迁地保护条件下两种沙冬青的开花物候比较研究

沙冬青属(Ammopiptanthus)植物是我国西北荒漠区唯一的常绿阔叶灌木。作者对吐鲁番沙漠植物园迁地保护的两种沙冬青的开花物候进行了详细的比较观察,旨在探讨它们在同一生境条件下开花特性的异同点及其影响因素。主要结果如下:(1)两种植物在开花频率、花序开放顺序、开花振幅曲线及单花寿命等开花参数上相似,但在始花时间、单株花期、花序的开花数及开放持续时间与频率分布、开花振幅等参数上明显不同;(2)在个体和群体水平上,蒙古沙冬青(A.mongolicus)始花时间均比新疆沙冬青(A.nanus)早,蒙古沙冬青开花全过程为20–21d,新疆沙冬青为13–14d;(3)蒙古沙冬青花序的开花数比新疆沙冬青多、开放持续时间长,两者在开花数(F=17.51,P<0.01)和持续时间(F=14.08,P<0.01)上均存在显著差异;(4)花序上的花大多从近基部向两端开放,开花振幅呈单峰曲线,但新疆沙冬青的开花振幅较高;(5)花序开放持续期的频率分布明显不同,新疆沙冬青较蒙古沙冬青更为集中,但两者的单花寿命稳定,均在7d左右;(6)花序上每天的开花数与其座果数呈正相关(蒙古沙冬青,r=0.885,P<0.05;新疆沙冬青,r=0.827,P<0.01),但其开花数和座果数与始花时间存在不同程度的相关关系,这些特点可能与开花对传粉者的吸引以及物种本身的遗传特性有关。对上述观察结果及其影响因素的分析表明,两种植物在开花参数上所表现出的一致性可能是受系统发育限制的,而彼此间的差异可能与其进化历史及所处的环境异质性有关,是在与环境的长期适应过程中分别形成的一些可遗传的变异;而不同年份间两种沙冬青在花序的开花数及开放持续时间上表现出的差异可能与环境温度的变化有关。这些结果对于探讨该属植物的繁殖生物学特性及其保护对策具有重要意义。     

37种杜鹃花属植物在迁地保育下的自然授粉研究

该文对主要栽培在四川都江堰龙池基地(海拔1 700 m)及玉堂基地(海拔700 m)和峨眉山生物试验站(海拔805 m)的5亚属15亚组37种杜鹃花属植物的自然授粉开展了为期4 a的数据采集与研究。以绿苗率(Gs)为主要指标,绿苗系数(Gc)、坐果率(St)和单位可育种子数(Sf)为辅助指标,初步揭示了迁地保育条件下杜鹃花属植物自然授粉的育性适应及其特征。结果表明:(1)除黄花杜鹃(Rhododendron lutescens)未形成种子外,受试的其他36个杜鹃花种类均能在其保育地点上不同程度地完成从种子(幼苗)到种子的生命循环,其中高可育型24种、可育型11种、弱育型1种。(2)上述4项指标,尤其是保育条件与原生地条件下同种的绿苗率、绿苗系数和单位能育种子数比较,均能不同程度地反映育性适合度的差异情况。(3)在上述具有不同程度可育性的36种杜鹃花中,有24种有不同程度的败育现象,其成因可能为不同程度的自交和花期重叠的同亚组到不同亚组异种间自然交配所引起的遗传不适,由于遗传选择的限制或胁迫,这种现象在一些开花个体有限的种类中尤为突出,因此保证最小存活种群(the minimum viable population,MVP)对于该属植物迁地保育至关重要。(4)杜鹃花属的特定种类可能存在一个受种性制约的单位种子数量幅度和上限,即不同的类群与种类的单位种子数量存在差异。(5)为探索自交和种间杂交提供了认识起点和参照,并提出了有关杜鹃花属植物可育性综合评价的指标体系和方法。     

32种杜鹃花属植物在迁地保育条件下的自交研究

迁地保育条件下的杜鹃花属植物自交可育性一直缺乏系统的比较研究,该文对5亚属13亚组32种杜鹃花属植物的自交进行了数据采集与分析,初步揭示了迁地保育条件下杜鹃花属植物自交育性特征。结果表明:(1)自交可育与不育是杜鹃花属植物有性生殖中的两个并存现象,自交能育型种类或多于不育型。在受试的32种杜鹃花中,自交不育型10种、弱可育型5种、可育型7种、高可育型10种,其中27种的自交育性为首次报道,涵盖包括杜鹃亚属杜鹃组(sect.Rhododendron)和马银花亚属(subgen.Azaleastrum)及常绿杜鹃亚属(subgen.Hymenanthes)中银叶杜鹃亚组(subsect.Argyrophylla)等5个亚组在内的未被研究的类群。(2)通过与自然授粉有关育性指标的比较,发现不同种类的自交可育性指标有大幅度降低及增高这两类截然不同的现象,从而提出了自交可能是部分杜鹃花属植物的适应策略,或者对不利环境及其媒介条件的主动响应。(3)在云锦杜鹃亚组(subsect.Fortunea)这个被认为最原始的杜鹃花类群中,具备从自交不育到高可育的所有类型,并可能由此奠定整个杜鹃花属的遗传基础,而类群与种类分布的不同区域气候环境长期直接的或通过影响传粉媒介间接的作用,则可能是最终塑造该属植物自交育性多样化的外部动力。(4)该文还依据有关自交的研究结果,对杜鹃花属植物的迁地保育、育种、相关学科发展进行了讨论,并认为后合子期败育的理论不能完美地解释自交不能坐果的现象,而多倍体似不会导致自交不育。     

凤仙花属3种植物的开花性状和繁育系统研究

通过形态、扫描电镜观察及人工控制授粉等方法对温室环境中的睫毛萼凤仙花(Impatiens blepharosepala Pritz. ex Diels)、绿萼凤仙花(I.chlorosepala Hand.-Mazz.)、菱叶凤仙花(I.rhombifolia Y. Q. Lu et Y. L. Chen)等凤仙花属3种植物的开花物候、花部性状以及繁育系统进行探究。结果显示：3种植物的开花物候依据花部形态变化可分为6个时期,各植物花期存在部分重叠;花部性状、部分繁育指标、花粉粒和子房微形态等方面均存在部分差异;3个物种的花粉生活力与柱头可授性变化趋势在整体上呈单峰型;3种植物的繁育系统均为兼性异交,其具体特征为自交亲和、需要传粉者;花蜜报酬满足小体型昆虫的传粉需要;3个物种的6种控制授粉处理中对照处理结实率低于3种人工授粉处理结实率,且不存在自花授粉和无融合生殖的现象;3种处理中人工异株异花授粉处理结实率最高,人工同株异花授粉处理结实率最低。