片断化生境中濒危植物黄梅秤锤树的开花生物学、繁育系统与生殖成功的因素

 研究处于片断化生境中濒危植物的繁育系统、传粉过程及生殖成功状况, 可为评估物种的受胁迫程度及制订相应的保护和管理策略提 供重要依据。通过野外观察和人工授粉实验等方法,对片断化生境中濒危植物黄梅秤锤树(Sinojackia huangmeiensis)的开花生物学和繁育系统 进行了初步研究, 并探讨了影响其生殖成功的因素。黄梅秤锤树的总状花序上通常有两性花2～6朵, 单花花期约5～7 d, 单花花药不同步开裂 使整朵花花粉活力持续时间延长。虽然花开放过程中柱头始终高于花药, 在单花水平上可在一定程度上避免同花自交的发生, 但由于花粉活力 和柱头可授期之间有一定的重叠期, 在自然情况下, 由于外界媒介动物和风媒的作用, 不可避免地会产生同株同花和同株异花传粉。实验结果 表明, 该种不存在无融合生殖现象, 繁育类型以异交为主, 部分自交亲和且需要传粉者。主要的传粉昆虫为黑带食蚜蝇(Epistrophe balteata) 、中华蜜蜂 (Apis cerana) 和中华回条蜂(Habropoda sinensis)。黄梅秤锤树自然状态下的结实率较低(10.33%), 平均每果种子数较少(0.387 个), 这主要与传粉昆虫少、花粉传递效率低, 以及柱头上自花及同株异花花粉的落置和自交亲和性低有关。但是单株较大的开花量保证了一定 的果实和种子产量, 使居群能自然更新。部分自交亲和性可能为该物种适应生境片断化提供了一定的生殖保障及进化潜力。对该残存居群的保 护, 应着眼于加强对传粉昆虫赖以生存的自然生态系统的恢复。     

木瓜榕传粉生物学

 木瓜榕（Ficus auriculata Lour.）是雌雄异株植物,它只有通过大果榕小蜂（Ceratosolen emarginatus Mayr）传粉才能获得有性繁殖,大果榕小蜂也仅在木瓜榕雄果内产卵才得以繁衍后代。经两年来的实验和研究结果表明：木瓜榕繁殖能力在不同季节随进蜂量的多少而变化,雌树在4月和11月出现的两次结果高峰期与进蜂量最多的时期相遇;同时雄树与雌树在11月挂果高峰期重叠,导致该期进入雄果产卵的雌蜂量减少,进蜂量高峰推迟到部分雄果成熟、只有稀少接受果的3月下旬和4月上旬。木瓜榕在与大果榕小蜂互惠共生的进化历程中,逐渐完善了自身保证远交的繁殖机制,它们在不同程度上受到雌雄异熟、雌雄异株和短花柱雌花不亲和3种机制的共同作用。温湿度对大果榕小蜂访果行为有明显的影响,在温湿度变化缓和的早晚,有利于榕小蜂出行,雌蜂访果最为频繁。大果榕小蜂活动最佳的温湿度是：温度20～24 ℃之间、湿度85%～93%之间;温度高于29 ℃、湿度低于58% 或风雨天均不利于该蜂出行活动。榕小蜂日活动高峰的出现先后在不同季节略有差异,高温高湿的夏季榕小蜂活动出现早,7∶40达高峰;秋季榕小蜂活动推迟,高峰出现在11∶00;干凉的冬季最晚,13∶00才到达高峰。通过人工套袋、放蜂传粉试验,平均进8头的隐头果传粉效率最高,单果平均种子数量为11 247粒,结实率50.8%,未受精的败育花8 207朵;平均进蜂4头以下或10头以上的隐头果,由于花粉量不足或者雌蜂争夺资源的损伤使种子量下降,平均结实率分别达37.2% 和44.4%;放蜂试验结果与大量调查自然界中每果进蜂量和结实率的结果一致。     

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。     

西双版纳热带雨林对叶榕传粉生物学

研究了西双版纳热带雨林地区雌雄异株植物对叶榕（Ficus hispida L.）的生物学,传粉物候学以及榕小蜂（Ceratosolen solmsi marchali Mayr）的传粉和繁殖行为,研究结果表明：雌雄异株的对叶榕与其他雌雄同株的榕属植物不同,它的种子形成与传粉有着更为复杂的相互关系。对叶榕一年结隐花果6～8,结果高峰期4～5次,其中雄性植株仅产生花粉和榕育榕小蜂,而雄性植株（无雄蕊）则需榕小蜂带花粉进入隐花果内,进行传粉授精,使之发育成种子,对叶榕的成熟花粉不能从花药开裂处自行散发出来,必须由榕小蜂采集才能散落,榕小蜂雌蜂羽化、交配后,找到雄花区,用足、触角、口器在推动中采集花粉,雌蜂飞来熟榕果找寻雌株或雄株榕树上的幼嫩隐花果,一般需3～7min;一部分雌蜂在雄株中寻找幼嫩的隐花果,进去产卵繁殖,另一部分雌蜂则寻找雌株雌花期嫩隐花果进去传粉。雌蜂在雌株榕树的隐花果内传粉时间为15～23h,在雄株榕树的隐花果内产卵时间为6～9h,对叶榕小蜂在雌株上进入单个隐花果的数量多少关系到雌花结实率;观察表明,每个隐花果最佳进蜂数为2头;榕小蜂传粉后榕树成熟种子形成率在54.1%～82.5%之间,平均为73.8%,而在雄株上雌蜂进蜂数量则关系到榕小蜂在隐花果内的产卵率,每个隐花果最佳进蜂数为3～4头,产卵率在72.3%～93.8%之间,平均为84.4%。     

大蜜蜂的生物学特性、面临威胁与保护策略

昆虫传粉在维持植物的有性繁殖、物种形成及生态系统稳定中扮演着重要角色, 而野生传粉昆虫为生态系统提供了巨大的传粉服务功能。大蜜蜂(Apis dorsata)为亚洲特有的一种野生传粉昆虫, 是热带地区多种植物和农作物的有效传粉者, 在保障热带生物多样性及作物产量中有不可或缺的作用。但受全球气候变化、人类活动和生境恶化等因素的影响, 其种群数量日益减少, 开展大蜜蜂种质资源保护势在必行。本文综述了大蜜蜂筑巢、迁飞和传粉服务功能, 分析了人为猎取蜂巢, 栖息生境遭受破坏, 杀虫剂和除草剂滥用, 昆虫、螨类和病原物侵染, 气候变化等威胁种群的因素, 以期从强化大蜜蜂基础研究和保护、推动生态农业发展、建立适合大蜜蜂迁飞生态廊道、加强检验检疫及科学合理利用大蜜蜂种质资源等方面制定相应的保护措施。     

杉木大孢子叶球发育过程中形态结构的变化

以福州生长的成年杉木（Cunninghamia lanceolata（Lamb.） Hook.）为实验材料,采用数码相机实地拍照、体视镜、半薄切片以及扫描电镜等方法,从形态学、解剖学系统观察了杉木大孢子叶球的发育过程。结果显示,2011年10月底至11月初,杉木大孢子叶球形成,此时大孢子叶球呈绿色,体积较小;翌年3月中下旬,大孢子叶球成熟,进入传粉期,期间大孢子叶球经历了由绿变黄的颜色转变、体积增大以及苞片开张的过程。胚珠发育过程中,胚珠原基于1月上旬发生,1月中下旬珠被和珠心组织已分化形成;2月下旬,珠心组织继续发育,形态呈椭圆型,并在其上方形成贮粉室,周围的珠被组织继续生长包围珠心组织,形成珠孔道;3月初珠孔形成,开口达到最大,胚珠的体积继续增大;3月中下旬,胚珠珠孔处开始分泌传粉滴。授粉后,传粉滴消失,珠孔上方的组织停止生长,珠孔开口亦不再增大。研究结果表明杉木大孢子叶球从分化形成到发育成熟需要约5个月的时间,胚珠的形态结构经过长期演化形成了许多适应风媒传粉的结构特征。     

鼠尾草属不同物种的雄蕊杠杆机制对传粉者空间变异的进化响应

被子植物虫媒传粉植物的物种分化通常被认为是花性状响应传粉环境(传粉者)的空间变异而发生适应性分化的结果。通过对鼠尾草属(Salvia) 3个物种(共4个居群)传粉互作系统的比较, 探索了花性状对不同传粉环境的进化响应。结果表明: 各居群的传粉者组成、主要传粉者类型及其大小各不相同, 杠杆状雄蕊及相关花部性状大小在不同居群间具有显著差异; 各居群均表现出腹部传粉和背部传粉2种传粉模式, 但背部传粉仍然是最有效的传粉方式; 居群间杠杆状雄蕊长度与传粉者体长表现出极显著的正相关, 然而花冠长与传粉者体长表现出负相关; 花冠口高度和柱头高度与传粉者胸厚也表现出一定的协同变异。鼠尾草属植物的杠杆状雄蕊及相关花部性状在传粉系统的进化过程中表现出高度的可塑性, 表明雄蕊杠杆传粉机制对传粉环境的变异非常敏感, 在该属植物的物种分化过程中具有关键作用。     

歪叶榕繁殖生态学

该文主要从物候学、行为学和生态学3个方面首次研究报道了我国西双版纳热带雨林下的一种榕树——歪叶榕(Ficus cyrtophylla)的繁殖机制。研究结果表明,歪叶榕榕小蜂(Blastophaga sp.)是歪叶榕唯一的传粉昆虫,传粉行为方式为被动传粉,而且这种榕小蜂也只能在该种榕树中成功繁衍后代。物候学观察结果表明,歪叶榕常绿且叶量常年变化较小,10~11月和3~4月是歪叶榕雄株落叶的高峰期,这时正值西双版纳的雾凉季和干热季,而雌株的落叶高峰期是3~4月;12月和5月是歪叶榕雄株新叶萌发的高峰期,而4~5月是其雌株新叶萌发的高峰期,这时正值西双版纳干热季向雨季过渡的时期,新叶萌发后同时伴随着一次该种榕树的挂果高峰期;歪叶榕在种群水平上常年持续结果,在每年的11月和4~5月有两次结果高峰期,单株每年大量结果2~3次;单棵雄株内结果异步性较高,而雌株内结果高度同步。单果进蜂数(Foundress number)为0~5只,大多数雄果(78.45%)和雌果(84.25%)只有1只传粉榕小蜂,大约16.02%的雄果和13.33%的雌果内含有2只传粉榕小蜂,其它情况均很少。在自然情况下,雄果中的总瘿花量为147.32±62.61(SD)枚,传粉榕小蜂出蜂量为110.94±62.82(SD)只,其中雌蜂多而雄蜂少,传粉榕小蜂性比为0.143 9±0.131 6(SD),瘿花形成率为64.13%±19.89%(SD),雌果中的种子数为231.44±74.25(SD)粒,种子形成率为85.72%±14.19%(SD)。歪叶榕和其传粉榕小蜂在物候学、传粉行为与花药/胚珠比(A/O ratio)和雄花成熟与其羽化出蜂的时期等方面表现出高度的相互适应。     

微齿眼子菜繁殖生物学特性的初步研究

微齿眼子菜以风媒传粉为主,具有明显的雌蕊先熟性,显示出明显的异交特性;同时其雌雄可育期部分重叠,被片、花药和柱头三者的空间布局使其极利于自花受粉,暗示了自交存在的可能性.花粉保持萌发活力的时间短(约20h)及萌发率低(＜10%)可能是导致其自然结实率(20.16%)低的主要原因.自交作为衍生性状在其有性生殖中占有相当的比例,繁育系统属于兼性的交配类型,并有向自交演化的趋势.有性生殖分配与其营养体生物量呈显著正相关,异质性程度不同的生境中,微齿眼子菜表现出不同的繁殖对策,在稳定生境中以克隆生长为主,在变动生境中有性生殖率则有所增加,存在着有性生殖与无性繁殖之间的平衡.     

白刺属4种植物传粉特性的实验研究

根据对乌兰布和沙漠地区白刺属4种植物在花期进行的人工控制性授粉实验及室内外调查分析,系统研究了唐古特白刺、西伯利亚白刺、大白刺和泡泡刺4种白刺属植物的传粉特性。结果表明:不同白刺属植物兼具杂交亲和与自交亲和的能力,更倾向于异交结实。繁育系统属于自交、异交相混合的兼性异交交配系统,存在风媒传粉的可能性,不能进行无融合生殖。白刺属植物的这些传粉特性表现出对干旱荒漠地区恶劣环境的较强生态适应性。