而吸水率远大于种子,附属物的存在是影响种子承载更多水分并更长期保留水分的重要原因;集合繁殖体内种子的萌发属随机萌发,不具有位置效应,在当季只萌发部分种子,符合间歇性萌发特性,能有效避免种群覆灭。研究表明,多年生植物其扩散单元的形态特征和萌发行为对于种群的生存重要性相对低,母株可以长期占据原有生境,保持种群个体数量,附属物的作用主要用于种群扩散。     

甘南红景天濒危的生殖生态学因素分析

为了寻找保护和恢复甘南红景天种群的有效途径,本文分析了甘南红景天的繁育系统、生殖过程、开花物候特征及影响生殖成功的主要因子.结果表明:甘南红景天为雌雄异株,雄花在花芽分化初期为两性植株,但随着花的不断发育,雌蕊的胚囊发育到一定阶段时败育,两性植株基本仅执行雄性功能,种群繁殖为异交,以风媒传粉方式为主,种群花期出现在全年降雨和气温较高的季节.6月初现蕾,6月中旬开花,7月上旬进入盛花期,花期在36 d左右,8月下旬果实成熟.两性植株略早于雌花开放,花期(10.2 d)大于雌性植株(8.4 d).由于部分雌花不易授粉,部分花蕾、胚珠损失,1~3年的幼龄植株几乎不开花结实,群落中只有11%的植株开花结实,种子自然繁殖率极低,约为2%.从花蕾到开花,雌性单株有20.0%～25.1%的花蕾损失; 从开花到结实,单株51.1%～65.0%的花败育;至种子成熟,仅10.1%～21.0%的胚珠发育成种子.雌性单株平均种子产量为158.1粒,人工条件下种子发芽率为81.5%,幼苗第一年的成活率为36.0%.表明种子质量不是导致甘南红景天濒危的原因,而花粉限制、种子产量和幼苗的成活率是真正影响其生殖成功和导致濒危的主要生殖生态学因素.     

脱落酸在植物花发育过程中的作用

植物激素脱落酸(ABA)对植物的生长发育具有多方面的调节作用,比如种子休眠、萌发,营养生长,环境胁迫反应等。大量研究显示,ABA也参与了植物的成花调控。影响植物成花调控的环境因子,包括光周期变化、春化作用、干旱等均会导致植物体内ABA代谢的变化。本文从调控植物开花的4条主要途径与植物体内ABA代谢变化之间的相互关系,花芽分化时期ABA在植物叶芽和花芽中的动态分布以及离体培养条件下ABA对花芽分化的影响等方面总结了ABA与植物花发育这一领域的最新研究进展。对ABA在植物成花诱导和花发育中的作用进行了综合分析。     

标准切花菊杂交F1代群体侧枝侧蕾性状的杂种优势和遗传分析

以标准切花菊〔Dendranthema morifolium(Ramat.)Tzvel.〕品种'优香'('Yuuka')为母本、品种'神马'('Jinba')为父本进行杂交,对杂交F1代群体的单株侧枝平均长度、单株侧枝数、单株侧枝数与单株叶节数的比值(R1)、主蕾直径与侧蕾直径的比值(R2)、单株侧蕾数以及主蕾与侧蕾间距离6个性状进行杂种优势和相关性分析,并利用主基因+多基因混合遗传模型检测这些性状的主基因效应.结果显示:杂交F1代群体6个侧枝侧蕾性状的变异系数为2378%~5065%,且侧枝性状的变异系数总体上高于侧蕾性状;各性状的频次均呈现连续性的正态分布趋势,说明这些性状可能属于多基因控制的数量性状.杂交F1代群体的6个侧枝侧蕾性状均在001水平上表现出显著的中亲优势,表明各性状均存在显著的杂种优势.6个性状中,单株侧枝平均长度的中亲值最大(6230 mm),R1的中亲值最小(026);单株侧枝平均长度、R2和主蕾与侧蕾间距离的中亲优势均为正值,单株侧枝数、单株侧蕾数和R1的中亲优势均为负值.6个性状的中亲优势率为-5374%~3128%,其中,单株侧枝数的中亲优势率最小,而主蕾与侧蕾间距离的中亲优势率最大.相关性分析结果显示:单株侧枝平均长度和单株侧枝数均与R1呈极显著正相关,并与R2和单株侧蕾数呈极显著负相关;R2与侧蕾数也呈极显著正相关,且二者均与主蕾与侧蕾间距离呈极显著正相关.混合遗传分析结果显示:单株侧枝平均长度、R1、R2和单株侧蕾数均受2对主基因控制,符合B-1模型,主基因表现为"加性-显性-上位性",这4个性状的遗传率分别为7707%、9672%、6438%和5307%;单株侧枝数也受2对主基因控制,符合B-2模型,主基因表现为"加性-显性",该性状的遗传率为7438%,表明这5个性状的遗传存在主基因控制效应.而主蕾与侧蕾间距离符合A-0遗传模型,说明该性状无主基因控制,易受环境影响.     

濒危植物南川升麻传粉生物学的研究

南川升麻（ＣｉｍｉｃｉｆｕｇａｎａｎｃｈｕａｎｅｎｓｉｓＨｓｉｓｏ）的繁育系统以异交为主,传粉昆虫主要为蝇类,盛花时的访花频率平均每花每天１１次,雄蕊脱落后约０６次;单穗升麻（Ｃ．ｓｉｍｐｌｅｘＷｏｒｍｓｋ）以虫媒为主,风也可以帮助其花粉在近距离传播。单穗升麻的传粉昆虫有蝇类和蜂类,盛花时的访花频率蝇类为１．４次,蜂类为１．２次。南川升麻和单穗升麻都是靠大的花序和气味来吸引传粉昆虫,报酬是退化雄蕊基部分泌的蜜液。自然条件下南川升麻每个柱头上平均有４枚花粉,结籽率平均为６４％,而单穗升麻每个柱头上平均有１７枚花粉,结籽率平均为４５９％。南川升麻有性生殖中传粉的限制是其致濒的重要因素之一。     

Pollination Biology in Cimicifuga nanchuanensis,an Endangered Species (Ranunculaceae)

The pollination biology of Cimicifuga nanchuanensis Hsiso, an endangered species and C. siraplex Wormsk, a widespread species as a control, has been studied. Protandry occurs in both species, the former goes further than the latter. The breeding system of C. nanchuanensis is dominantly xenogamous. The average visitation rate of flies as the main pollinators is 1.1 and 0.6 per flower per day at anthesis and after stamen shedding respectively. C. simplex is mainly an entomophilous plant. However, wind pollination could occur within a short distance. Moreover, a certain ratio of self pollination exists also in this species. The mean visitation rates of flies and bees, the main pollinators of C. simplex, are 1.4 and 1.2 respectively at anthesis. The pollinating insects of both plant species are attracted by their big inflorescences and the fragrant odor. Nectar, the reward for pollinators, produces in the secretory cells at the base of the spoonform staminode. In natural conditions, an average of 17 pollen grains are found on the surface of a stigma resulting in a mean seed set rate of 45.9 %. Pollination limitation (very few pollinators and their low efficiency of pollination) in C. nanchuanensis is one of the weak links in its life cycle and one of the reasons for the endangerment of this species.     

Malformation of gynoecia impedes fertilisation in bud‐flowering Calluna vulgaris

In Calluna vulgaris, a common bedding plant during autumn in the northern hemisphere, the bud‐blooming mutation of flower morphology is of high economic importance. Breeding of new bud‐blooming cultivars suffers from poor seed set in some of the desirable bud‐flowering crossing partners. In the current study, fertilisation and seed development in genotypes with good or poor seed set were monitored in detail in order to examine pre‐ and post‐zygotic cross breeding incompatibilities. Whereas no distinct differences were detected in seed development, pollen tube growth was impeded in the pistils of genotypes characterised by poor seed set. Detailed microscopic analysis revealed malformations of the gynoecia due to imperfect fusion of carpels. Hence, a pre‐zygotic mechanism hindering pollen tube growth due to malformation of gynoecia was deduced. An interaction of putative candidate genes involved in malformation of gynoecia with floral organ identity genes controlling the flower architecture is discussed.     

Reproduction and development of the endangered Sedum integrifolium ssp. leedyi (Crassulaceae)

Information on reproduction and life history is important for the conservation of endangered plants. We investigated rates of flowering, seed set, and germination in populations of the endangered perennial plant Sedum integrifolium ssp. leedyi. Germination and flowering rates differed significantly among populations, but seed set rate did not. We assayed 26 plant clusters (81 stems) from four of the five known populations for evidence of clonal reproduction using 28 randomly amplified polymorphic DNA (RAPD) markers. Of the 81 stems, 75 had unique genotypes and three pairs had identical genotypes, suggesting that clonal reproduction is infrequent. Flowering, seed set, and germination rates were correlated with our estimates of ratios of effective to actual population sizes (Ne/N), but not with Ne. The single formally protected population may be experiencing inbreeding depression. We grew plants from seed to maturity in a greenhouse, with a germination rate of 77% and survival of 98% of the germinants at 6 mo, suggesting that this will be a viable means of ex situ propagation. Plants flowered 4-6 mo after germination and produced mature fruits 1-2 mo later, suggesting that they have the potential to sexually reproduce in their first or second season of growth.     

丽格海棠的组织培养

由于丽格海棠通过扦插获得的量有限,进口种子的价格又很昂贵,所以以它的叶、茎、花茎、叶柄等营养器官作为外植体,进行组织培养来快速获得丽格海棠。通过诱导芽分化和诱导愈伤两种途径,研究不同植物生长调节剂及浓度,对外植体萌发和生根的影响。研究表明基本培养基为MS,最佳分化培养基为6-BA1．00mg／L NAA0．10mg／L;最佳生根培养基为1／2MS NAA0．mg/L;花土：沙子=1：1,是丽格海棠最佳的驯化移栽基质,在该基质中生根苗移栽成活率达90％。     

栽培与野生化血丹不同部位中两种化学成分含量分析

为探讨并分析栽培与野生化血丹植株中不同部位中两种化学成分的含量差异,该研究采用超声法提取、高效液相色谱法(HPLC)测定栽培与野生化血丹根、茎、叶、花、混合样等部位中桃叶珊瑚苷和梓醇的含量,并进行比较。结果表明:(1)桃叶珊瑚苷在栽培与野生化血丹植株内均有分布,含量均以根中最高,其在栽培与野生化血丹植株内的含量表现分别为根叶混合样茎花、根混合样茎花叶,栽培化血丹不同部位中桃叶珊瑚苷的含量均高于野生化血丹。(2)梓醇在栽培化血丹的茎中未检出,在栽培与野生化血丹其他部位均有分布,含量均以叶中最高,其在栽培与野生化血丹植株内的含量分别表现为叶花混合样根、叶混合样茎花根,野生化血丹不同部位中梓醇的含量均高于栽培化血丹。(3)桃叶珊瑚苷和梓醇在栽培和野生化血丹植株不同部位中的含量均存在显著差异(P0.05),栽培与野生同一部位间总体上无显著差异,为该濒危药用植物资源药用部位选择和合理开发利用提供实验参考。