克隆生长对被子植物传粉过程的影响

克隆植物与其传粉者的相互作用是植物繁殖生态学的重要研究领域之一。植物克隆生长与有性繁殖通常相伴进行, 往往产生较大的花展示与复杂的克隆空间结构, 通过传粉过程对有性繁殖过程产生影响, 共同决定植物的适合度。本文回顾了克隆生长对被子植物传粉过程影响的国内外研究进展, 从植物克隆大小、花资源空间配置、克隆构型与种群遗传结构四个方面讨论了克隆生长对传粉过程的影响及其生态学与进化生物学意义。早期研究预期, 随着克隆增大, 同株异花授粉水平增加, 因而通过增大自交率或花粉阻塞效应降低植物的适合度。但是, 后来的一些模拟与野外实验研究发现, 传粉者在同一克隆内访问的花数量并不会随克隆增大而一直增加, 访花行为也主要发生在分株内; 而且分子标记的自交率组分分析也表明自交主要发生在分株内。另一方面, 人工模型模拟以及传粉者访问行为研究表明, 当花朵数量相同时, 与所有花集中生长在同一分株上相比, 将花朵分散在多个分株上的克隆生长方式不会增加, 反而降低了同株异花授粉的发生水平。如果花序内花雌雄同熟, 花朵同时提供与接收花粉, 克隆生长会使植物接收到更高比例的异交花粉, 在提高后代质量的同时不增加同株异花授粉概率。这是从传粉生物学角度对植物克隆生长习性进化的一个全新的解释。今后, 克隆植物传粉生物学研究需要针对传粉者与克隆生长之间的相互作用建立理论模型, 探究克隆大小、克隆构型、花资源空间配置模式对传粉者访问频率和行为、花粉散布、交配格局的影响。同时, 需要在自然种群中, 尤其是克隆与非克隆的近缘类群、同一物种克隆与非克隆种群开展比较研究, 利用更高效的分子标记来研究克隆生长的生态与进化意义。     

利用昆虫携带的花粉初探西藏入侵植物印加孔雀草在当地传粉网络中的地位

入侵植物在新生境中成功定殖后, 通过利用当地传粉昆虫促进繁殖可以更好地保证种群的扩张, 但是入侵植物在当地传粉网络中的角色和地位仍不是很清楚。本文利用西藏近年发现的入侵植物印加孔雀草(Tagetes minuta), 分析其访花昆虫所携带的植物花粉种类, 构建了植物花粉-传粉者网络, 探讨印加孔雀草快速入侵和扩张的可能机制。结果表明印加孔雀草为泛化传粉系统, 共有13种昆虫访花, 其中12种携带有印加孔雀草花粉, 所有花粉中印加孔雀草花粉数量占比为89.89%。12种印加孔雀草传粉昆虫中, 4种泛化传粉昆虫(1种蜂、2种食蚜蝇和1种蝇)是其主要传粉昆虫。本研究揭示印加孔雀草在较短时间内已经成功利用多种当地泛化传粉昆虫为其授粉, 已顺利融入当地的传粉网络, 今后需要更加重视对印加孔雀草的防控。     

贠建全:广东荷包岛维管束植物名录

以分布于秦岭的金花忍冬（Lonicera chrysantha Turcz.）、忍冬（L.japonica Thunb.）、葱皮忍冬（L.ferdinandii Franch.）和金银忍冬（L.maackii（Rupr.）Maxim.）为对象,通过定位观察、人工授粉实验、人为设置实验斑块的方法对忍冬属4种植物的开花生物学特性、繁育系统、花色变化现象、传粉过程进行了研究。结果表明,4种植物的单花花期、花部特征存在差异。人工授粉实验显示,4种植物均存在一定的花粉限制,自交不亲和。除葱皮忍冬外,其余3种植物随着花色由白变黄,花粉和花蜜报酬减少、雌雄生殖能力逐渐降低;葱皮忍冬花变色后花蜜量变化不显著,且仍保留较强的雌性生殖能力。变色花的保留被认为是植物的一种生殖策略,通过增大植物的花展示来扩大自身的吸引力,以吸引更多远距传粉者访花。人为控制白、黄花不同数量比的实验结果表明,大多数传粉者偏向访问白花（变色前的花）,且白花提供的报酬量和黄花（变色后的花）数量显著影响传粉者的访花频率,即当花蜜量减少或黄花数量增多时,传粉者访花频率随之降低。因此,我们认为忍冬属4种植物的花色变化可能除了增大植物对远距传粉者的吸引力外,对近距传粉者的访花行为也可能具有一定的影响。当传粉者接近植株时,变色后的花可能暗示其花蜜（花粉）报酬已经发生变化,并驱使昆虫离开并飞向同株或异株植物新开放的报酬丰富的白花,这既有利于提高传粉者的觅食效率,又能降低植物同株异花授粉的几率,对忍冬属植物及传粉者都具有重要意义,是植物长期与授粉昆虫相互适应的反映。     

青藏高原高寒草甸植物花寿命对传粉环境的响应

花寿命是指花保持开放且具有功能的时间长度。不同物种的花寿命具有显著的差异, 但一定程度上的可塑性反映了植物对传粉环境变化的适应性。本研究以青藏高原高寒草甸不同海拔(2,900 m和3,600 m)的11种开花植物为研究对象, 通过套袋、补充授粉以及自然授粉处理分别测量了植物的潜在花寿命、最短花寿命以及实际花寿命。分析了不同海拔植物花寿命的变异, 以及对套袋处理(潜在花寿命与实际花寿命之差)和补充授粉处理(实际花寿命与最短花寿命之差)的响应及其可塑性(潜在花寿命与最短花寿命之差)的变异。结果表明: 无论是高海拔还是低海拔, 套袋显著延长了花寿命, 而补充授粉显著缩短了花寿命, 即, 潜在花寿命>实际花寿命>最短花寿命。高海拔群落中植物的实际花寿命和潜在花寿命均显著延长, 而最短花寿命在海拔间差异不显著。相对于低海拔群落, 高海拔植物的花寿命对补充授粉处理更敏感, 花寿命的可塑性更大。本研究说明传粉者稀少的高寒环境中, 植物通过提高花寿命及其可塑性来增加授粉机会, 获得更高的适合度。     

异型花柱植物喀什补血草的传粉者功能群与花粉转移效率

异型花柱是受遗传控制的花柱多态现象, 被达尔文认为是植物通过在传粉者体表不同部位滞落花粉以促进型间花粉准确传递的一种适应。该现象虽已受到广泛关注, 但在一些花型变异较大且不稳定的传粉系统中, 不同传粉者对各花型繁殖所产生的影响仍知之甚少。该研究以分布于新疆天山南坡的一个有同长花柱共存的异型花柱植物喀什补血草(Limonium kaschgaricum)种群为研究对象, 对其花型构成及频率、传粉者及花粉转移效率等进行了调查分析。结果表明: 1)种群中除了存在雌/雄蕊长度交互对应的长(L)/短(S)花柱型花外, 还有雌/雄蕊同长的花(H型), 且各花型花的花冠口直径、花冠筒长及花粉量等参数间无差异, 但花粉纹饰和柱头乳突细胞形态具二型性。其中, H型花的花粉和柱头形态与L型花(或S型花)的一致。2)花型内和自花授粉均不亲和; 型间授粉时, 花粉和柱头形态不同的花型间亲和, 反之不亲和。3)种群内存在长/短吻两类传粉昆虫。在以短吻传粉者为主的盛花初、中期, L和H型花柱头上的异型花粉数均显著高于S型花的, 且L和S型花高位性器官间的异型花粉传递效率高于低位性器官间的; 而在以长吻传粉者为主的盛花后期, L和S型花的柱头间异型花粉数无显著差异, 且高/低位性器官间具有相同的异型花粉转移效率; 与传粉者出现时期相对应的、在花期不同阶段开放花的结实率也明显不同。4)长/短吻昆虫具明显不同的传粉功能, 短吻昆虫只能对L和H型花进行有效传粉, 且访花频率和型间花粉转移效率较低, 为低效传粉者; 而长吻昆虫对各花型均能有效传粉, 具高的访花频率和型间花粉转移效率, 为高效传粉者。因为长吻昆虫的阶段性出现所形成的不稳定传粉系统, 使低效的短吻昆虫可能会成为种群中花型变异的驱动力, 并使S型花受到更大的选择压力。H型花克服了柱头缩入的弊端, 可能会成为不稳定传粉系统下的一个替代花型而持续存在。     

鹅掌楸的传粉环境与性配置

近年来研究表明,动物传粉者对植物花部诱物特征（花冠形状大小,花蜜产量和花序大小）有潜在的选择作用。不同效率的传粉者可能导致植物性配置的变化,不同传粉效率的环境下,两性花植物鹅掌楸的花粉和胚珠的配置不同,居群Ｚ在主要访花者是传粉效率较低的类的传粉环境下,花粉粒小,花粉数量相对较高;另一方面胚珠投资的减少,缓解了低效的传粉（增大授粉的几率）,增加了受精的机会。相对而言,具有高效访花者的两个居群,资源较     

油茶传粉昆虫研究现状与方向的探讨

油茶是典型的异花授粉植物,其中虫媒是主要形式,所以利用野生传粉性昆虫来提高油茶授粉效率,解除花粉限制,是解决我国油茶产业"瓶颈"的有效方法之一。目前,关于油茶传粉昆虫的研究比较匮乏,仅限于传粉昆虫的种类调查和部分野生蜜蜂传粉生物学和营巢生物学特性研究,不能满足油茶产业发展的需要。在现有研究基础上,结合传粉昆虫研究发展趋势,本文将提出以下几个重要研究内容:油茶访花昆虫种类的调查和鉴定;主要传粉昆虫传粉生物学研究;优势传粉昆虫的筛选;野生传粉蜜蜂与油茶授粉间的关系;利用传粉昆虫与油茶的协同进化进行油茶品种选育。以期为油茶传粉昆虫的后续研究提供参考。     

植物异花传粉的奥秘

一朵花的花粉通过一定的媒介作用被传送到同一株或不同株的另一朵花的柱头上的传粉方式,叫异花传粉.通常所说的异花传粉主要是指异株异花间的传粉,也有人只把异株异花间的传粉叫异花传粉.在自然界中,约有95%以上的植物是异花传粉植物.在这样众多的异花传粉植物中,是由谁来充当它们的"红娘"(即传粉媒介)呢?当然主要是昆虫、风,水等等.下面主     

巴旦杏授粉试验及花粉管生长的荧光显微观察

对巴旦杏4个主栽品种的授粉试验结果表明：自花授粉试验中“鹰嘴”、“双果”坐果率分别为19．74％和4．29％,“纸皮”和“麻壳”坐果率为零;自然授粉状态下4个主栽品种坐果率在9．37％－20．13％之间;人工异花授粉试验中4个品种9个授粉组合坐果率绝大多数都在40％以上,其中混合花粉授粉试验结果最好;人工养蜂条件下的坐果率明显高于无蜂自然授粉的坐果率,昆虫传粉可达到人工混合花粉授粉的效果。授粉试验还表现出巴旦杏雌蕊柱头的有效授粉时间为开花后花期的前4d,授粉越早,越有利于坐果。荧光显微观察表明,巴旦杏花粉管最早约于授粉第7天通过花柱基部到达子房室,第8天前后到达胚珠。     

对植物白花授粉和异花授粉概念的探析

自花授粉和异花授粉是2种截然不同的授粉方式。通过比较和研究国内外有代表性的生物学、植物学、遗传学、育种学和种子学等相关学科教材及专著对植物授粉方式的论述,发现至今对植物自花授粉和异花投粉的概念不仅缺乏一个统一的认识,而且还存在着明显矛盾之处。作者分别从单花、单株、品种、基因型、遗传特性和天然异交率的角度,在对自花授粉与异花授粉的不同之处进行剖析的基础上,对自花授粉和异花授粉的概念作出了新定义,并对自花授粉和异花授粉的具体概念作出了新界定。     

侧柏和北美香柏（柏科）的传粉机制

观察了侧柏和北美香柏散粉后花粉进入珠孔的过程。在散粉期,这两种植物的胚珠均分泌出传粉滴。当花粉落于传粉滴上后,引起传粉滴表面的形状发生改变或减弱胚珠的继续分泌,使得该传粉滴药膳加快,导致其比未授粉的传粉滴明显收缩。观察结果表明;不同植物的花粉导致侧柏传粉滴的收缩速度不尽相同,其中,与侧柏亲缘关系较近的植物花粉引起传粉滴的收缩速率和侧柏自身花粉引起的传粉滴收空速率相似;反之,收缩速率变慢。侧柏传粉滴     

芳香石豆兰的繁殖生态学

芳香石豆兰(Bulbophyllum ambrosia)是分布于我国南方石灰岩山热带季节性雨林中的一种常见附生兰科植物, 附着生长于岩石或树干上, 野外监测发现其自然不结实。对芳香石豆兰繁殖生态学的研究表明, 不同于石豆兰属其他具有蝇类传粉综合征的种类, 其花具有香味和花蜜, 中华蜜蜂(Apis cerana cerana)是芳香石豆兰唯一的有效传粉者, 具有较高的访问频率, 自然种群中有较高的花粉块移出率和柱头花粉块沉降率, 在中华蜜蜂的传粉过程中, 芳香石豆兰铰链结构的唇瓣起着重要作用。人工授粉试验表明, 芳香石豆兰自交授粉不结实, 异交授粉结实率达90%以上, 芳香石豆兰为自交不亲和的繁育系统。芳香石豆兰具有较强的克隆生长能力, 同一个体花期内有大量的花同时开放, 其传粉者中华蜜蜂平均单次访花(4.29 ± 0.40)朵( n= 66), 造成了严重的同株异花传粉。芳香石豆兰附生于石灰岩山顶岩石或树干上, 种群密度较低, 使得不同个体之间花粉交流困难, 自交不亲和的特性导致了芳香石豆兰自然不结实。本研究结果为开展芳香石豆兰的有效保护提供了依据。     

银杏传粉生物学研究进展

银杏(Ginkgo biloba L.)是最古老裸子植物之一,其传粉受精过程表现出许多特殊的原始性状和特征,在种子植物的系统演化上具有重要研究价值;同时,银杏种实经济价值高,但栽培上由于授粉受精不良而导致落花落果现象严重,因此了解银杏传粉生物学特性对于其种实的优质高产具有实际意义.本文从银杏雌雄株开花物候学、雌雄花形态结构特征、花粉和胚珠发育进程、花粉和胚珠生物学特性、传粉机制及花粉在胚珠内萌发生长进程等方面,对银杏传粉生物学相关研究进行综述,为银杏的系统演化、授粉受精和种实发育研究提供参考.     

新疆党参的花部综合征与次级花粉呈现

次级花粉呈现是植物提高花粉输出和接受的效率与准确性以及促进异交的一种繁殖策略.新疆党参(Codonopsis clematidea)具有典型的次级花粉呈现特性.本文采用野外观测、授粉实验与室内显微观测等方法,对该物种的花部综合征及其次级花粉呈现过程进行了详细观测,并对这些特征的适应意义进行了探讨.结果表明:新疆党参钟状下垂的蓝色花冠及黑黄色蜜腺,不仅避免了雨水冲刷雌雄蕊、稀释花蜜以及风移出花粉等不利影响,还增加了对传粉者的吸引,延长了花粉活力及柱头可授性持续时间.次级花粉呈现属于亚顶端花柱呈现者,呈现机制为沉积机制.该特性限制了单个传粉者带走的花粉量,延长了花粉呈现时间,使更多传粉者参与传粉过程,增加了雄性适合度.其雄性先熟及雌雄蕊空间位置变化,避免了雌雄功能干扰,为传粉者取食花蜜、输出花粉以及柱头接受异源花粉提供了通道和机会.其泛化传粉系统的主要传粉昆虫为林野熊蜂(Bombus silvarum)、草地熊蜂(B.paradoxus)和树长黄胡蜂(Dolichovespula sylvestris),其较长的单花花期(6 d左右),昆虫访花高峰期与花粉活力最高时期及柱头最佳授粉期相吻合,以及较大的泌蜜量、较高的花蜜糖浓度和较长的泌蜜时间等特征,可提高传粉者的访花频率,增加成功传粉的机会和传粉效率.在气候多变的天山山区,该物种特殊的花部综合征和次级花粉呈现机制对提高其传粉效率并促进异交繁殖成功具有重要意义.     

侧柏和北美香柏(柏科)的传粉机制(英)

观察了侧柏（Phaycladusorientalis（L．）Franco）和北美香柏（ThujaoccidentalisL．）散粉后花粉进入珠孔的过程。在散粉期,这两种植物的胚珠均分泌出传粉滴。当花粉落到传粉滴上后,引起传粉滴表面的形状发生改变或减弱胚珠的继续分泌,使得该传粉滴蒸腾加快,导致其比未授粉的传粉滴明显收缩。观察结果表明：不同植物的花粉导致侧柏传粉滴的收缩速率不尽相同。其中,与侧柏亲缘关系较近的植物花粉引起传粉滴的收缩速率和侧柏自身花粉引起的传粉滴收缩速率相似;反之,收缩速率变慢。侧柏传粉滴的收缩可能主要是由于花粉减弱胚珠分泌的结果。     

茜草科二型花柱植物滇丁香传粉精确性研究

异型花柱是一种受遗传因素控制的花型多态性现象,其适应意义在于提高不同花型间传粉精确性,从而促进异交。为检验二型花柱植物滇丁香（Luculia pinceana）是如何促进异交并确定有效传粉者的类型,实验统计自然种群中长、短柱型的植株数量,测量花部特征,统计自然种群植株柱头上的型间花粉落置的数量和比例,比较型内、型间花粉的萌发率以及花粉管长度,比较不同人工授粉处理结实情况,观察传粉昆虫类型并测量虫体特征。结果表明（1）滇丁香自然居群中长、短柱型植株的数量没有显著性差异。长柱型的筒深、筒直径、开口直径、雄蕊长和柱头长均显著小于短柱型,而长柱型的叶片长和宽、雌蕊长、花药体积、花粉粒体积、柱头厚均显著大于短柱型。（2）自然种群植株柱头上型间花粉所占比例显著低于型内花粉的比例。（3）型间授粉的花粉萌发率以及花粉管长度均大于型内授粉和混合授粉。（4）型间授粉的结实率显著高于型内授粉的结实率,型内授粉具有一定的结实。（5）夜行性长喙条背天蛾（Cechenena lineosa）是滇丁香的有效传粉者,其吻长和滇丁香的花筒深相适应。本研究表明二型花柱植物滇丁香主要是通过与其花部特征相匹配的长喙天蛾实现有效的传粉,通过促进型间花粉的萌发和花粉管的伸长而有利于型间授粉结实,提高传粉精确性。     

花粉与营养保健

花粉是植物的雄性配子体,其中含有雄性生殖细胞——精子。植物开花时散出花粉,然后传粉至柱头,并在柱头上萌发产生花粉管,由花粉管将精子带到胚珠,进入胚囊,才能实现精子与卵子的结合,完成植物的有性生殖过程,繁     

山羊臭虎耳草的延迟自动自花授粉机制

通过对山羊臭虎耳草6个花形态及其发育阶段、授粉过程的连续观察和对花粉活性、柱头可授性的连续检测,报道了一种新的延迟自动自花授粉机制,即山羊臭虎耳草花丝运动引导的延迟自动自花授粉。利用电子显微镜研究了花粉囊的破裂方式和柱头结构,同时利用苏丹Ⅲ研究了花粉的组织化学性质。结果显示:(1)第四生长阶段,当花丝引导大部分花粉囊运动至柱头上方时,花粉和柱头的可授性才均达到峰值[可授性分别为(94±6)%和(96±13)%],这种运动消除了第三生长阶段花粉活性较高[(90±8)%]而柱头可授性较低[(6±17)%]的异花授粉特征,即消除了花粉与柱头的时空隔离;自动自花授粉发生于异花授粉特征消除之后,因此山羊臭虎耳草具有典型的延迟自动自交行为。(2)第四发育阶段柱头空腔的大量柱状突起和花粉鞘的油脂性特征,增加了花粉和柱头的接触表面,并且使花粉更好地互相堆积粘附在柱头上,提高授粉效率。(3)对山羊臭虎耳草的繁育系统研究表明,强制自花授粉和人工自花授粉产种量无明显差异,2007年和2008年的自交系数高达0.92和0.91,说明山羊臭虎耳草具有很好的自交能力并且不存在花粉数量限制;人工异花授粉的产种率显著高于人工自花授粉,说明自花花粉的质量显著低于异花花粉,虎耳草延迟自动自花授粉存在生殖衰退,生殖保障系数2007年为0.92,2008年为0.91,表明在极端环境下自动自花授粉为该植物提供了繁殖保障,但极端环境下,没有观察到有效的授粉昆虫。研究表明,作为高山冰缘植物的山羊臭虎耳草,保留了开花植物异花授粉的特征,在极端环境下利用延迟自动自花授粉机制完成授粉,保障生殖。     

春兰(兰科)传粉生物学的研究

为探讨兰属Cymbidium建兰亚属subgen.Jensoa植物与传粉者之间的关系,对湖南省西南部野生春兰Cymbidiumgoeringii的传粉生物学进行了研究.结果表明春兰花期近40天,多数花(60%左右)在30天内开放.春兰的花开放与气温有直接的关系,当温度明显升高时,春兰的花会大量开放;春兰的花唇瓣3裂,中裂片强烈外弯成90°至180°不等,且少数花的中裂片上有紫褐色斑点;花能够散发出浓郁的香气,距离花1m左右就可以闻到香气.春兰唯一的传粉者为中华蜜蜂Apis cerana cerana,主要在晴天1000-1700气温较高的时间段活动.中华蜜蜂访花时,直接落在唇盘上,后腿蹬在唇瓣中裂片上.头部直接进入花内.当中华蜜蜂头部接近合蕊柱基部时便不能继续进入,开始挣扎退出.退出过程中有时中胸会随着挣扎而拱起,接触到合蕊柱上部,蹭到粘盘(viscidium).当中华蜜蜂中胸背部蹭到粘盘后,花粉块连同药帽就粘到蜜蜂的背部被一起带出.中华蜜蜂访花后,如果没有带出花粉块,则继续访花或者飞离居群;访花后若带出花粉块,则会立即飞离该居群.黑颚条蜂Anthophora melanognatha只是春兰的访问者.春兰不会为传粉者提供花蜜、花粉等报酬,也没有模仿同期开花植物花的形态特征,因而可能是通过其强烈的香味来吸引传粉者.自然条件下,春兰的结实率仅为6.67%.人工异花授粉、自花授粉、同克隆内授粉的结实率分别为100%、90%和100%,表明春兰是高度自交亲和的.而套袋后不采取措施、去雄的花均不结实,表明春兰不存在自动的自花授粉、无融合生殖,因而,春兰必须通过一定的媒介传粉才能繁衍后代.     

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。