兰属植物种间杂交亲和性研究

以10个中国兰品种和8个大花蕙兰品种为材料开展了兰属植物间的杂交试验,比较不同组合的杂交亲和性。结果表明:(1)54个杂交组合,共授粉582朵,获得杂交果实131个,平均结实率为22.51%;中国兰与大花蕙兰正交结实率(23.19%)高于反交结实率(9.27%)。(2)墨兰与大花蕙兰无论正交或反交均可获得较高的结实率,其亲和性高于春兰、建兰与大花蕙兰杂交的亲和性。(3)中国兰种间杂交亲和性较高,3类组合结实率均大于30%,但不同品种间杂交亲和性不一,春兰‘绿萼’,墨兰‘企黑’、‘白墨’,建兰‘金荷’,大花蕙兰‘黄金岁月’比较适宜做母本;春兰‘大富贵’,墨兰‘富贵’、‘白墨’,大花蕙兰‘月影’、‘日本绿’和‘黑珍珠’比较适宜做父本。     

大花蕙兰与墨兰杂交结实率研究初报

取3个大花蕙兰品种与1个墨兰品种进行自交与杂交。共设计10个组合,成功获得4个杂交组合;共授粉257朵花,成功获得21个果荚,结实率为8.1%。大花蕙兰与墨兰杂交正反交的结实率差异不大。各组合果荚生长曲线走势大致相同,授粉后10~12 d,子房开始膨大,并于60~80 d趋于平稳。大部分落果于授粉后30d内发生,部分于生长中后期黄化脱落,双亲遗传物质的不协调性及栽培管理可能是重要影响因素。     

大花萱草对镉的耐性及积累特性

通过盆栽试验研究了大花萱草对镉(Cd)的耐性及积累特性。结果表明:Cd浓度为0.5mg·kg-1时刺激大花萱草的生长,大于5mg·kg-1时抑制大花萱草生长,Cd浓度小于5mg·kg-1时延长了大花萱草的绿期和花期;随着Cd浓度的增大,大花萱草根系活力、叶绿素含量和含水量逐渐降低,游离脯氨酸和可溶性糖含量先升高后降低,细胞膜透性逐渐升高;Cd在大花萱草体内分布为根系>地上部分,随着Cd浓度的增大,大花萱草根系和地上部分Cd含量逐渐升高、富集系数和转运系数逐渐降低;Cd浓度为20mg·kg-1时大花萱草对Cd的积累量最大,为1.489mg·株-1。综合分析大花萱草的生长、生理变化及富集Cd的能力,大花萱草适用于浓度小于1mg·kg-1的Cd污染土壤的修复。     

白背叶(大戟科)性系统和传粉生物学研究

为探讨野桐属(Mallotus)雌雄异株的进化和传粉机制,对白背叶(Mallotus apelta)野生居群的性系统和传粉生物学进行了研究。结果表明,所调查的白背叶居群均由雌性(F)、雄性(M)和少数两性(B)个体组成,平均性比为1：0.66：0.18(F：M：B);3种性别植株的基径大小差异不显著;雌株与两性植株的单花胚珠数、单果结籽数和自然结实率无显著差异;雄株与两性植株的花粉萌发率、花粉组织化学和花粉微形态特征也无显著差异,但雄株的单花花粉量是两性植株的1.26~1.63倍,且差异显著;雌株的异交结实率为96.67%,两性植株的异交结实率为76.00%,两者差异显著,说明居群内雌株的潜在种子生产力明显高于两性植株;野外观察到雄株和两性植株上的雄花具有访花者而雌株没有;雌株经套网处理后结实率超过30%而套袋处理不结实。这些表明白背叶具典型的亚雌雄异株性系统,雌株和雄株的适合度均高于两性植株;雌株以风媒传粉结实,两性植株可能兼有风媒和虫媒传粉特征。     

湿地植物大花百合种群的性系统特征

开花植物性系统特征是植物在长期适应进化过程中逐渐形成的繁殖策略, 它在一定程度上影响了物种的种群结构及其在生境中的分布格局, 因此性系统特征一直是植物进化与生态学领域的研究热点。本研究于2012年和2020年在吉林省金川泥炭沼泽湿地, 通过样地调查取样的方法, 研究了湿地植物大花百合(Lilium concolor var. megalanthum)的性系统特征以及不同性别表型植株的比例、密度及空间分布格局, 并探究了大花百合植株个体大小和其性别表达的联系, 比较了不同性别表型的花粉实际可育性和来源不同的花粉授粉处理结实后的种子活力。结果显示, 个体水平上, 大花百合具有雄花植株、两性花植株和雄花两性花同株(即雄全同株) 3种性表型; 种群水平上, 具有雄花的个体充当父本, 通过花粉向下一代传递基因, 而具有两性花的个体主要充当母本, 通过胚珠实现基因的传递。2020年大花百合雄花植株占种群内开花植株的39.14%, 相比2012年雄花植株比例增加了22.80%; 大花百合种群分布密度为0.06株/m², 较2012年下降了0.09株/m²。从2012年到2020年, 总体表现为种群密度降低, 雄花植株相对比例增加的趋势。两性花植株和雄花植株在小尺度范围主要呈聚集分布, 随着尺度增大, 趋于随机分布。雄花植株显著小于两性花植株, 但鳞茎资源分配显著高于两性花植株。大花百合植株的性表达遵循大小依赖的性分配假说: 个体较小的植株表达为雄花植株, 而个体较大的植株则为两性花植株或雄全同株。在不同授粉处理下的结籽率和种子萌发结果表明, 大花百合自花授粉结籽率和坐果率显著低于异花授粉, 雄花植株和两性花植株花粉可育性以及对两性花植株授粉后所获得种子活力无显著差异。大花百合雄花植株的出现可能是对有限环境资源条件适应的结果, 反映了湿地条件下该植物在生长和繁殖资源之间的权衡策略, 在长期的湿地演变过程中, 这种性系统特征的出现具有一定的适应性意义。     

渐危植物鹅掌揪的授粉率及花粉管生长

对鹅掌揪Ｌｉｒｉｏｄｅｎｄｒｏｎｃｈｉｎｅｎｓｅ３个自然居群连续３个直接统计落置柱头上的花粉量,其中结实率在６－８倍,鹅掌揪结实率低的主要原因可能不是由于花粉的限制,落置柱头的花粉几乎均可萌发,少数花粉管穿过花柱道,经珠孔端进入胚囊,暗示花粉间存在的强烈的竞争,授粉率和柱头上的平均花粉量与结实率呈正相关（Ｒ＝０．７７,Ｒ＝０．６９）在柱头上人工授同株和异株的花粉,花粉管生长速率看不出明显差异,到达     

江西省早稻品种抽穗扬花期耐热性鉴定评价研究

在自然条件和人工温室模拟极端高温胁迫下对江西省生产上推广种植的37份早稻品种进行抽穗扬花期耐热性鉴定评价。以高温胁迫下结实率和结实率降低率为评价指标,对参试品种的耐热性进行综合评价。方差分析结果表明,杂交水稻组合间在自然条件和高温胁迫下结实率及结实率降低率接近显著水平,说明杂交水稻组合间耐热性存在一定的差异;而常规水稻品种间在自然条件和高温胁迫下结实率及结实率降低率差异不显著,说明常规水稻品种间耐热性的差异较小。2013年高温胁迫下平均最高气温(41.3℃)比2012年高0.9℃的情况下,杂交水稻平均结实率比2012年降低8.9%,而常规水稻平均结实率仅降低1.72%,常规水稻平均结实率的降低幅度明显低于杂交水稻;常规水稻品种的耐热性强于杂交水稻组合。2013年自然条件下最高气温(36.8℃)比2012年高1.3℃,但杂交水稻和常规水稻的平均结实率反而比2012年分别高5.6%和15.0%,这可能是由于2013年自然条件下相对湿度(81.4%)比2012年高(高14.4%)所致,说明气温高于适宜的生育温度时,相对湿度的增加有助于增强水稻品种的耐热性。五丰优623、陵两优611、株两优819、株两优312等4个杂交水稻组合和湘早籼7号、嘉育948、中早35、中早25等4个常规稻品种在高温胁迫下表现为较高的结实率且结实率降低率较低,认为可作为耐高温水稻品种在水稻生产和育种中加以利用。     

水稻剪株率与产量损失率关系的研究

模拟鼠害,在水稻受害高峰期进行剪株率与产量损失率关系的研究。结果表明两者成直线正相关,相关系数0.995—0.999,差异极显著。结实率随剪株率的增加而提高,但千粒重相对稳定。     

渐危植物鹅掌楸的授粉率及花粉管生长

对鹅掌楸Liriodendron chinense 3个自然居群连续3年直接统计落置柱头上的花粉量,其中 61.9％以上的柱头接受了花粉。每柱头上的平均花粉量为4.4～42.6粒,明显超过胚珠数2。授粉率是 结实率的6～8倍,鹅掌楸结实率低的主要原因可能不是由于花粉的限制。落置柱头的花粉几乎均可萌 发,少数花粉管穿过花柱道,经珠孔端进入胚囊,暗示花粉间存在着强烈的竞争。授粉率和柱头上的平 均花粉量与结实率呈正相关(R＝0.77,R=0.69)。在柱头上人工授同株和异株的花粉,花粉管生长速 率看不出明显差异,到达胚珠的时间在48～60 h之间。花开花药未裂时柱头上落置较高比例的花粉, 由于先期到达柱头的花粉最有可能受精,表明鹅掌楸有异交为主的繁育系统。人工处理包括套袋、套网、去除花被片,其结实率大大降低,而去雄后的结实率接近自然传粉结实率支持了这一观点。     

播种季节和种植方式对多年生苦荞主要农艺性状的影响

该研究选取六个多年生苦荞新品系,对春季、秋季直播与秋季再生其主要农艺性状进行调查。结果表明:(1)不同播种季节对多年生苦荞新品系主花序的花粉可育率、总结实率、有效结实率、植株株高、主茎粗、主茎分枝数、主茎节数、籽粒百粒重、单株粒数、单株产量的影响均达到显著或极显著水平;秋播主花序花粉可育率、总结实率、有效结实率、植株主茎分枝数、籽粒百粒重、单株粒数、单株产量均极显著高于春播;植株株高、主茎粗、主茎节数均极显著低于春播;主花序花朵大小、籽粒种子长宽比无显著差异。(2)不同种植方式对主花序花粉可育率、有效结实率、植株主茎节数及籽粒百粒重的影响达到显著或极显著水平;秋季再生主花序花粉可育率、籽粒单株粒数显著高于秋季直播;主花序有效结实率、植株主茎粗、主茎节数、籽粒百粒重显著低于秋季直播;主花序花朵大小、总结实率、植株株高、主茎分枝数、籽粒种子长宽比、单株产量无显著差异;相关分析表明,各生长季节下主花序有效结实率及单株粒数与单株产量的相关系数均最高。(3)所有参试品系中,1612-241秋季直播的单株产量显著高于其他品系; 1612-16、1612-33秋季再生单株产量较正季优势显著。该研究结果有助于筛选出适宜一季播种两季收获的优良品系,为今后多年生苦荞的选择育种提供线索基础。     

根癌农杆菌介导大花蕙兰遗传转化的研究

以大花蕙兰原球茎(PLBs)为外植体,采用EHA105和LBA4404 2种根癌农杆菌菌株与pCAMBIA1301质粒构建工程菌介导,以建立大花蕙兰遗传转化体系,并比较不同受体处理方式、菌液浓度和侵染方式等对大花蕙兰转化的影响.结果表明:(1)以切成3 mm左右的PLBs小块作为受体材料,用OD600值为0.6的LBA4404根癌农杆菌菌株,并用MS+1.0 mg/L BA+200μmol/L AS(乙酰丁香酮)的液体培养基将菌液等体积稀释侵染,转化率可达62.5%.(2)大花蕙兰对潮霉素(Hyg)十分敏感,5 mg/L Hyg对转化后的PLBs有较好的筛选效果,筛选后最高成活率为13.0%.(3)PCR检测初步证明,通过根癌农杆菌介导的方法获得了2株转基因大花蕙兰植株.     

舟翅桐属(锦葵科、梧桐亚科),中国植物一新分布属及保护建议

【目的】报道了云南省勐腊县中老边境地区舟翅桐属（Pterocymbium R. Br.）及其属下热带落叶大乔木——大花舟翅桐（P. macranthum Kosterm.）在中国的分布新记录,并提供了保护建议。该物种在历史上仅见分布于缅甸中南部和泰国北部、西南部,在中国的发现将其分布区向北扩展至热带亚洲北缘,有助于深入理解中国与东南亚热带森林树木区系之间的关系。【方法】利用体视显微镜对其境内雌株标本进行解剖观察和研究,用数码相机对关键分类特征进行了拍摄记录,并借此完善了其属和种的描述。利用无人机航拍对大花舟翅桐境内种群进行了规模快速评估,访谈当地人对其用途和木材贸易情况的认知,并结合作者在东南亚植物调查经验对其IUCN物种受威胁等级进行评估。【结果】大花舟翅桐在中国境内约有1 000株,分布区面积约2 000 hm2,评定为IUCN红色物种名录易危（VU）物种。【结论】舟翅桐属为中国新记录属,属下大花舟翅桐为中国新记录种。     

雄全异株流苏树的花部特征及繁育系统研究

雄全异株是自然界罕见的繁育系统。通过野外观察和人工授粉实验对雄全异株植物流苏树传粉生物学特征及繁育系统进行研究。结果表明:流苏树的雄花与两性花的雄蕊发育过程基本一致,均能产生功能花粉粒。两性花的两个心皮原基愈合分化形成雌蕊,雄花的两个心皮原基愈合后形成一个空室并停止发育至整体退化。雌蕊先熟,柱头可授期长,花粉在花药开裂后具有活力,室温下,活力维持在10%以上约2周。流苏树靠风和昆虫(主要是蓟马和食蚜蝇)传粉。控制授粉30 d后,自然对照结实率为34.36%;两性花不存在无融合生殖现象,自交亲和,但自发自交的结实率仅10.70%;人工授粉下杂交结实率显著高于自交(同株异花);有性生殖受到传粉者限制;是混合交配系统。证实流苏树是木犀科又一功能性的雄全异株,其依靠雄株增加异交花粉的数量和质量,避免自交衰退;同时两性花的自交亲和保障生殖成功。流苏树雄花的雌蕊退化,从另一个角度证明木犀科的雄全异株是两性株向雌雄异株进化的过渡状态。     

冷水胁迫下不同地理来源粳稻品种的耐冷性差异

利用来源于8个国家和中国7个省份的399份粳稻品种为试验材料,分析了冷水胁迫下不同国家或省份间粳稻品种耐冷性状的表型差异和不同国家或省份间粳稻品种的相似性。研究结果表明,冷水胁迫下纬度相对较高的保加利亚和匈牙利粳稻品种的日生长速度、株高、穗长和结实率的表型值及其冷水反应指数（CRI）较大,表现较强的耐冷性;朝鲜和日本粳稻品种的结实率相对较高,表现较强的孕穗期耐冷性;云南粳稻品种的结实率表型值及其CRI最大,表现最强的孕穗期耐冷性。日生长速度、株高、穗长、有效穗数、穗粒数和结实率的CRI平均值均小于100％,而抽穗天数和分蘖数CRI的平均值大于100％。其中,结实率和日生长速度对冷水的反应最敏感。自然条件与冷水胁迫下,对各国家或各省份粳稻品种的聚类结果有一定的差异,与自然条件下相比较,冷水胁迫下粳稻品种的聚类结果与这些品种的地理来源更密切相关。     

冷水胁迫下不同地理来源粳稻品种的耐冷性差异

利用来源于8个国家和中国7个省份的399份粳稻品种为试验材料,分析了冷水胁迫下不同国家或省份间粳稻品种耐冷性状的表型差异和不同国家或省份间粳稻品种的相似性.研究结果表明,冷水胁迫下纬度相对较高的保加利亚和匈牙利粳稻品种的日生长速度、株高、穗长和结实率的表型值及其冷水反应指数(CRI)较大,表现较强的耐冷性;朝鲜和日本粳稻品种的结实率相对较高,表现较强的孕穗期耐冷性;云南粳稻品种的结实率表型值及其CRI最大,表现最强的孕穗期耐冷性.日生长速度、株高、穗长、有效穗数、穗粒数和结实率的CRI平均值均小于100%,而抽穗天数和分蘖数CRI的平均值大于100%.其中,结实率和日生长速度对冷水的反应最敏感.自然条件与冷水胁迫下,对各国家或各省份粳稻品种的聚类结果有一定的差异,与自然条件下相比较,冷水胁迫下粳稻品种的聚类结果与这些品种的地理来源更密切相关.     

松嫩平原肥披碱草种群不同抽穗时间生殖分蘖株表型可塑性

每隔4 d对松嫩平原肥披碱草种群进入抽穗初期的生殖分蘖株进行大样本随机挂签,于籽实蜡熟期取样,分析5次采集样本生殖分蘖株数量性状的差异及其与缩短生殖生长时间的关系.结果表明:生殖分蘖株各数量性状指标均随生殖生长时间的缩短逐渐减小.生殖生长时间的缩短不利子生殖分蘖株的生殖生长、生殖分配和结实.抽穗时间越晚,对生殖分蘖株结实与生殖分配的影响越大.抽穗时间相差16 d,籽实生物量、结实率、生殖分配Ⅰ和生殖分配Ⅱ分别下降99.4%、98.8%、54.3%和99.2%.随生殖生长时间的缩短,株高呈直线函数下降,花序生物量、生殖分配Ⅰ和结实率呈指数函数下降,分株生物量、花序长、小花数呈幂函数下降,籽实生物量、籽实数和生殖分配Ⅱ呈对数函数下降.     

不同气候条件大花葵花色苷含量的分析

研究对不同气候条件的大花葵花色苷含量进行了分析, 气候条件不同的大花葵花色苷含量有明显差异, 从测定结果上看, 黑龙江哈尔滨产的大花葵花色苷含量要高于辽宁丹东产的大花葵;日照时数长, 昼夜温差大的条件下, 大花葵中的花色苷含量较高。     

华北驼绒藜繁育系统研究

通过定株观察、人工套袋授粉试验等对华北驼绒藜繁育系统进行了研究。结果显示:(1)华北驼绒藜的花粉寿命为6d,花粉胚珠比(P/O)为1 351 189±391 779;自然条件下存在着同株授粉和异株授粉两种方式,但以异株授粉为主,其繁育系统属于兼性异交。(2)华北驼绒藜在有花粉时柱头可授性为6d(柱头露出后5～10d),但在缺乏花粉不能完成授精时,柱头会出现徒长现象,其可授性可以维持12d(柱头露出后9～20d)。(3)人工套袋授粉结果显示,华北驼绒藜最佳授粉时间是柱头露出后6～7d,此时年均授粉结实率最高(94.83%);在柱头失去过氧化物酶活性时(柱头露出后21d)授粉结实率年均为4.93%;相对于柱头最佳可授期,华北驼绒藜具有较高结实率的授粉时间范围较宽。研究表明,在长期的进化过程中,华北驼绒藜形成了P/O较高、柱头可授性时间长以及在异株授粉优势的情况下,还保留同株授粉方式的生殖补偿机制,对其野生退化群落的种群恢复具有积极的意义。     

岩棉育苗对番茄幼苗生长发育的影响

采用岩棉和营养土方作育苗基质,观测了基质对番茄幼苗各时期生长的影响。其试验结果是：以岩棉作基质培育功苗能增加番茄幼苗全株的干重,其中幼苗根系的干重增加较为显著。在播种２４ｄ内,岩棉育苗的幼苗高度、茎干重、叶面积和干重的增长略低于营养土方育苗,２４ｄ以后,岩棉育苗则增长迅速,说明岩棉育苗具有增加幼苗干物质累积、培育壮苗的特点,证实岩棉是一种良好的育苗基质。     

广适性光温敏不育系Y58S幼穗分化期耐冷性表现及生理机制

为了阐明水稻光温敏不育系幼穗分化期耐冷的形态生理机制,以耐冷不育系Y58S和4个生产上常用光温敏不育系为试验材料,研究了低温胁迫(17.5℃,10 d)下结实率、穗部形态、株高、光合特性以及抗氧化物酶系统等的变化。结果表明,低温胁迫下Y58S的幼穗分化期耐冷性在5个不育系中最强,与敏感的C815S和株1S相比,Y58S表现为株高和穗长降低幅度较小,保持较高结实率;光合作用受低温影响不显著,SPAD值、光合速率等光合指标无显著变化;SOD、POD活性降低幅度较小,MDA含量、相对电导率增幅较小。