两种互逆资源梯度影响下刺叶锦鸡儿的种子选择性败育格局

种子的选择性败育在被子植物中普遍存在,开展结籽格局及其影响因素的研究有助于深入了解种子的形成机制及多样化的生殖对策。以刺叶锦鸡儿Caragana acanthophylla为材料,通过传粉过程、胚珠发育动态和资源分配状况的研究,以探讨种子的选择性败育格局及相关影响因素。结果显示：(1)刺叶锦鸡儿具高度自交不亲和性,为泛化的传粉系统,蜂类是主要的传粉者。自然状态的结实率为(86.00±4.96)%,不存在传粉限制,但受精具明显的时间效应。(2)刺叶锦鸡儿单花期4—5d,每朵花有(14.00±0.14)粒胚珠。胚珠的发育从荚果顶部开始,其中,开花后第3天荚果顶部胚珠开始膨大;第11天绝大多数胚珠出现了膨大,此时,在荚果基部的胚珠开始败育,随后荚果顶端受精后的胚珠也出现败育,最终仅荚果中部形成2—3粒种子。其结籽格局为成熟荚果中部胚珠,而败育荚果顶部和基部胚珠的选择性败育类型。(3)受微地形影响,居群内开花植株具斑块分布,对较少开花植株通过添加水肥进行资源调控后,结籽率显著提高,说明在种子形成过程中存在资源限制。综上所述,受精顺序和资源限制两个互逆的资源梯度决定了刺叶锦鸡儿的结籽格局。其中,...     

新疆郁金香一居群个体性别7年的动态变化

在雌雄同株植物中, 花性别被认为是两性资源分配对环境条件的响应, 了解个体性别随时间的变化对探讨植物性系统的变异有重要意义。早春短命植物新疆郁金香(Tulipa sinkiangensis)多为两性花居群, 前期调查显示一些居群由雄花和两性花构成。为了探讨新疆郁金香雄花的发生与变化, 我们连续7年对一个居群的花性别及其变化动态进行了跟踪。结果显示: (1)该居群主要是由一朵花植株和两朵花植株构成, 分别占居群植株总数的74.5%和23.0%。两种性别的花随机分布在不同类型的单株上, 形成了以两性花植株为主, 含有雄株、雄花与两性花同株(andromonoecy)的居群结构。(2)雄花相对较小, 子房退化, 无胚珠发育, 在植株或居群中花期较晚出现。与相同大小的两性花相比, 雄花在单花花粉量、花粉败育率、花粉粒大小及形态、雄性功能等方面没有差异。(3) 7年间, 雄花在居群中的比例经历了2011-2014年间的显著下降(23.4-3.1%)和2015-2017年间相对稳定的零星分布(1.5-1.0%)两个阶段。居群中一朵花植株数量和两朵花植株数量在年份间呈波动性变化。(4)雄花的出现可能是植株受自身资源状况及环境条件等因素的影响在花性别选择上作出的可塑性反应。     

新牧I号杂花苜蓿异交机制与自花粉的生殖干扰

通过控制试验和荧光观测等手段对新牧I号杂花苜蓿Medicago varia Martyn‘XinmuNo.1＇柱头可授期与最佳授粉时间、自花粉的堵塞效应、花粉萌发与花粉管生长状况等进行研究,结果显示：（1）苜蓿柱头可授期与单花寿命具高度的同步性,在单花开放的第1天授粉,传粉效率最高,结荚率达65.17%±2.01%（P〈0.01）,为柱头的最佳授粉时期;在单花开放后第4天授粉,其结荚率仍达34.25%±6.73%。（2）自花授粉比异花授粉有着较低的花粉萌发率和花粉管生长速度;清除柱头自花粉后再授异花粉,其结荚率/花序和荚内种子粒数由原来的51.76%±5.37%和2.11±0.18粒,提高到72.31%±6.24%（P〈0.01）和3.46±0.25粒（P〈0.01）,自花粉对柱头的堵塞效应非常明显。（3）在繁育系统中,苜蓿采取了雌雄异熟和自交不亲和两套机制来避免自交,但是由于其独特的花结构,即使雄蕊先熟,在保证苜蓿异交机制中也没有起到有效的作用,而其典型的自交不亲和系统,虽然保证了苜蓿较低的自交率,却无法避免自花粉的生殖干扰。     

新疆荒漠植物耳叶补血草的爆发式开花式样与传粉模式

荒漠环境中干热、大风、浮尘、温度骤变等突发性天气状况,对植物的有性生殖具不利影响.耳叶补血草(Limonium otolepis)是新疆盐生荒漠的主要建群种,对其适应荒漠恶劣环境的生殖策略仍缺乏研究.为了探讨荒漠植物适应环境的开花式样和传粉模式,作者通过野外定点观测和室内电镜扫描等方法对耳叶补血草的开花进程、花部特征、传粉媒介、结实特性等进行了研究.耳叶补血草的花期在6月上旬至7月中旬,花期较长且具明显不同步的单株开花状态.在一天中,单花表现出极为集中的开花、散粉过程:一般早上8:00开始开放,9:00达开放高峰期,11:00以后基本不再有单花开放;开放后的单花持续6-8 h后闭合.每单花平均有花粉752粒,花粉表面有网状纹饰,有花蜜.传粉者主要为蜜蜂科和食蚜蝇科昆虫,访花高峰期在9:00-14:00.人工授粉实验表明耳叶补血草以异交为主,自动自花授粉率低.自然状态下结实率为36％,在花序中基部第一位上单花的结实率(45.7％)明显高于第二位上单花(3.3％).耳叶补血草爆发式开花、在短时间内快速完成传粉过程,可能是躲避荒漠环境突发性天气条件的一种策略;而居群分散的开花时间及较长的花期在应对不稳定生境,分摊生殖风险方面具重要意义.     

早春短命植物黑鳞顶冰花的花粉呈现时序及其适应性

花粉的时序呈现是指植物花药按一定次序释放花粉的现象, 被认为是对传粉者访问频率的一种适应。在传粉者充足的环境中, 植物通过限制花粉1次被移出的数量, 使花粉供体能作为多个父本, 从而提高雄性适合度。该文从开花习性、花部特征、传粉者及繁育系统等方面对早春短命植物黑鳞顶冰花(Gagea nigra)的花粉呈现时序及其适应性进行研究, 结果表明, 黑鳞顶冰花单花期约5-7天; 白天开放, 晚上闭合, 花药次序开裂, 呈拉链式散粉, 散粉期4-6天。黑鳞顶冰花以异交为主, 部分自交亲和。蝇类和食蚜蝇为主要传粉者, 访花频率为(0.141±0.078) flower∙h^-1。在雄蕊的时序散粉过程中, 雌蕊持续生长, 经历了从低于雄蕊到等高、再到高于雄蕊阶段。在等高阶段, 单花早晚的开闭, 使得雌雄蕊紧靠在一起, 促成了自动自花授粉。在传粉者缺乏的环境中, 黑鳞顶冰花的花粉时序呈现延长了散粉期, 在等待传粉者和分摊风险方面具重要作用。这种花粉渐次呈现的策略, 在新疆的早春开花植物中可能广泛存在。     

新牧Ⅰ号杂花苜蓿异交机制与自花粉的生殖干扰

通过控制试验和荧光观测等手段对新牧Ⅰ号杂花苜蓿Medicago varia Martyn'Xinmu No.1'柱头可授期与最佳授粉时间、自花粉的堵塞效应、花粉萌发与花粉管生长状况等进行研究,结果显示:(1)苜蓿柱头可授期与单花寿命具高度的同步性,在单花开放的第1天授粉,传粉效率最高,结果率达65.170%±2.01%(P<0.01),为柱头的最佳授粉时期;在单花开放后第4天授粉,其结果率仍达34.25%±6.73%.(2)自花授粉比异花授粉有着较低的花粉萌发率和花粉管生长速度;清除柱头自花粉后再授异花粉,其结荚率/花序和英内种子粒数由原来的51.760%±5.37%和2.11±0.18粒,提高到72.31%±6.24%(P<0.01)和3.46±0.25粒(P<0.01),自花粉对柱头的堵塞效应非常明显.(3)在繁育系统中,苜蓿采取了雌雄异熟和自交不亲和两套机制来避免自交,但是由于其独特的花结构,即使雄蕊先熟,在保证苜蓿异交机制中也没有起到有效的作用,而其典型的自交不亲和系统,虽然保证了苜蓿较低的自交率,却无法避免自花粉的生殖干扰.     

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。