多叶斑叶兰繁育系统与传粉生物学研究

为探讨多叶斑叶兰(Goodyera folisa)的繁育系统与传粉生物学特征,对其开花物候、花粉活力与柱头可授性、人工授粉、花的挥发性成分以及昆虫传粉行为进行了研究。结果表明,多叶斑叶兰的唇瓣黄色,萼片白色或白色带红褐色;单花花期为(9.4±0.8)d;花粉在开花后第1天具备活力,柱头在开花后第2天具备可授性,花粉活力和柱头可授性都在开花后第5天达到峰值。去雄套袋和不去雄套袋都不能结实,人工自花授粉、同株异花授粉和异株异花授粉的结实率分别为93.3%、95.0%和96.7%,自然结实率为43.3%。花朵的主要挥发性成分为1-辛烯-3-醇、3-辛醇和N,N-二甲基甲酰胺。多叶斑叶兰传粉者为中华蜜蜂(Apis cerana)。多叶斑叶兰具有自交亲和能力,但在自然界不具有主动自交现象,必须依赖中华蜜蜂传粉,花色及花香气味为吸引传粉者的主要因素。     

珍稀濒危植物陕西羽叶报春的开花及传粉生物学研究

陕西羽叶报春为中国珍稀濒危植物,研究其开花物候、传粉者及访花行为、花粉活力、柱头可授性、繁育系统,以明确陕西羽叶报春的传粉特性及制濒机制。以勉县陕西羽叶报春野生居群为研究对象,通过野外观察和人工授粉实验首次对陕西羽叶报春的传粉生物学进行研究。结果表明:(1)陕西羽叶报春种群花期为2-4月中旬,单花花期一般为14~17 d;单花开花进程中花部形态有6个明显发育变化:全部被萼片包裹、花苞伸出并为深粉色、花朵打开为淡粉色、花冠为白色、花朵枯萎、花冠脱落花萼宿存。(2)陕西羽叶报春为异花授粉植物,蜜蜂属为其主要传粉者。(3)柱头在花粉未开裂前就具有可授性,可授性逐渐增强;花药在花瓣打开后的第3天才开始开裂、散粉,在第4天活力最高,为98.18%,此后逐渐减弱。(4)繁育系统检测显示,长、短柱型花的花粉/胚珠比分别为902.26和831.48,杂交指数为4;套袋实验显示,陕西羽叶报春异型交配可育,同型交配不可育。由此表明,陕西羽叶报春的繁育系统为异交型,自交不亲和,需要传粉者。综上所述,陕西羽叶报春传粉者种类少、自交不亲和、胚珠败育现象可能是导致陕西羽叶报春濒危的重要原因。     

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。     

峨眉拟单性木兰的开花生物学特性与繁育系统

为阐明峨眉拟单性木兰(Parakmeria omeiensis)在自然条件结实率低的原因和确定最佳人工授粉时期,该文通过观察峨眉拟单性木兰的开花动态,采用杂交指数估算、花粉胚珠比、花粉活力及柱头活性检测、人工授粉试验等方法对其繁育系统进行了研究。结果表明:(1)植物园保育的峨眉拟单性木兰花期在4月底到5月中下旬,持续17～23 d,雄株始花期比雌株早3～4 d,但两者花期可遇。(2)两性花经检测雄蕊败育,实为功能上的雌性,部分雄株个体的雄花上残留1～2个心皮,其性别分化是通过雌、雄蕊选择性败育形成的,为隐性雌雄异株(cryptic dioecy)。(3)雄花、两性花开放经历佛焰苞开裂、花被片开裂、展开、闭合、二次开放、凋落6个阶段,历时4 d。(4)雄花初次展开时花粉活力最高,达92.8%,开花2 d后活力显著下降;两性花柱头在花被片展开期可授性最强,盛开后柱头部分可授。(5)杂交指数为5,P/O比为2.14×10~4。(6)套袋试验表明,峨眉拟单性木兰不能进行自花传粉,人工异花授粉的结实率和出种数显著高于自然授粉,且不存在无融合生殖。这说明峨眉拟单性木兰繁育系统为专性异交,传粉过程需要传粉媒介,自然条件下结实率低,主要是受传粉昆虫和柱头可授期短的限制。     

濒危植物缙云卫矛繁育系统研究

运用花粉萌发、联苯胺-过氧化氢法、花粉—胚珠比、杂交指数和套袋实验等方法,对缙云卫矛(Eu-onymuschloranthoidesYang)花粉活力、柱头可授性及繁育系统进行了研究。结果表明缙云卫矛花粉-胚珠比为764~1340,杂交指数等于3,结合人工授粉和套袋实验结果可以确定该物种的繁育系统属于自交亲和,有时需要传粉者。根据套袋实验及实地观察可以推测该物种以风媒传粉为主。其花粉活力较高,持续时间较长,花粉质量可能不是导致该物种濒危的主要原因。其雌雄性功能表达具一定的重叠期,提高了同株异花授粉的几率,雌雄性功能表达在时间上的差异不是影响其结实率的主要原因。气候条件对传粉过程的限制可能是导致该物种濒危的原因之一。     

枸杞新品系NQ-2开花生物学研究

为探讨枸杞新品系NQ-2纯系种植结实率低的原因,采用TTC法、联苯胺—过氧化氢法、花粉—胚珠比、杂交指数和套袋试验等方法,对NQ-2花粉活力、柱头可授性及繁育系统等进行了研究。结果表明:NQ-2单花花期为3~4 d,花后8 h散粉结束,开花当天花粉活力最高,花粉寿命可持续9 d以上;开花前一天柱头已具可授性,开花第1天柱头可授性最强,开花第3天柱头基本失去可授性;枸杞新品系NQ-2平均花粉-胚珠比8615,OC I=4,结合人工授粉实验结果确定其繁育系统为专性异交。自交不亲和是导致NQ-2纯系种植落花落果结实率低的主要原因。     

橙花瑞香的繁殖特性研究

瑞香属植物具有重要的药用和观赏价值,在中国资源丰富,但自然条件下低坐果率限制了该属植物的进一步开发和利用。该研究以橙花瑞香为对象,通过对其有性繁殖及传粉特性的研究,探索其自然坐果率低的原因,内容包括花部特征的测量分析,MTT染色法测定花粉活性,联苯胺-过氧化氢法测定柱头可授性,扫描电镜观察柱头、花粉的形态,传粉者观察,通过花粉胚珠比(P/O)和人工授粉实验推测橙花瑞香的繁育系统类型。结果表明:橙花瑞香的花部结构特殊,管状小花,花药两轮,雌雄蕊分离。花开后的花粉具有活性,柱头具有可授性,扫描电镜下,柱头和花粉的结构没有发育异常,且柱头上有花粉落置。橙花瑞香的传粉者主要是夜间访花的蛾类,访花频率低。P/O及人工授粉实验表明橙花瑞香的繁育系统为专性异交。橙花瑞香的坐果率非常低,自然坐果率为1.4%,人工异花授粉为23.3%,低坐果率可能是受其开花量大、异花花粉限制、资源限制以及花部结构等因素的影响。     

紫荣莉的花部综合特征与繁育系统

采用定株观察,运用花粉-胚珠比、联苯胺-过氧化氢法、杂交指数和套袋实验等方法,对紫茉莉（Mirabilis jalapa L．）的开花状态及繁育系统进行了研究。结果表明：种群花期一般为6—10月,单花花期一般为2—3d;单花花期依其形态和散粉时间可分为散粉前期、散粉初期、散粉盛期、花闭合期、凋谢期5个时期;在花闭合时期,晴天有66．80％的花的柱头在闭合花冠内,阴天时有81．65％的花的柱头在闭合花冠内,雨天柱头在闭合花冠内的花可达99．22％;按照杂交指数,其繁育系统属于自交亲和,有时需要传粉者;P／O值约为269,判断繁育系统类型属于兼性自交;开花6h左右,柱头的可授性最强,此时花粉活力、置落在柱头上的花粉数及其在柱头上的萌发率都达到最高。套袋实验显示,紫茉莉自然条件下没有无融合现象,繁育系统为自交、异交亲和,以自交为主,但有时也需要传粉者;在长期的环境选择压力下,紫荣莉选择将更多的柱头留在闭合花冠内,是其对不利环境条件的一种适应进化策略。     

紫茉莉的花部综合特征与繁育系统

采用定株观察,运用花粉-胚珠比、联苯胺-过氧化氢法、杂交指数和套袋实验等方法,对紫茉莉(Mirabilis jalapa L.)的开花状态及繁育系统进行了研究.结果表明:种群花期一般为6-10月,单花花期一般为2～3 d;单花花期依其形态和散粉时间可分为散粉前期、散粉初期、散粉盛期、花闭合期、凋谢期5个时期;在花闭合时期,晴天有66.80%的花的柱头在闭合花冠内,阴天时有81.65%的花的柱头在闭合花冠内,雨天柱头在闭合花冠内的花可达99.22%;按照杂交指数,其繁育系统属于自交亲和,有时需要传粉者;P/O值约为269,判断繁育系统类型属于兼性自交;开花6 h左右,柱头的可授性最强,此时花粉活力、置落在柱头上的花粉数及其在柱头上的萌发率都达到最高.套袋实验显示,紫茉莉自然条件下没有无融合现象,繁育系统为自交、异交亲和,以自交为主,但有时也需要传粉者;在长期的环境选择压力下,紫茉莉选择将更多的柱头留在闭合花冠内,是其对不利环境条件的一种适应进化策略.     

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。     

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。     

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。     

珍稀濒危植物距瓣尾囊草(Urophysa rochkii)的开花物候和繁育系统特性

通过野外观察,运用套袋授粉和联苯胺-过氧化氢法等实验方法对距瓣尾囊草开花物候以及种群的繁育系统特性进行研究。研究结果:1)距瓣尾囊草为两性花,聚伞状花序,花期较长,从头年12月持续到次年4月,单花花期持续8—15 d,种群花期可持续4个月左右。2)距瓣尾囊草在花朵未开放前花粉没有活力,花药开裂当天花粉活力达到94.8%,第2天为90.3%,第3天为81.6%,第4天为62.9%,此后其花粉活力明显减弱;柱头可授性于散粉后第3天开始出现,散粉后4—5天最强,散粉后第8天柱头失去可授性;柱头可授性和花粉活力有5 d左右的重叠期。3)其花粉胚珠比P/O为938.5±250,按照Cruden标准划分,其有性繁育系统为兼性异交。4)按照Dafni的标准,距瓣尾囊草的OCI=4,即繁育系统为异交、部分自交亲和、需要传粉者。5)人工异花授粉结实率达80%以上,略高于自然结实率78.94%;直接套袋结实率为5.71%;去雄套袋和去雌套袋均不结实。以上结果表明,距瓣尾囊草繁育系统表现为异交为主、部分自交亲和并且不存在无融合生殖现象,其开花物候、花部特征和繁育系统为适应特殊的环境提供了一定的生殖保障,本次研究结果为距瓣尾囊草的迁地保护和种群的繁衍复壮提供理论依据。     

两种广西特有报春苣苔属(苦苣苔科)植物传粉生物学研究

通过野外观察和室内试验,对两种广西特有的桂林小花苣苔和阳朔小花苣苔的传粉生物学进行比较研究。结果表明:两种报春苣苔属植物花期从7月底至8月初;单花花期内花粉具有较高的活性,最高可达92.6%和94.5%;柱头可授性最高时可达90%和95%;花粉/胚珠比率(P/O)分别为110.28±17.45和229.65±18.00;柱头与花药之间存在着空间隔离,可防止自花授粉;在单花花冠裂片张开后第3天,花药开始散粉,但雌蕊在花朵刚开始开放时已伸长,待第3天时柱头已伸长到位于花冠筒口部,高于花药,便于接受异花花粉;该两种植物均不存在无融合生殖现象;两种报春巨苔属植物均高度自交亲和,但很难发生自发的自花授粉,必须依靠外力,因此传粉媒介对于结实率有重要影响,自然条件下基本不发生自花授粉;在自然状态下结实率明显低于两种人工授粉的结实率;小蜂和淡脉隧蜂是目前已知仅见的两种传粉者。     

凤仙花属3种植物的开花性状和繁育系统研究

通过形态、扫描电镜观察及人工控制授粉等方法对温室环境中的睫毛萼凤仙花(Impatiens blepharosepala Pritz. ex Diels)、绿萼凤仙花(I. chlorosepala Hand.-Mazz.)、菱叶凤仙花(I. rhombifolia Y. Q. Lu et Y. L. Chen)等凤仙花属3种植物的开花物候、花部性状以及繁育系统进行探究。结果显示：3种植物的开花物候依据花部形态变化可分为6个时期,各植物花期存在部分重叠;花部性状、部分繁育指标、花粉粒和子房微形态等方面均存在部分差异;3个物种的花粉生活力与柱头可授性变化趋势在整体上呈单峰型;3种植物的繁育系统均为兼性异交,其具体特征为自交亲和、需要传粉者;花蜜报酬满足小体型昆虫的传粉需要;3个物种的6种控制授粉处理中对照处理结实率低于3种人工授粉处理结实率,且不存在自花授粉和无融合生殖的现象;3种处理中人工异株异花授粉处理结实率最高,人工同株异花授粉处理结实率最低。     

野生翠雀传粉生物学特性研究

对从北京郊区引种的野生翠雀(Delphiniun grandiflorum L.)的开花习性进行了观察,对其花粉活力、柱头可授性,花粉/胚珠比(P/O),杂交指数(OCI)进行了检测,并进行了人工授粉实验。结果表明:(1)翠雀的花序为总状花序,具3~15朵花,花梗长1.5~3.8cm,单花期10d,花序花期15~18d。(2)翠雀花粉活力日变化呈先升高后降低的趋势;柱头在开花当天至开花后4d无可授性,在开花后的5d、6d有可授性。(3)翠雀的花粉胚珠比(P/O)为2 159.14,杂交指数OCI为5;人工授粉实验表明,翠雀在自然条件下能够结实,结实率为100%;存在自主自花授粉现象,部分自交亲和,结实受传粉者限制;不存在无融合生殖现象。(4)翠雀主要的访花昆虫有四条无垫蜂和短腹管蚜蝇。研究认为,翠雀的繁育系统为兼性异交或专性异交,部分自交亲和,需要传粉者。     

荒漠短命植物异喙菊的小花异形性及繁殖特性

异喙菊(Heteracia szovitsii)是分布于新疆北部荒漠、具短寿命花和多态果实的菊科一年生短命植物。本文对该物种的开花式样和花部特征以及繁育系统与昆虫传粉特性进行了研究,以期明确其头状花序中小花的形态差异及其与多态果实间的关系、揭示其在短的花寿命内的繁殖特性。结果表明:该物种头状花序中发育成多态果实的3类小花在数量、冠毛的有无以及舌片长/宽、子房宽、花柱裂片长和子房喙长之间均存在不同程度的差异,且3类小花冠毛的有无以及子房宽和喙长与多态果实的形态一致,说明多态果实的数量与形态在小花发育过程中就已完成分化。花序中的小花每天集中在上午开放,使花序在功能上犹如一朵花,可快速增大花展示和对传粉者的吸引,以使异交在开花后短时间内完成;3类小花的自花花粉均可在花柱裂片上萌发并长出花粉管,说明该物种自交亲和。3类小花不去雄套袋后均能结实,且自然授粉后的结实率显著高于不去雄套袋的,说明该物种能自主自花授粉,且异花授粉促进了结实。3类小花通过雄性先熟以及次级花粉呈现中的泵/刷机制,将花粉呈现在花柱上部和未展开的柱头裂片外侧刷状毛上以及裂片顶端,延长了花粉呈现(雄性阶段)持续的时间,减少了花内雌雄功能间的干扰,有利于传粉者异花传粉,提高了雄/雌性适合度;同时,柱头裂片展开时可将自花花粉落置到裂片上,以完成自主自花授粉。主要传粉者六显甜花蜂(Halictus sexnotatulus)的访花时间与花序开放时间、花粉活力最高期和柱头最佳授粉期高度吻合,有利于雄性阶段花粉的输出以及雌性阶段柱头接受花粉,保障授粉在开花后短时间内快速有效地完成以及异交成功。在新疆北部荒漠的春季环境中,具短寿命花的异喙菊既可在低温多风导致传粉者不足或活动受限时,通过快速自主自花授粉及自交亲和机制来提供繁殖保障,也可在传粉者活动正常时,通过集中开花、雄性先熟及次级花粉呈现等机制来快速完成异交,提高雌/雄性及后代的适合度。     

黑河流域中游罗布麻传粉生态学特性研究

对黑河流域中游罗布麻的开花动态、花粉活力、柱头可授性、访花昆虫种类、访花频率、花粉与胚珠比(P/O)、杂交指数(OCI)及自然条件下的座果率进行观测,结果显示:罗布麻的单花花期为4～6 d,群体花期为6～8月,花朵开裂3.5 h后,花粉活力达到最大,4 d后花粉活力下降为0,柱头可授性在开花后第2天达到最大,柱头可授性可持续4 d.访花昆虫有10余种,以膜翅目昆虫为主,姬蜂、卡切叶蜂、达戈切叶蜂、意大利蜂、黑带食蚜蝇、菜粉蝶、蚜虫为主要传粉昆虫,花粉与胚珠比(P/O)为36.2,OCI为2,实验组和对照组的座果率分别为(2.79±0.99)%和(3.41±1.05)%.实验结果表明,罗布麻为兼性自交的繁育系统,座果率偏低,虫媒在传粉过程中只是起到一定辅助作用.     

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...     

楸树的开花生物学及繁育系统研究

本文对楸树的开花习性进行观察记录,从花粉生活力、柱头可授性及套袋实验等方面对楸树的传粉机制进行研究。结果表明,楸树为典型的雌雄同花植物,花冠张开后,雌蕊柱头二裂开始张开,具有可授性,且张开120°时可授性最强;雌蕊柱头在张开期间具有较高生活力,花冠脱落后生活力开始下降,楸树单花花粉量大,可达9.4×106;楸树自交不亲和,不存在无融合生殖现象,且人工异花授粉坐果率高达94%。通过对楸树花器官的形态学及传粉的研究,为楸树的繁殖效率及其杂交育种研究奠定基础。