关苍术花部综合特征与繁育系统的研究

采用定点观察,运用杂交指数估算、花粉/胚珠比(P/O)测定、套袋授粉等方法,对关苍术的花部综合特征及繁育系统进行研究。结果表明:种群花期为7月下旬至9月初,单花序花期为12~17 d,小花日开放高峰期为早上7:00~8:00;花粉活力最高(90%以上)在开花后2 h以内,而此时其柱头尚无可授性,柱头在花开48~72 h以内具有较强可授性;花粉/胚珠比为6 690,杂交指数为5,繁育系统为专性异交,优势访花者为蜂类和蝇类;套袋和授粉实验结果表明关苍术不存在无融合生殖现象,自交和同株异花结实率很低,其繁育系统以异交为主。通过关苍术花部综合特征和繁育系统的研究,进一步了解其生物学特性,为关苍术资源保护和人工培育提供了理论基础。     

欧报春二型花柱的繁育特性研究

二型花柱植物通常具有自交不亲和性,在不同植物中所表现的可育性不同。欧报春(Primula vulgaris)是典型的二型花柱植物,为了探究欧报春的繁育特性,通过温室栽培,对欧报春的长花柱和短花柱的花部特征、花粉和花柱形态、花粉活力、柱头可授性、花粉/胚珠比、杂交指数、杂交亲和性、花粉管观察进行研究。结果表明,(1)长花柱和短花柱的花冠直径、花冠筒长度、柱头高度、花药高度和花筒中部直径均表现出两型性;(2)花粉和柱头观察发现花粉极轴长、花粉赤道轴长、花柱直径、柱头乳突细胞和花粉数量均有差异;(3)长花柱的花粉/胚珠比为384.20,短花柱为369.70,属于兼性异交类型;长花柱和短花柱的花粉活力和柱头可授性能在较长时间内维持较高活力;(4)长花柱杂交指数值为5,短花柱为4,表明繁育系统类型为异交,部分自交亲和,需要传粉者;6种授粉组合均能结实,异型花间授粉的结实数明显高于同型自花授粉和异株同型授粉;短花柱为母本的异型花间授粉组合亲和性优于其他组合;欧报春存在自交不亲和性,长花柱的自交不亲和性低于短花柱。     

侧穗凤仙花的传粉生态和繁育系统

通过对峨眉山特有种侧穗凤仙花的开花生物学特性、花器官结构、传粉者种类和访花行为、繁育系统、花粉胚珠比(P/O)及花粉活力的研究.发现居群之间花的寿命变化比较大,它们的雄蕊期长,雌/雄蕊期比为0.12～0.17;花粉胚珠比达到4.6万,花粉在开花第一天有很高的活力(＞90%);传粉者为熊蜂和天蛾,熊蜂包括贞洁熊蜂、白背熊...     

连翘花的结构与繁育系统研究

通过定株观察、解剖和人工套袋交叉授粉试验对连翘花的生长发育和繁殖系统进行研究.结果表明:(1)连翘具有2种避免自交的方式,雌雄异位和雌雄异熟.其雌雄异位表现为长雄蕊短雌蕊花型和短雄蕊长雌蕊花型;雌雄异熟表现为长雄蕊短雌蕊花型为雄蕊先于雌蕊成熟,短雄蕊长雌蕊花型表现为雌蕊先于雄蕊成熟.(2)连翘花P/O值测定和户外套袋交叉授粉试验显示,P/O值为2 000±300;不同类型花的异花授粉结果率在50.64%~80.32%,其中短型花的花粉授到长型花柱头的结果率最高,达80.32%,而长型花和短型花的同型花授粉结果率分别为2.92%和34.15%,表明连翘的异花授粉结果率高于自花授粉,以异交为主,其繁育系统属兼性异交.研究结果认为,连翘雌雄异位和雌雄异熟是其自然结果率低下的主要原因,为进一步探讨连翘在木犀科中的系统进化提供了生殖生态学的依据.     

雄蕊合生植物半边莲的花部综合征与繁育系统

 为了解花内雄蕊合生结构的繁殖适应意义, 初步研究了雄蕊合生植物半边莲(Lobelia chinensis)的花部综合征、传粉特性和繁育系统。半边莲花大且鲜艳, 花瓣中下部弯折并合生成背部有裂缝的不封闭的花冠筒。5雄蕊的花药紧密合生成花药筒, 花丝中上半部也合生在一起, 只有花丝基部分离插生于花冠筒上。柱头被包裹在花药筒内。半边莲单花寿命可达5 d左右。雄性先熟, 柱头在伸出花药筒之后才具活性。花的主要访问者为蚂蚁、食蚜蝇和苍蝇类等小型昆虫。半边莲单花花粉数约为(5 200±130)粒、胚珠数约为(55±6)颗, 花粉胚珠比为94.54, 应属于兼性自交繁育系统, 但异交指数和其它特征都显示其以异交为主, 部分自交亲和。套袋和人工授粉实验发现, 半边莲不存在无融合生殖与自发自交, 但自交亲和性高。雄蕊合生(尤其是花药的合生)能把花药中的花粉聚拢在一起在传粉者的一次访问中就被同时带出, 与同样具有较低花粉胚珠比的花粉聚联(Pollen aggregation)传粉过程近似。半边莲的雄蕊合生结构(花药合生成筒、花丝上部也合生)可能与一些特定的花部特征, 如花被合生成未完全封闭的筒、雌雄异熟以及低花粉胚珠比等联系在一起, 形成了适应小型传粉者的“花部综合征”     

黄花蔺的繁育系统研究

黄花蔺Limnocharis flava(Linn．)Buch．的蝎尾状聚伞花序上通常产生两性花2∽13朵,单花花期5～13h。自然居群中观察到,花开放后有两种甲虫访花,但外围数轮无花药的退化雄蕊限制了花粉向外散布,内轮雄蕊上花药开裂后花粉直接落在自花的柱头上。花被片闭合后内轮花被片萎蔫成液体,促进了花粉在柱头上萌发。花粉与胚珠的比值为930±180(650∽1120),属于较经济的自花传粉类型。果实成熟后花序倒伏,其顶端产生的营养芽萌发形成新的营养苗。一个基株一年内可产生6∽20个营养苗。黄花蔺自花传粉结实率达80％,每果实产生种子470～640枚。黄花蔺近距离扩散以营养繁殖形成的新植株完成,长距离扩散或占领新生境以及抵抗干旱则依靠种子。人工去雄、套袋及授粉实验表明,黄花蔺的繁育系统是以自交为主的混合交配类型,并可能是由异交向自交演化的。     

荒漠孑遗植物裸果木的花部特征及繁育系统

裸果木是亚洲中部荒漠区少有的第三纪孑遗物种,也是构成石质荒漠植被群落的重要建群种之一,由于人为干扰,其自然种群处于不断衰退中。本文通过野外观察和人工授粉实验等方法,对裸果木的花部特征及繁育系统进行研究,对于揭示该物种生活史特征并探讨影响其生殖成功的因素及制定相应的保护和管理策略具有重要意义。结果表明:裸果木为两性花,花小,无花瓣,雄蕊10枚,外轮5枚雄蕊败育,胚珠1枚,开花盛期有少量花蜜并散发浓烈难闻气味,花粉活力和柱头可授性之间存在46 h的重叠期,且不完全雌性先熟,柱头和花药在多数花的单花花期结束时并未接触,因此,裸果木花主要表现为适应异花传粉的雌雄异位特征;花粉/胚珠比(P/O)为1371.67±236.21,异交系数(OCI)为3;不同花粉来源(自然授粉、自花授粉、同株异花和异株异花授粉)的花粉在柱头上均能萌发,但花粉管生长速度存在差异,同株异花授粉和异株异花授粉的花粉管生长速度较快,自花授粉的花粉管生长速度最慢且部分花粉管(43%)在到达子房时停止生长,并未到达胚珠;人工套袋实验的结果表明,裸果木不存在无融合生殖,自然结种子数低,自然授粉花的种子数远远低于人工异株异花授粉花,说明存在由于异花传粉者不足造成的传粉限制。裸果木部分雌性先熟和雌雄异位是两性花为避免雌雄功能重叠,促进异交而采取的一种花部机制,其繁育系统为兼性异交类型且需要传粉者,部分自交不亲和和传粉限制是影响该物种有性生殖成功的主要因素。     

新疆特有珍稀灌木银沙槐繁育系统研究

通过固定样地、样株的观测和室内、室外实验分析,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,对银沙槐自然种群的繁育系统进行了研究.结果表明：该种单花花期一般7~11 d,依据花的发育进程分为花蕾期、散粉前期、散粉期和萎蔫期4个阶段;花粉-胚珠为16243．35,杂交指数为4;结合人工授粉及结实结籽率结果,综合考虑银沙槐繁育系统属于异交型,部分自交亲和,没有无融合生殖现象存在,需要传粉者.银沙槐繁育系统以异交为主,存在与自交相适应的结构和行为.     

深山含笑传粉生物学研究

为明确深山含笑(Michelia maudiae)的传粉生物学特性,该文以西华师范大学校园内的深山含笑为研究材料,采取野外观察法记录了深山含笑的开花动态、访花者及访花频率;用游标卡尺法,测定了深山含笑的异交指数(OCI);用醋酸洋红法,测定了花粉胚珠比(P/O);用套袋和人工授粉法,测定了深山含笑的繁育系统。结果表明:(1)深山含笑为早春开花植物,其种群花期为2~3月,持续30d左右,单花花期5~6d;在单花开放初期,最内层的花瓣未绽开,是适应潮湿或多雨的环境而保护花药与柱头免受雨水的冲刷,提高雌雄性适合度,确保繁殖成功的一种策略;(2)深山含笑的有效传粉者为蜜蜂,访花时间集中在晴朗天气的中午;(3)深山含笑的异交指数(OCI)等于5,花粉胚珠比(P/O)为2 933±50;(4)深山含笑为雄蕊先熟,柱头可授性在开花第2~3天达到最高;(5)套袋和人工授粉表明深山含笑为兼性自交和异交授粉,其中异交授粉的座果率和结籽率显著高于自交授粉。早春开花的深山含笑,其传粉者为单一的蜜蜂,繁育系统为异交,部分自交亲和,结果为引种栽培、良种选育等提供依据更好地利用和保护此资源奠定基础。     

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...     

吉首蒲儿根的繁育系统及克隆构型

吉首蒲儿根是分布于武陵山区的稀有植物,通过观察其花部特征和开花进程,检测花粉活力、柱头可授性以及套袋实验对其繁育系统进行了研究,并根据地下根茎构筑型、形态特征和地下根茎间的夹角分析了其克隆构型。结果显示:(1)吉首蒲儿根种群花期一般为45~50d,有不明显的二次开花现象,单株花期为10~22d,单个头状花序花期约为3~5d;散粉时柱头高于花药筒,形成花冠、药筒、柱头三者在空间上的分离。(2)吉首蒲儿根的杂交指数为5,P/O值为3 188,繁育类型属于专性异交,异花授粉为主,部分自交亲和,需要传粉者。(3)吉首蒲儿根地上平均含有3.61个分株和4.74个根茎数,根茎间的分枝角度以30°为主,地下根茎构筑型归属于密集型,根状茎断裂是由于组织破碎引起的。研究认为,为适应特殊的峡谷生境,吉首蒲儿根形成了独特的适应策略,先以克隆繁殖来占据生境中的有利地位,后通过"集中开花模式"、雌雄异熟、产生大量花粉等方式来提高异交率,以获得高质量的种子来拓展生境。     

天仙子的花部特征及延迟自交机制

通过实验观察和野外控制授粉等方法,对天仙子的自交亲和能力和自交传粉机制进行了研究。结果显示:(1)天仙子的花不完全雌性先熟,开花进程中雄蕊伸长是维持其混合交配系统的重要花部特征。(2)野外控制授粉实验证明天仙子的自交亲和性高,具有主动自交能力,主动自交发生的时间集中在晚花期,与花药和柱头接触的时间吻合。(3)在花粉活力和柱头可授期内,花药与柱头的接触能够发生自花授粉,这种依赖花药与柱头接触发生的自花授粉机制属于典型的延迟自交类型。研究表明,天仙子不仅在花结构上首先选择了适于异交的特征,而且还利用雄蕊伸长成功实现自花授粉,通过异交与延迟自交混合的交配系统为该物种提供了灵活的遗传与繁殖保障。     

濒危植物丰都车前的繁育系统与传粉生物学研究

丰都车前为三峡库区特有珍稀濒危植物,目前仅在重庆市江津支坪镇涂家村附近大中坝上有一小种群分布。以野生种群和移栽种群为对象,通过野外观察和人工授粉实验对丰都车前传粉生物学及繁育系统进行研究。结果表明:(1)丰都车前单花花期约4 d,花序花期约8 d,种群花期约3个月;单花开花进程可分为6个时期:花蕾期、雌蕊伸长期、雄蕊初露期、花瓣展开期、花瓣反折期、枯萎凋谢期。(2)花瓣展开前,柱头先伸出花冠,达最高可受性,之后花瓣展开雄蕊才露出,而此时大部分柱头已枯萎失活丧失可受性,只有少部分具可受性。表现出雌雄异熟的特征,一定程度避免了自交的发生。(3)花粉活力始于雄蕊初露期,花瓣展开、花药开裂时花粉活力最高,至枯萎凋谢前均具有活力。花粉活力最高期避开了柱头可受性最佳期,仅有少部分重叠。(4)繁育系统检测显示,花粉/胚珠比为15373.29,杂交指数为3。结合套袋实验表明,丰都车前可能同时具有风媒和虫媒传粉机制,传粉昆虫为中华蜜蜂、食蚜蝇,但数量偏少,不存在无融合生殖,异交为主,部分自交亲和,有时需要传粉者。(5)开花时期避开了其分布地洪水淹没期,能够顺利完成开花授粉及座果。综上所述,丰都车前的花部特征、开花物候和繁育系统为适应分布地夏季洪水水淹胁迫提供了一定的生殖保障,促进了该种群的续存。     

紫花含笑传粉生物学初探

紫花含笑(Michelia crassipes)花色艳丽、花香浓郁,为解释其在自然条件下结实率低的原因和判断最佳杂交时期,该研究从传粉生物学入手,通过观察紫花含笑开花动态,运用异交指数(OCI)、花粉胚珠比(P/O)、花粉和柱头活性、人工授粉试验等方法对其繁育系统进行了检测,并记录访花昆虫的种类和行为。结果表明:(1)紫花含笑花期在4—5月,持续50 d左右,单花花期4~5 d。(2)雌雄同花,雌蕊先成熟,雄蕊空间位置高于雌蕊。(3)OCI等于4,P/O为2671±123。(4)套袋实验表明紫花含笑能进行少量的自花传粉,人工异花授粉结实率和种子质量显著高于人工自花授粉和自然条件下,且不存在无融合生殖。(5)开花后36 h雌蕊群弯曲分泌粘液时,与含笑(M.figo)杂交结实率最高达85.7%,为最佳授粉时期。(6)有效访花者主要有东方蜜蜂、黑纹食蚜蝇和独角仙,访花频率易受天气影响。综上说明,紫花含笑繁育系统以异交为主,部分自交亲和需要传粉者,存在一定近交衰退,自然条件下结实率低,主要受传粉昆虫和雌雄异熟限制,最佳授粉期的确定能够提高其杂交成功率。该研究结果为紫花含笑资源保护和杂交育种奠定了基础。     

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。     

High-resolution mapping and functional analysis of se2.1: a major stigma exsertion quantitative trait locus associated with the evolution from allogamy to autogamy in the genus Lycopersicon

The degree to which stigmas are exserted above the stamen in flowers is a key determinant of cross-pollination (and hence allogamy) in many plant species. Most species in the genus Lycopersicon are obligate or facultative outcrossers and bear flowers with highly exserted stigmas. In contrast, the cultivated tomato (Lycopersicon esculentum) bears flowers with flush or inserted stigmas promoting self-fertilization. It has been observed that a major QTL, se2.1, on chromosome 2 is responsible for a large portion of phenotypic variation for this trait and that mutation(s) at this locus were likely involved in the evolution from allogamy to autogamy in this genus. To understand the genetic and molecular basis of stigma exsertion, we have conducted a high-resolution mapping at the chromosome region harboring the se2.1 QTL. The results indicate that this is a compound locus, comprising at least five tightly linked genes, one controlling style length, three controlling stamen length, and the other affecting anther dehiscence, a taxonomic character used to distinguish Lycopersicon species from other solanaceous species. This cluster of genes may represent the vestiges of an ancient coadapted gene complex in controlling mating behavior.     

Pollen grains: Why so many?

My objective is the examination of selective forces that affect pollen number. Relationships among other floral traits of animalpollinated plants, including pollen size, stigma area and depth, and the pollen-bearing area of the pollinator may affect pollen number and also provide a model to examine how change in one trait may elicit change in other traits. The model provides a conceptual framework for appreciating intra- and inter-specific differences in these traits. An equivalent model is presented for wind-pollinated plants. For these plants the distance between putative mates may be the most important factor affecting pollen number. I briefly consider how many pollen grains must reach a stigma to assure fruit set. I use pollen-ovule ratios (P/Os) to examine how breeding system, sexual system, pollen vector, and dispersal unit influence pollen grain number. I also compare the P/Os of plants with primary and secondary pollen presentation and those that provide only pollen as a reward with those that provide nectar as part or all of the reward. There is a substantial decrease in P/O from xenogamy to facultative xenogamy to autogamy. Relative to homoecious species the P/Os of species with most other sexual systems are higher. This suggests that there is a cost associated with changes in sexual system. The P/Os of wind-pollinated plants are substantially higher than those of animal-pollinated plants, and the available data suggest there is little difference in the pollination efficiency of the various animal vectors. The P/Os of plants whose pollen is dispersed in tetrads, polyads, or pollinia are substantially lower than those of species whose pollen is dispersed as monads. There was no difference in the P/Os of plants with primary and secondary pollen presentation. The P/Os of plants that provide only pollen as a reward were higher than those that provide nectar as a reward. All of these conclusions merit additional testing as they are based on samples that are relatively small and/or systematically biased.     

A preliminary study on pollination biology of Omphalogramma souliei Franch. (Primulaceae), a species endemic to China

The pollination biology of Omphalogramma souliei Franch., a species endemic to southwestern China, was investigated. Floral phenology, flower visitors, pollen/ovule ratio, attractants and rewards to the visitors were observed, measured, and recorded. Bagging experiments to exclude pollinators were carried out in the wild for two years. Our results revealed five important aspects of the reproductive biology of Omphalogramma souliei. 1) The pollen-ovule ratio was 1748±233. The breeding system was self-compatible, with facultative xenogamy. 2) The pollination syndrome is entomophily, and this species could not be pollinated by wind if the pollinators were unavailable. 3) Six insect species were observed visiting the flowers of Omphalogramma souliei in the wild, of them, three species of hymenoptera, Lasioglossum sp., Heriades parvula Cockerell and Micrapis florae Fabricius, are the principal floral visitors and effective pollinators. 4) The visual attractants to the visitors are floral color and shape, the large yellow anthers, and the rewards for visitors are pollen and nectar. 5) Cleistogamy may also occur, since the anthers of some flowers dehisced before opening of the corolla. The results of floral biology and pollination characters suggest that xenogamy predominated and autogamy played an assistant role in the evolution of reproduction and breeding system of O. souliei.