露蕊乌头(毛茛科)不同海拔居群的传粉生态学

对青藏高原东北部两个不同海拔地点（互助,2460m和海北,3200m）的露蕊乌头Aconitum gymnandrum的传粉生态学进行了比较研究。研究结果表明高海拔居群的单花花期、雄性期持续时间、雌性期持续时间比低海拔长。露蕊乌头不存在无融合生殖现象,尽管高度自交亲和,但产生种子必须依赖传粉媒介。熊蜂是露蕊乌头的主要传粉昆虫,两个居群均存在传粉限制。熊蜂取食花蜜为主,在同一个花序上的访问顺序以由下向上为主,但在互助居群和海北居群有3．9％和2．7％的访花是由上向下进行的。统计发现有37．7％和29．3％的访问行为发生在同一植株内;因此,同株异花传粉造成的自交在露蕊乌头中仍然不能避免。低海拔居群的熊蜂种类和访花频率均高于高海拔居群,但自然状态下两个居群的结实率并没有显著差异。高海拔露蕊乌头居群可能具有较长的柱头持续时间,从而补偿了由于访花频率低带来的结实率降低。     

2种藏茵陈类植物的引种地繁殖系统研究

通过观察、套袋、人工授粉对引种至低海拔栽培地的2种藏茵陈"类植物——川西獐牙菜(Swertia mus-sotii)和抱茎獐牙菜(S.franchetiana)繁育系统进行研究.结果表明:(1)引种的2种植物均为雌雄同株、自交亲和,但大部分花雌雄异熟(dichogamy)和雌雄异位(herkogamy),雌雄同熟的比例为24%,且雌雄同熟的雄蕊群远离雌蕊,需要靠传粉昆虫等传粉媒介传粉.(2)引种到低海拔的2种藏茵陈"类植物结实率和发芽率均较高,其中川西獐牙菜柱头张开第2天的授粉结实率达76.54%,种子发芽率达84.29%.(3)低海拔栽培的川西獐牙菜的传粉昆虫是家养蜜蜂,抱茎獐牙菜的开花时间较川西獐牙菜晚20 d,有效的传粉昆虫由家养蜜蜂变成一种很小的蜂类.研究表明,川西獐牙菜和抱茎獐牙菜由高海拔引种到低海拔地区后,结实率和种子发芽率均较高,可以用引种栽培的方式进行藏茵陈"药材的繁殖.     

山莨菪(茄科)的传粉生物学

茄科的多数种类具有自交不亲和的特点, 主要通过异花传粉结实; 但是, 一些物种或者物种内的部分种群或者个体却高度自交亲合, 转变为自交的繁育系统。该科植物山莨菪(Anisodus tanguticus)主要分布在青藏高原, 开花较早, 比其他晚开花的植物种类更加缺少有效的异花传粉昆虫。我们选择了位于不同海拔高度的2个种群进行比较研究, 主要目的是检验该物种的繁育系统是否在极端环境下由于传粉者的缺乏而发生了部分改变。研究发现,山莨菪的花不完全雌性先熟, 柱头和花药间的平均距离随着花开放时间的延长而不断缩小, 但两者在多数花的单花花期结束时并没有发生接触。因此, 山莨菪花主要表现为适应异花传粉的雌雄异位特征。然而, 少数花 (4.9％)的柱头和花药发生接触, 为“自动自交”的传粉解除了空间隔离。2个种群的多数个体存在自交不亲和机制, 应具有异花传粉的繁育系统; 但是部分个体具有明显的自交亲和能力, 为自交提供了生理基础。高海拔种群的传粉昆虫主要是厕蝇(Fannia sp.), 它们在不同植株间的活动能够保证异花传粉结实; 同时该种群的部分个体存在“自动自交”。低海拔种群的主要访花昆虫是蚂蚁, 它们在花内的活动导致花粉在同一朵花内传递, 而引起“协助自交”; 而异花传粉昆虫厕蝇的访花频率则较高海拔种群低。两个种群的结实均由于异花传粉者不足而受到传粉限制。因此两种不同类型的自交机制为该早期开花植物异花访花昆虫的不足提供了一定程度上的繁殖补偿。     

青藏高原特有植物露蕊乌头（毛茛科）从冰期避难所扩张后繁殖资源分配的变化

物种分布范围的形成是进化生态学研究的基本问题之一。但植物的资源分配策略是否与物种边界形成有关一直没有相关研究。青藏高原特有植物露蕊乌头在末次最大冰期时有4个避难所,但冰期后只有一个避难所的种群发生了扩张并最终形成了现代分布格局。以露蕊乌头的避难所种群（同仁种群）和扩张后邻近分布区边缘的两个种群（兴海种群和海北种群）为研究对象,通过比较避难所种群和边缘种群的资源分配方式,探讨露蕊乌头的资源分配与该植物分布区及边界形成的关系。结果发现：1）兴海和海北种群的营养结构（包括根、植株高度和茎叶生物量）均显著低于同仁种群．海北种群的繁殖结构（花数量和花生物量）显著低于同仁和兴海种群,但海北和兴海的繁殖分配均显著高于同仁种群;2）3个种群的繁殖资源与个体大小呈现显著的正相关关系,投入到繁殖资源的比例（繁殖分配）与个体大小呈显著的负相关关系。对露蕊乌头的研究结果一方面进一步证明了个体大小依赖的繁殖分配,但不符合“植物开始繁殖必须达到一定的大小（阈值）”这一结论,这可能与露蕊乌头的生活史特征有关：而另一方面,露蕊乌头在扩张过程中逐渐增加了对繁殖资源投资的比例,说明胁迫生境中有性繁殖对该植物具有更为重要的意义,且露蕊乌头在扩张过程中可能逐渐实现繁殖产出最大化,并可能在边缘种群实现最优繁殖分配进而最终形成该物种分布区的边界,但这一结论仍需在更多的植物类群中验证。     

岩白菜（虎耳草科）不同海拔居群的繁殖分配

资源分配策略是植物生活史研究的重要内容之一,植物用于繁殖的相对资源比例（即繁殖分配）与植株的生活史特征、个体大小及植株的生境密切相关。本文研究了藏东南色季拉山一个阴坡上海拔4200m～4640m范围内6个不同居群的虎耳草科多年生草本植物岩白菜（Bergenia purpurascens）的繁殖分配特征,结果发现：（1）繁殖器官生物量、营养器官生物量、地上部分总生物量、花数目、花序轴长度均随海拔的升高而显著降低,而叶数目随海拔变化不大,繁殖分配值则先降低后升高,转折点在林线过渡带（海拔4400m）处;（2）各居群（海拔4300m居群除外）营养器官生物量与繁殖器官生物量均显著正相关,而营养器官生物量与繁殖分配则负相关,但各居群的显著性不同;（3）各居群繁殖器官生物量与植株个体大小（营养器官生物量）呈不同程度的异速增长,而繁殖分配则与植株个体大小负相关;（4）各居群植株都存在一个繁殖所需的个体大小阈值,而且这一阈值在林线以下区域随海拔的升高而显著增大,在林线以上区域变化不显著。研究结果表明,海拔并不是影响岩白菜繁殖分配策略的唯一生态因子,不同居群的生境状况和植株个体大小都与其资源分配策略密切相关,高山地区林线的存在对植物资源的权衡方式会产生巨大影响。     

位置效应对喉毛花（龙胆科）的花特征和繁殖成功的影响

同一个植株上不同位置花的特征和繁殖成功通常表现出较大的差异,这种差异是源于不同位置花间的资源竞争还是植株本身发育过程中的结构效应仍需进一步阐明。作者以青藏高原高寒草甸中常见的一年生自交植物——喉毛花（Comastoma pulmonarium）为研究对象,通过控制植株的资源状态比较植株上不同位置花的特征和繁殖成功,探讨花序内资源竞争和结构效应的影响。结果发现,与其它位置的花相比,位于植株顶端的首先开放的花具有较大花高度和花直径,并产生了更多的花粉和胚珠 但蕾期去除顶花后,其它位置的花高度和花直径与对照植株上同位置的花相比并没有显著变化,表明喉毛花不同位置的花特征变异是由植株发育过程中的结构效应引起,改变植株的资源状态不会改变喉毛花的花特征。喉毛花顶果的种子数量、重量和萌发率均高于其它位置果实的种子 但去除顶花后,其它位置果实的种子数量与对照植株相同位置的果实相比,均呈现增加的趋势,表明喉毛花顶果以外其它不同位置果实的种子发育期间存在资源限制 改变植株的资源状态后,植株的可用资源会在不同位置的果实间重新分配,这对后期发育的果实具有一定的保障作用。研究结果表明,喉毛花植株上不同位置间的花特征和繁殖成功差异分别由结构效应和资源竞争引起,与其它的研究结果存在分歧,其原因可能与喉毛花一年生的生活史特征和资源有限的高原环境有关,但仍需要进一步的研究证明。     

青藏高原特有植物祁连獐牙菜（龙胆科）的花综合征与虫媒传粉

雌雄异熟和异型花在一些被子植物中的共同存在被认为是一种有效避免两性花植物自交并促进异交的机制。本文报道青藏高原特有植物祁连獐牙菜Swertia przewalskii Pissjauk.的花同时具有雌雄异熟和异型花这两种特征。在此基础上,我们详细观察了该植物访花昆虫的访花行为,主要探讨这种促进异花传粉的机制是否能完全避免株内异花传粉的自交。繁育系统试验证明祁连獐牙菜单花套袋不结实,说明雌雄异熟和异型花的花特征完全避免了单花的自花传粉,自然结实必须依赖昆虫传粉才能完成。然而,该植物却是高度自交亲和的,因为人     

蓝翠雀花退化雄蕊上的黄色髯毛对其繁殖成功的影响

蜜导是一类对传粉者具有特殊吸引和指示作用的花图案或花结构,在被子植物尤其是虫媒花中普遍存在,但目前有关蜜导对植物繁殖成功影响的研究相对较少.在野外条件下,我们以毛茛科翠雀属的蓝翠雀花(Delphinium caeruleum)为研究对象,通过人工授粉和去除髯毛实验对其交配系统和退化雄蕊上黄色髯毛的作用进行了初步研究,以探讨蜜导对于蓝翠雀花雌雄繁殖适合度的影响.结果发现,蓝翠雀花自交亲和,但其雌雄异熟和雌雄异位相结合的花特征完全避免了自动自交,因此该物种是专性异交植物,其传粉过程需要传粉者协助才能完成.与对照相比,去除髯毛处理显著降低了花粉的输出总量,但坐果率和结籽数并没有显著降低.我们的研究结果表明,蓝翠雀花退化雄蕊上的髯毛确实起到了蜜导的作用,但蜜导的存在主要提高了该植物的雄性繁殖适合度,表明雄性适合度的繁殖成功在蓝翠雀花的花进化过程中具有重要的作用,但这一结果仍有待在更多的居群中做进一步的验证.     

3D打印技术在植物繁殖生态学中的应用进展与评述

3D打印(3D printing)是以数字化模型为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式构造物体的一项技术。由于3D打印具有灵活和精密的特点,这一技术已经在军工、航天等制造行业中发挥了重要作用。鉴于3D打印的独特优势,该技术也可以在植物繁殖生态学研究中发挥作用而且具有广阔的应用前景,但目前还处于探索阶段。该文概述了3D打印技术以及植物繁殖生态学的花特征进化研究,同时总结了3D打印技术在植物繁殖生态学领域的最新研究进展,并探讨将来可能的发展方向。     

利用腊叶标本初探椭圆叶花锚（龙胆科）花特征的地理变异

对一种植物花特征的地理变异及其选择压力研究首先需要了解该植物花特征在不同地区的变异式样,而利用腊叶标本是获取植物花特征地理变异的理想方法。我们利用椭圆叶花锚的腊叶标本,通过测量花的高度和距的长度,并与地理因子（海拔、纬度和经度）做回归分析,探讨椭圆叶花锚两个变种的花特征及其地理变异式样。结果表明：1）已鉴定为两个变种的距长度并没有明显的差异,而且变种大花花锚的距长度均在原变种卵萼花锚的变化范围之内;如果不考虑两个变种,椭圆叶花锚的距长度变化不存在明显的间断,因此研究结果不支持将椭圆叶花锚分为两个变种;2）椭圆叶花锚的花高度和距长度呈显著的正相关关系,而且99％的数据都在预测回归99％的置信区间内,表明花高度和距长度可能受到了相同选择压力的驱动;但仍有1％的点在预测区间之外,表明这些地点的花经历的选择压力可能与其它多数分布地点的选择压力不尽相同;3）椭圆叶花锚花的几何大小与纬度和海拔呈显著的负相关关系,而与经度呈显著的正相关关系;依据三个因子的回归系数,纬度（-2．735）对椭圆叶花锚花大小的影响最大,而海拔（-0．516）和经度（0．669）相对较小,因此如果要开展椭圆叶花锚花特征的地理变异研究,在纬度不同的地点开展相关研究将获得更为理想的数据。我们的研究结果表明椭圆叶花锚花特征地理变异可能存在不同的选择压力,而开展相关的野外观察和实验将极大的丰富我们对椭圆叶花锚的花特征地理变异及其选择压力的理解,并为如何利用腊叶标本开展相关研究提供一个思路。