不同遮荫处理罗汉果内在品质的变化研究

以罗汉果‘永青1号'品种为试验材料,在授粉30 d后,设置不遮荫、遮荫70%、遮荫95%三个处理,探讨遮荫对罗汉果总苷、总糖、维生素C等内在品质的影响。结果表明:在授粉30 d后,对罗汉果进行一定程度的遮荫处理,显著提高了罗汉果果实重要内含物总苷、甜苷Ⅴ、总糖和维生素C的含量,可有效改善罗汉果果实的内在品质。遮荫70%处理条件下较适宜罗汉果果实内含物的累积。     

遮荫处理对罗汉果果肉组织中罗汉果苷和糖分含量的影响

该研究以罗汉果品种“永青1号”为材料,在果实发育后期进行不同强度的遮荫处理,测定遮荫处理下果肉组织中罗汉果苷各组分含量、各种糖分的积累及其相关糖代谢酶活性、叶片光合特性的变化。结果表明：重度遮荫(70％遮荫)会导致果实中罗汉果甜苷Ⅴ含量显著提高,遮荫60 d(授粉后90 d),对照与70％遮荫处理果实中罗汉果甜苷Ⅴ含量分别为4.83％、5.79％,差异达极显著水平( P<0.01);70％遮荫处理下果实中葡萄糖、果糖含量也明显高于对照( P<0.05)。与罗汉果甜苷Ⅴ、葡萄糖、果糖含量的变化不同,遮荫60 d,70％遮荫处理下罗汉果果实中可溶性糖、蔗糖的含量分别显著(P<0.05)和极显著(P<0.01)低于对照。另外,遮荫处理导致罗汉果叶片净光合速率下降,遮荫40 d,70％遮荫处理下叶片的净光合速率显著低于对照( P<0.05)。综上说明,重度遮荫处理可以引起罗汉果果实品质的改变;光合速率下降是遮荫处理下可溶性糖含量降低的主要原因;SPS、AI、SSC活性的改变则是遮荫导致蔗糖含量降低及葡萄糖、果糖含量上升的重要因素;重度遮荫条件下,荫棚中温度降低可能是罗汉果果实中甜苷Ⅴ含量增高的关键诱因。该研究结果为罗汉果的生产及品质调控提供了理论依据。     

爱玉子（Ficus awkeotsang）不同品系的繁殖生态学比较

对不同品系爱玉子（Ficus awkeotsang）的繁殖系统进行了研究。推算表明：爱玉子栽培的雌、雄株数量配植比例可以从目前的4～5：1提高到23—24：1,以使传粉小蜂种群达到合理密度,提高结实率和成虫瘿率,增加单位面积雌株的栽培数量,提高爱玉子单位面积产量,增加土地栽培效益。比较爱玉子不同品系雌、雄花序的B期（雌花期）与雄花序的D期（雄花期）花序数量变化及持续时间,结果表明：栽培爱玉子雄花序D期时长约1个月,而雌、雄花序的B期时长却是2～3个月,B、D期不能完全重叠,导致B期花序因没有小蜂传粉（或产卵）而脱落。因此建议对雄株的B期花序进行人工引蜂的方法修复小蜂种群,从而延长雄性品系D期时长;而雌、雄品系配植模式应为1：2～4,即1个雌株品系与2—4个D期依次衔接的雄株品系配植。福建省的爱玉子栽培急需引进和选育D期早熟和晚熟的雄性品系。     

不同产地罗汉果总皂苷、甜苷V和硒含量及指纹图谱研究

对不同产地同一品种收获期罗汉果总皂苷、甜苷V和硒的含量进行比较,了解罗汉果的品质特点与产地的相关性,科学指导种植区域的生产规划,明确不同区域罗汉果的品质特点和开发等直接关系到罗汉果深加工产业的质量与发展。采用香草醛-浓硫酸试剂分光光度比色法分别测量各罗汉果果实样品中总皂苷的含量,采用高效液相色谱法测量甜苷V的含量,采用氢化物原子荧光光谱法测量其中硒的含量,并对各指标进行方差分析和差异显著性的多重比较。结果表明,各样品总皂苷含量在2.42%~3.34%之间,甜苷V含量在0.68%~1.41%之间,硒含量在5.634~41.462μg/kg之间;来源于不同产地的罗汉果样品,其总皂苷含量差异并不显著,但甜苷V和硒含量分别表现出显著差异;广西、湖南和四川,罗汉果果实总皂苷和甜苷V含量均可达到药典指标要求。因此,罗汉果具有较广的种植区域,但不同产地甜苷V含量差异相对显著,暗示果实甜苷V的转化效率或成熟度具有一定差异,宜根据产地及年度气候条件适当调整收获期,以满足不同加工利用的需要。     

罗汉果主要性状遗传效应研究

罗汉果近交后代发生明显衰退,花和果变小甚至畸形,种子活力降低,品种间衰退速度不同;杂交F_1后代果实形状、大小、颜色、总苷含量、甜苷Ⅴ含量和雌花柱头生长方式产生严重分离变异,其中果实大小、总苷含量、甜苷Ⅴ含量表现出明显杂种优势;雄性败育系的花粉败育是由遗传决定的,其败育性可通过杂交传递给雌性系产生无籽果实;F17芽变枝条所得雌雄同花两性突变属于遗传变异。     

罗汉果微量元素的花粉直感效应研究

用ICP-OES法测定罗汉果中受花粉直感效应影响明显的微量元素含量。结果表明:两种不同授粉处理的罗汉果样品中Zn、Fe、Cr、Al四种微量元素含量差异显著,受花粉直感作用的影响较大,尤其是Zn元素;罗汉果样品铅含量超过罗汉果行标NY/T 694-2003的限量标准,但符合药用植物绿色行标WM/T 2-2004,研究认为,罗汉果行标Pb标准不太严格,有必要进一步研究和探讨;高甜苷Ⅴ授粉组合("青皮3号"×"红毛1号")果实中B元素含量较高,为硼微肥的利用提供科学依据;而低甜苷Ⅴ组合("青皮3号"×"红毛2号")果实中8种微量元素含量偏高,其中锰与提高呼吸速率有关。     

无籽罗汉果选育的初步研究

采用多倍体诱导、不同倍性配子杂交和组织培养等技术方法,培育出三倍体无籽罗汉果新种质类型。通过与当前罗汉果主要品种的对比栽培实验和观测,表明无籽罗汉果优良株系花、叶等器官形体较大,植株长势健旺,现蕾开花较早,果实无籽或极少籽,甜苷Ⅴ含量比其母本提高36.28%。其生物学性状的变化,尤其是甜甙含量的提高和抗性的增强,表现出了重大的开发利用价值。就无籽罗汉果的生育周期、形态特征、生长发育规律以及果实品质进行初步报道。     

甜苷V提取型罗汉果优良品种选育

为选育甜苷V提取型罗汉果优良品种,对19个罗汉果品种的甜苷Ⅴ含量、单株产量、果肉含量、水浸出物、总糖和总苷含量6个性状进行考察研究,综合打分评价。结果表明,F018、F014、F020综合指数较高,可作为甜苷V提取型罗汉果优良品种,为罗汉果新一代品种选育研究奠定基础。     

三倍体罗汉果及其亲本的同工酶比较研究

为了加快三倍体罗汉果育种的进程和效率,进一步提高其亲本选择性,该文对F1代3x罗汉果与其4x和2x亲本的过氧化物酶(POD)同工酶和酯酶(EST)同工酶进行了比较。结果表明:F1代3x罗汉果与其4x和2x亲本的POD和EST同工酶均有一定差异,3x和4x的POD和EST同工酶不同迁移率的平均酶带数目较2x多,酶带活性也较强;4x的POD同工酶数目较3x的多,但EST同工酶两者差异较小;F1代3x罗汉果的同工酶均出现了与其4x和2x亲本不同的新酶带,预示着其可能具有的杂种优势;聚类分析结果显示,F1代3x罗汉果与其4x母本的遗传距离更近,并且当4x母本间亲缘遗传关系较近时,其F1代3x在亲缘遗传上也相聚较近,说明F1代3x在亲缘遗传上更倾向于其4x母本。由于三倍体罗汉果育种亲本间存在杂种优势,且更倾向于其母本遗传,因此通过该研究可以初步总结出三倍体罗汉果及其父本、母本的遗传规律,并提出罗汉果三倍体良种选育的建议,即在3x罗汉果育种时需要更加关注4x母本的优良性状表现,并以亲本的遗传背景为基础,选择遗传差异较为显著的父本和母本。     

芦荟属植物种间杂交及其F_1代POD同工酶鉴定

以芦荟属植物元江芦荟和皂质芦荟为亲本进行远缘有性杂交试验。正交对3株103朵小花进行授粉,获得7枚果实,平均结实率为6.80%;反交对2株88朵小花授粉,获得5枚果实,平均结实率为5.88%。获得了19株F1代实生苗,并对亲本和F1代实生苗以及库拉索芦荟、华芦荟等5种芦荟属植物进行了过氧化物酶同工酶(POD)的比较研究,结果显示,5种芦荟种间的POD同工酶酶谱具有较高的相似程度,同时各种又具有各自的特征酶带,很容易区分。特别是F1代实生苗的酶谱与父母本的酶谱有显著不同的酶带,证明产生了新的中间类型。     

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。     

用单性结实基因2A11-iaaM转化罗汉果的研究

为了实现罗汉果生产中免除人工授粉和果实无籽化,该研究利用pBI121-Gus构建果实特异启动子2A11与生长素合成相关基因iaaM的嵌合基因(2A11-iaaM)过量表达载体,以罗汉果雌株叶盘为材料,采用农杆菌介导法建立罗汉果高效遗传转化体系,转化和创制单性结实罗汉果种质,通过基因特异引物对的PCR扩增,初步检测出转基因阳性植株,将之移栽大田,观察转基因植株的单性结实性的表现。结果表明:构建罗汉果单性结实性相关的pBAI-Gus植物双元表达载体获得成功;建立了农杆菌介导的罗汉果叶盘遗传转化优化体系,即农杆菌菌液OD_(600)值为0.3～0.5,侵染10 min,最优选择培养基为MS+TDZ 0.7 mg·L~(-1)+IBA 0.5 mg·L~(-1)+Kan 5 mg·L~(-1)+Cef 300 mg·L~(-1);经PCR鉴定共获得4株转基因阳性雌株;将阳性植株扩繁后移栽田间,经田间调查发现,24株阳性扩繁植株中有5株正常开花,占总植株数的20.8%,且其子房未经人工授粉发育成幼果,表现单性结实性。在载体构建和农杆菌介导的罗汉果遗传转化体系优化的基础上,将外源单性结实相关嵌合基因整合进罗汉果基因组并得到表达,为后续研究单性结实罗汉果的遗传生理,创制转基因罗汉果单性结实新种质,以及克服其产业化中需要人工授粉和无籽化提供了理论和应用基础。     

Are reward polymorphisms subject to frequency‐ and density‐dependent selection? Evidence from a monoecious species pollinated by deceit

Abstract Most deceit‐pollinated species involve floral dimorphisms characterized by the presence of rewarding male flowers and nonrewarding female flowers. It has been proposed that this polymorphism establishes the conditions for the action of frequency dependent selection (FDS). The tendency of foraging animals to aggregate in areas of high resource density suggests that pollination efficiency and fruit production may be positively influenced by flower density (density dependent selection, DDS). In this paper we offer a graphical model describing the effects of FDS and DDS on a monoecious species pollinated by deceit. We test the FDS and DDS assumptions and the predictions of the model using field observations and experimental populations of Begonia gracilis in which population sex ratio and flower density were controlled. We found a marked effect of both FDS and DDS on pollinator visitation, fruit‐set, and on the probability of female flowers to setting fruits. We conclude that these two types of selection have had a strong influence on the evolution of deceit‐pollinated species.     

罗汉果花气味物质量化分析方法研究

罗汉果(Siraitia grosvenorii)是葫芦科著名的药食两用植物,广泛种植于广西桂林地区,其开花后传粉不良现象迫切需要研究解决。为了探讨罗汉果花朵气味物质与传粉者访花频率的关系以及查明传粉不良产生的原因,该文选择罗汉果雄花为材料,研究了罗汉果花朵气味物质的量化分析方法。实验采用动态顶空吸附法收集新鲜花朵的气味物质,经过洗脱、洗脱液吹氮和GC-MS分析等步骤,先后完成了花朵气味物质的收集、浓缩、分离和鉴定,最后以峰面积归一化法计算各化学组分的相对含量。结果表明:从供试花朵中检测到挥发性组分(包括萜烯类物质) 5种,以及芳香烃类、烷烃类、酯类物质各1种,其中萜烯类物质的相对含量达71.07%,是供试花朵最主要的挥发性化合物。该结果高度符合葫芦科植物花朵气味的化学组分特征,并具有良好的实验重复性,表明该实验体系是收集和鉴定罗汉果花朵气味组分的理想方法,为后续开展罗汉果花气味物质研究奠定了重要基础。同时通过与葫芦科多种植物比较,发现罗汉果的花朵气味物质可能存在雌雄二型性。     

罗汉果叶片挥发性成分与访花昆虫: 雌雄株差异及其生态影响

为探究罗汉果(Siraitia grosvenorii)自然授粉不良的形成原因,该文以罗汉果品种“大地二号”的种苗为材料,采用定点定时方法调查罗汉果雌雄株访花昆虫,同时利用GC-MS对雌雄株叶片的挥发性成分进行比较分析。结果表明:在雄株上观察到访花昆虫102种,分属于8目29科,其中包括蜜蜂科、眼蝶科、夜蛾科和天蛾科等传粉昆虫类群; 在雌株上观察到访花昆虫69种,分属于7目16科,但未观察到上述传粉昆虫类群。雄株访花昆虫的物种丰富度、多度和Shannon-Wiener多样性均显著高于雌株(P<0.05),Jaccard相似性分析显示,雌株和雄株访花昆虫达到中等不相似水平。在雄株叶片中鉴定出挥发性成分17种,优势成分为萜烯类化合物,占总含量的67.31%; 在雌株叶片中鉴定出挥发性成分12种,优势成分为烷烃类化合物,占总含量的44.27%。雄株具有较多特有成分,包括7种萜烯类和3种酯类成分,占总体成分的45.45%; 雌株的特有成分较少,包括4种烷烃类和1种酯类成分,占总体成分种类的22.72%。Jaccard相似性分析显示,雌株和雄株的挥发性成分总体上达到中等不相似水平,其中萜烯类和酯类的相似度更低,达到极不相似水平。进一步分析表明,在罗汉果雌雄株之间,由于挥发性化合物在优势成分上的重要差异,以及特有成分的大量存在,可能导致了它们访花昆虫类群的显著差异,进而影响了罗汉果的自然传粉过程。     

爱玉及其传粉昆虫的共生关系

爱玉是榕属攀援灌木,其隐头花序中生活着薜荔榕小蜂,爱玉一年两次开花,雌雄株比1：2,雌花序中平均有5503朵雌花。雄花序中平均有6308朵瘿花,自然状态上结实率和成虫瘿率分别为83.52%,51.33%。薜荔榕小蜂一年两代,1只雌蜂进入花序平均可产约600个卵或使1391朵雌花受粉结实,爱玉依赖薜荔榕小蜂传粉,否则不能结实;薜荔榕小蜂是惟一能进入花序的传粉者并依靠爱玉花序得以栖息,二者在形态结构。生理功能上高度互适,生活史上完全吻合衔接。生态策略上紧密协调,构成复杂而又精细的共生体系。     

薜荔榕小蜂与薜荔生活期的配合

薜荔榕小蜂(Ｗｉｅｂｅｓｉａｐｕｍｉｌａｅ(Ｈｉｌｌ)Ｗｉｅｂ.)与薜荔(ＦｉｃｕｓｐｕｍｉｌａＬ.)的形态结构特点及其共生关系已有报道[1]。本文仅就在福建泉州市区对薜荔榕小蜂的出飞及其与薜荔在生活期的配合所进行的观察,作一初步分析,为深入研究它们之间的共生关系以及在生产实践上的应用提供基础资料。1　泉州市区的自然条件与地带性植被类型　　泉州市区位于福建省东南沿海,北纬24°49′～25°18′,东经118°29′～118°41′,属南亚热带季风性湿润气候,年均温206℃,最冷月(2月)均温119℃,最热月(7月)均温285℃,年降雨量12525ｍｍ…     

Pollinators and Reproductive Success of the Wild Cucurbit Cucurbita maxima ssp. andreana (Cucurbitaceae)

Abstract: We studied the reproductive success and pollinators of Cucurbita maxima ssp. andreana in different disturbed habitats where it grows naturally. Data were obtained from three populations. One grew within a soybean crop, the other within a corn crop, and the third in an abandoned crop field. Cucurbita maxima ssp. andreana is an annual vine with a flowering period from December to April. Male flowers appear first, thereafter female and male flowers appear together. Flower lifetime (9 h) was similar in male and female flowers. The pollinator guild was comparable for the three populations but some differences in the frequency of the insect species were observed. Native bees were the main pollinators in the population in the abandoned field, while beetles pollinated the populations in crop fields. These differences were not linked with the pre-emergent reproductive success, fruit and seed set, or fruit quality. This is a self-compatible plant. Fruit and seed set and fruit traits (total mass, width and length of fruits, number of seeds per fruit, and seed mass) did not show significant differences between hand-cross and hand-self pollinated flowers. This wild cucurbit is a generalist with respect to pollinator guild, and flower visitors seem to be highly efficient in pollen transference. Cucurbita maxima ssp. andreana is well adapted to disturbed habitats because plants ripened fruits successfully, regardless of the group of insects visiting flowers.     

ANDROMONOECY AND VARIATION IN PHENOTYPIC GENDER OF PASSIFLORA INCARNATA (PASSIFLORACEAE)

We studied the perennial vine Passiflora incarnata Linnaeus (Passifloraceae) in Alachua County, Florida, from May to August 1983 to determine the breeding system and investigate seasonal changes in phenotypic gender of individual plants. Passiflora incarnata is an obligate outcrosser, incapable of self-fertilization. The major pollinators were carpenter bees (Xylocopa sp.). The proportion of flowers setting fruit was not limited by pollinator service, but the weight of individual fruits and number of seeds/fruit was increased over naturally pollinated flowers by manually performing cross-pollination. Morphological differences in style position among flowers caused some flowers to function primarily as males and others to function as hermaphrodites. Although some of the flowers that functioned as males set fruit when manually cross-pollinated, the proportion of these male flowers capable of setting fruit was lower than the proportion of hermaphroditic flowers setting fruit when manually cross-pollinated. Further, some male flowers had atrophied ovary and styles and were completely incapable of setting fruit. Passiflora incarnata is thus functionally andromonoecious. The relative production of male versus hermaphroditic flowers varied among individuals and over the course of the flowering season. Unmanipulated plants in the population became increasingly male-biased in floral sex ratios as the reproductive season progressed. We attempted to modify phenotypic gender in experimental plants by limiting the ability of plants in some treatment groups to set fruit. Treatment groups significantly affected production of hermaphroditic flowers, but production of male flowers was not affected by treatment. Treatment did not significantly affect fruit weight, number of seeds per fruit or the percentage of hermaphroditic flowers that successfully matured fruit. These results suggest that andromonoecy in P. incarnata is a mechanism for adjusting allocation of reproductive effort to male and female function, and that maternal investment in this species is regulated primarily by varying production of hermaphroditic flowers.