牛耳朵传粉生物学研究

苦苣苔科(Gesneriaceae)报春苣苔属(Primulina Hance)是一个近年来备受关注的类群,其纷繁复杂的物种多样性和属下种间的特有分布引起了分类学家和植物学研究者的极大兴趣。该属除了极少数的物种如牛耳朵[(Primulina eburnea(Hance)Y. Z. Wang)]以外,绝大部分的物种为狭域分布或地方特有种,其分布范围很窄。为了揭示牛耳朵的传粉生物学和繁育系统对其生殖过程和拓殖能力的影响机制,作者系统地研究了牛耳朵的开花物候、花粉与柱头活性、访花昆虫的种类和访花行为、花粉胚珠比、OCI指数和套袋实验结实率,探究其传粉等生殖过程对牛耳朵的广布是否有正面影响。结果表明:牛耳朵的自然花期是3—5月,全花期约45 d,其中盛花期约20 d,单花期6～8 d; 开花后1～2 d花粉活力最强,开花前柱头没有可授性; 花粉胚珠比为537; 杂交指数为5; 去雌套袋、去雄套袋均无法结实,说明本种不存在无融合生殖; 与自然授粉相比,自花授粉结实率略低,异花授粉结实率略高,说明自交亲和; 牛耳朵的主要传粉者是花条蜂(Anthophora florea)和熊蜂(Bombus sp.)。花蜜产量较高、花粉量较大、花粉活力较强等特点,有利于牛耳朵完成传粉和结实的整个繁殖过程。因此,这一结果显然有利于牛耳朵的拓殖进而广布在我国华南至西南地区的喀斯特地区。     

多叶斑叶兰繁育系统与传粉生物学研究

为探讨多叶斑叶兰(Goodyera folisa)的繁育系统与传粉生物学特征,对其开花物候、花粉活力与柱头可授性、人工授粉、花的挥发性成分以及昆虫传粉行为进行了研究。结果表明,多叶斑叶兰的唇瓣黄色,萼片白色或白色带红褐色;单花花期为(9.4±0.8)d;花粉在开花后第1天具备活力,柱头在开花后第2天具备可授性,花粉活力和柱头可授性都在开花后第5天达到峰值。去雄套袋和不去雄套袋都不能结实,人工自花授粉、同株异花授粉和异株异花授粉的结实率分别为93.3%、95.0%和96.7%,自然结实率为43.3%。花朵的主要挥发性成分为1-辛烯-3-醇、3-辛醇和N,N-二甲基甲酰胺。多叶斑叶兰传粉者为中华蜜蜂(Apis cerana)。多叶斑叶兰具有自交亲和能力,但在自然界不具有主动自交现象,必须依赖中华蜜蜂传粉,花色及花香气味为吸引传粉者的主要因素。     

雄全异株植物瘿椒树（省沽油科）的传粉生物学

从开花动态、传粉昆虫、花的形态结构、繁育系统、花粉活力和柱头可授性等方面研究了我国特有珍稀植物瘿椒树（Tapiscia sinensis Oliv.）的传粉生物学特性。瘿椒树是典型的雄全异株植物,两性花中含有功能性花粉,且自交亲和,但雄花花粉活力和萌发力是两性花的10倍以上。雄株和两性植株具有相同开花物候期,花期均为5月下旬至6月上旬,单花期为4-5天,雄花和两性花的5枚花药开裂的不同步性明显延长了散粉时间。两性花雌蕊先熟,柱头可授性较长。具有适应风媒和虫媒传粉的花部特征。传粉昆虫主要为蜜蜂科（Apidae）和食蚜蝇科（Syrphidae）昆虫,访花高峰期为8：30-10：30。维持瘿椒树雄全异株的可能机制是：雄株总体上增加了异交花粉的数量和质量;两性花的雄蕊为该物种提供了繁殖保障,同时为传粉者提供了报酬。     

雄全异株植物瘿椒树(省沽油科)的传粉生物学

从开花动态、传粉昆虫、花的形态结构、繁育系统、花粉活力和柱头可授性等方面研究了我国特有珍稀植物瘿椒树(Tapiscia sinensis Oliv.)的传粉生物学特性。瘿椒树是典型的雄全异株植物,两性花中含有功能性花粉,且自交亲和,但雄花花粉活力和萌发力是两性花的10倍以上。雄株和两性植株具有相同开花物候期,花期均为5月下旬至6月上旬,单花期为4-5天,雄花和两性花的5枚花药开裂的不同步性明显延长了散粉时间。两性花雌蕊先熟,柱头可授性较长。具有适应风媒和虫媒传粉的花部特征。传粉昆虫主要为蜜蜂科(Apidae)和食蚜蝇科(Syrphidae)昆虫,访花高峰期为8:30-10:30。维持瘿椒树雄全异株的可能机制是:雄株总体上增加了异交花粉的数量和质量;两性花的雄蕊为该物种提供了繁殖保障,同时为传粉者提供了报酬。     

雌雄异株植物长梗柳传粉系统和生殖策略研究

为探讨长梗柳(Salix dunnii)的传粉系统和不同性别的生殖投资策略,对居群性别比例、花部特征和访花昆虫进行了调查和观察,采用气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)检测了花序的挥发性成分。结果表明,东边村居群的性别比例显著偏雄性(♂∶♀=1.28∶1, P < 0.05), 郭墩村和高地村的居群的性别比偏离不显著; 长梗柳雄株枝条的花序数显著多于雌株, 单花序的雄花数显著多于雌花, 雌花序平均长度显著大于雄花序; 长梗柳传粉系统是虫媒和风媒混合传粉系统, 主要访花昆虫为中华蜜蜂(Apis cerana)且显著偏好访问雌花; 吸引中华蜜蜂的挥发成分β-石竹烯的相对含量在雌花序中显著高于雄花序, 雌花序还具有β-榄香烯和芳香醇等吸引中华蜜蜂的特有挥发成分。因此, 长梗柳雄株在开花阶段投入了较多的资源产生雄花, 可能利于风媒传粉; 而雌株通过增加吸引传粉者的挥发成分来抵抗“传粉者限制”的效应, 可能利于虫媒传粉, 通过风媒和虫媒有效组合提升其繁殖效率。     

北黄花菜的开花物候及传粉特性研究

北黄花菜是百合科萱草属的优秀观赏植物材料,也是进行品种创新的极有价值的野生种质资源。该研究对野生环境中北黄花菜的开花物候与传粉特性进行了连续三年的追踪观测,探讨其开花进程和传粉机制。结果表明:(1)北黄花菜种群的开花物候只有1个高峰期; 种群始花时间为5月末,盛花期为6月中旬,开花时间在30 d以上,单株花期为6～12 d; 开花同步性指数(S_i)分别为0.36、0.27和0.21,种群内个体开花时间重叠程度较低。(2)北黄花菜的开花数量与坐果数呈显著正相关(P<0.05),坐果数与单株花期长度呈极显著正相关(P<0.01),单株花期长度与始花时间呈显著负相关(P<0.05),表明北黄花菜开花数量越多,其坐果数越高。(3)北黄花菜的访花昆虫分属于4目10科共10种; 各访花昆虫的访花时间和行为区别较大; 主要的传粉昆虫有4种,其活动范围大,活动特点与北黄花菜午后开放的规律相匹配,能保证传粉效果; 部分访花昆虫虽然活动范围小,但可以帮助植物进行自花授粉; 两类访花昆虫的共同作用,使得北黄花菜的自然结实得到较大保障。上述结果可为北黄花菜的引种栽培和资源创新发挥实际作用。     

多伞阿魏的繁育系统及其生态适应性

多伞阿魏（Ferula ferulaeoides）是新疆特有的类短命植物,具有巨大的生态作用和潜在的经济价值。实验通过研究多伞阿魏的花部形态特征、繁殖系统及传粉昆虫,来阐明其对生态环境的响应。结果表明：（1）多伞阿魏花序花期一般持续10~15 d,单花花期为7~10 d,两性花呈现雌雄异位和雌雄异熟的现象;（2）其繁育系统类型为兼性异交,存在自交部分亲和,自然结果率较高,为72.24%;（3）传粉昆虫多种多样,其中以双翅目和膜翅目昆虫居多;（4）开花当天的花粉活力呈单峰曲线,在12：00时活力最高,柱头可授性在花药完全散粉后第2天最强。     

沙丘稀有种准噶尔无叶豆花部综合特征与传粉适应性

植物花部特征进化与传粉适应性一直是进化生态学领域关注的核心问题之一。以古尔班通古特沙漠自然生长的准噶尔无叶豆为对象,对其花部特征和传粉特性进行了野外观察和室内的分析研究。结果表明:种群花期历时21 d,花序花期历时7-12 d,单花花期一般3 d,若遇阴雨天气,花期可延长1-2 d,整个花期龙骨瓣一直保持闭合状态。单花10枚花药在旗瓣微张时已全部完成散粉。准噶尔无叶豆主要靠分泌花蜜、鲜艳的花色以及旗瓣基部的黄色辐射状纹理结构吸引传粉者。准噶尔无叶豆花期的有效传粉者为4种蜂类昆虫,它们的平均访花频率为(7.75±0.57)次·花^-1·d^-1,访花高峰期表现为三峰型: 13:00-14:00,16:00-17:00和19:00-20:00。准噶尔无叶豆人工套袋实验表明该种为自交亲和型,主动自交少见,生殖成功依赖传粉者。胚珠成功受精至果实完全成熟阶段存在自交衰退,柱头角质层结构和花粉刷结构是准噶尔无叶豆在进化过程中形成的减少自交,倾向异交的机制。     

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。     

地下结实植物白番红花的繁育系统与传粉生物学

地下结实是植物用来防御不利环境的一种策略, 研究地下结实植物的繁殖特性, 可以揭示它们的繁殖对策多样性, 对于探讨环境选择压力对其繁育系统及后代适合度的影响具有重要意义。白番红花(Crocus alatavicus)是一种分布在天山西部亚高山带、具地下芽和地下结实特性的早春短命植物。我们采用野外观测和统计分析方法, 对该物种的繁育系统与传粉生物学及其对亚高山环境的适应进行了研究。研究结果表明: 白番红花具有先花后叶的特性, 于4月上中旬始花, 呈爆发式开花式样; 花白色, 无花蜜无气味; 开花时, 下位子房位于地下, 花蕾在地上开放并随光照变化而开闭; 单花花期为6–9 d, 花萎蔫时花粉活性仍保持在75.39±5.69%, 柱头可授期为8 d。人工授粉实验结果显示, 该物种属于兼性异交繁育系统, 且具有自主自花授粉能力。白番红花属于泛化传粉系统, 鲁熊蜂 (Bombus lucorum)、老条蜂 (Anthophora senilis)和黄腹地花蜂 (Andrena capillosa)是有效传粉昆虫, 通过采食花粉进行传粉, 访花频率分别为0.50±0.27次&#8226;花–1&#8226;h–1、0.18±0.08次&#8226;花–1&#8226;h–1和0.13±0.05次&#8226;花–1&#8226;h–1。在天山西部亚高山早春环境中, 白番红花不仅利用其开花式样、泛化传粉系统及早春空白生态位来提高传粉效率, 而且通过自交亲和及主动自花授粉等繁育系统特征来弥补传粉昆虫少及访花频率低的不足, 从而保障繁殖成功。     

蝴蝶兰花发育的分子生物学研究进展

蝴蝶兰花非常独特且高度进化,如萼片瓣化、瓣片特化为唇瓣、雌雄蕊合生成合蕊柱及子房发育须由授粉启动等,是单子叶植物花发育研究的理想材料。近年来蝴蝶兰花发育分子生物学取得了重要进展。该文就近年来国内外有关蝴蝶兰开花转换及花器官发育相关基因研究以及B类基因与兰花花被的进化发育关系方面的研究进展进行综述。研究表明:MADS基因在蝴蝶兰开花转换及花器官发育过程中起重要作用,推测其中的DEF(DE-FICIENS)-like基因早期经过2轮复制,形成了4类不同的DEF-like基因,进而决定兰花花被属性。蝴蝶兰花发育分子生物学的深入研究,将极大地利于通过基因工程手段提高蝴蝶兰花品质如花色改良及花期调控等,推动分子育种进程。     

腐生植物无叶美冠兰食源性欺骗传粉研究

无叶美冠兰是一种典型的腐生兰科植物,为揭示该物种的自然传粉机制,拓展对兰科植物生殖特性的认识,在广西雅长兰科植物国家级自然保护区对其开展了传粉生态学观测研究。结果表明:无叶美冠兰花朵具备高度自交亲和能力,但不存在自动自花授粉机制,必须依赖外部传粉媒介把花粉送到柱头,实现有效传粉;绿彩带蜂是无叶美冠兰唯一有效传粉昆虫;传粉昆虫与花朵在与传粉功能相关的关键性状在形态上良好拟合;绿彩带蜂的访花活动主要发生在3个阶段:8.6%发生在9:00~11:30,80.2%发生在11:30~14:00,11.2%发生在14:00~15:30;花朵在中午强烈的阳光直射下挥发出香甜的气味。无叶美冠兰花朵主要通过挥发极具诱惑力的香甜气味和唇瓣上黄色的蜜导来诱导绿彩带蜂进入花朵中觅食,传粉昆虫与花朵在与传粉功能相关的关键性状在形态上良好拟合促成有效传粉,绿彩带蜂在整个传粉过程没有获得报酬,是食源性欺骗传粉机制。     

珍稀濒危植物距瓣尾囊草(Urophysa rochkii)的开花物候和繁育系统特性

通过野外观察,运用套袋授粉和联苯胺-过氧化氢法等实验方法对距瓣尾囊草开花物候以及种群的繁育系统特性进行研究。研究结果:1)距瓣尾囊草为两性花,聚伞状花序,花期较长,从头年12月持续到次年4月,单花花期持续8—15 d,种群花期可持续4个月左右。2)距瓣尾囊草在花朵未开放前花粉没有活力,花药开裂当天花粉活力达到94.8%,第2天为90.3%,第3天为81.6%,第4天为62.9%,此后其花粉活力明显减弱;柱头可授性于散粉后第3天开始出现,散粉后4—5天最强,散粉后第8天柱头失去可授性;柱头可授性和花粉活力有5 d左右的重叠期。3)其花粉胚珠比P/O为938.5±250,按照Cruden标准划分,其有性繁育系统为兼性异交。4)按照Dafni的标准,距瓣尾囊草的OCI=4,即繁育系统为异交、部分自交亲和、需要传粉者。5)人工异花授粉结实率达80%以上,略高于自然结实率78.94%;直接套袋结实率为5.71%;去雄套袋和去雌套袋均不结实。以上结果表明,距瓣尾囊草繁育系统表现为异交为主、部分自交亲和并且不存在无融合生殖现象,其开花物候、花部特征和繁育系统为适应特殊的环境提供了一定的生殖保障,本次研究结果为距瓣尾囊草的迁地保护和种群的繁衍复壮提供理论依据。     

巨伞钟报春繁殖策略随海拔梯度的变异

巨伞钟报春(Primula florindae)是报春花属(Primula)的一种二型花柱植物,为青藏高原地区特有种。该研究于巨伞钟报春自然种群在色季拉山的分布下限(3 100m)至上限(林线4 350m)沿海拔梯度设立5个远离人为活动干扰的样点,并选取开花物候、花部结构性状、传粉昆虫、性分配、自然结实5个繁殖表征性状,通过分析比较不同海拔梯度样点的繁殖表征性状之间的差异,明确巨伞钟报春繁殖性状对海拔变化的适应策略,并探讨未来气候变化对巨伞钟报春的分布格局可能产生的影响。研究发现:(1)巨伞钟报春始花时间最早为中海拔种群,其次是低海拔种群,最晚为高海拔种群,而且随海拔高度上升,巨伞钟报春两种表型的花寿命均显著延长;花部结构面积显著增大;访花昆虫种类减少;性分配倾向于偏雌分配,各性状对于不同海拔之间异质环境的适应可能是巨伞钟报春在各海拔繁殖策略上表现出差异的主要原因。(2)随着海拔的上升,巨伞钟报春的开花数显著减少,但虫食数与虫食率也显著降低,最终不同海拔有效座果数和结籽数均无显著差异,表明巨伞钟报春通过应对不同环境形成相应的繁殖策略,在不同海拔均能保证恒定的繁殖成功率,并维持种群的稳定。(3)气候变化将会对巨伞钟报春的分布产生深远影响,其分布下限可能发生上移,但更高海拔地区现有的砂壤环境不适于巨伞钟报春的生长,且传粉昆虫在气候变化综合作用下的时空变异尚不明确,致使其分布上限上移空间有限。研究推测,未来100年内,巨伞钟报春的分布下限可能上移至其现今分布格局的中海拔地区,造成其分布区域缩小。     

金沙江干热河谷滇榄仁开花物候与繁育系统

通过野外定点观测,并利用套袋实验、解剖实验以及花粉形态特征观察与活力检测、柱头可受性检测、花粉/胚珠比以及异交指数等,研究了金沙江干热河谷滇榄仁自然群体花部形态特征与开花进程、繁育系统特征以及传粉媒介与环境的适应性等内容。结果表明,滇榄仁始花期在每年4月上旬,群体花期持续时间为30d左右,开花同步性高,呈典型的"集中开花模式"。单花开放时,柱头先伸长和膨大,约4d后雄蕊伸出,具有雌雄异熟的特征,一定程度上避免了自交的发生。单花开放进程可划分为花蕾期、柱头伸长期、雄蕊始露期、盛开期、盛开后期、花谢期等6个时期。除了花蕾期外,整个开花期的花粉均具有活力。花粉活力与柱头可受性之间避开了最适授粉期,但也有部分重叠。滇榄仁可能同时具有风媒和虫媒传粉。繁育系统以异交为主,部分自交亲和,需要传粉者。滇榄仁花部特征、开花物候和繁育系统为其适应干热河谷恶劣气候环境提供了一定的生殖保障和进化潜力。良好的群落环境有助于促进滇榄仁异花传粉,产生更多有效的种子,从而促进林下自然更新。     

锦鸡儿(Caragana sinica(Buchoz) Rehd)传粉生物学研究

对唐家河国家自然保护区内锦鸡儿(Caragana sinica(Buchoz)Rehd)的花期、访问者、有效传粉者种类及行为、花蜜分泌节律和繁育系统等进行定点观察和实验处理。结果表明:锦鸡儿单花花期约5d,种群花期约20d。拥有以吸蜜为主的条蜂属(Anthophora)、熊蜂属(Bombus)和太阳鸟属(Aethopyga)3种传粉者功能群。综合访花频率和花粉落置数,茜条蜂(Pyganthophora rubricus Dours)和蓝喉太阳鸟(Aethopyga gouldiae)为主要有效传粉者,熊蜂(Bombus)为次要有效传粉者;蚂蚁(formicidae)和西方蜜蜂(Apis mellifera Linnaeus)为主要盗蜜者。套袋处理结果表明,花蜜分泌日变化中,最大花蜜量发生在16:00左右;花蜜随单花花期变化中,花蜜体积最大发生于单花第5天;分泌均呈递增趋势。花蜜分泌节律与访花频率呈正相关。繁育系统检测显示,花粉胚珠比为3779±320.92,柱头最适可授期在开花第2—3天;结合不同授粉处理表明:锦鸡儿自交不亲和,需要传粉者,为蜂媒兼鸟媒植物。     

宁夏枸杞的花粉呈现式样及交配系统研究北大核心CSCD

被子植物的花回馈、雌雄蕊时空分离特征和花粉呈现式样等花部特征及传粉者效率会影响雄性适合度和有性繁殖过程。宁夏枸杞(Lycium barbarum)是中国宁夏、新疆、内蒙等干旱和半干旱地区分布的特有种。该研究对新疆喀什地区宁夏枸杞自然种群的花部综合征、花粉呈现式样、花回馈、传粉者行为与交配方式的关系进行观察及统计分析,以探讨其花粉逐步呈现的适应性及其在提高雌雄繁殖过程中的意义。结果表明:(1)宁夏枸杞的单花寿命为(4.07±0.15) d,而雄性持续时间(0.07±0.01 d)比雌性持续时间短(4±0.01 d);花寿命内雌蕊长度比雄蕊长,属柱头探出式异位类型;花粉呈现式样为不完全逐步呈现。(2)花寿命不同阶段花回馈间存在显著差异。(3)意大利蜜蜂(Apis mellifera)、熊蜂(Bombus sp.)、食蚜蝇(Syrphidae sp.)是宁夏枸杞在自然居群的主要访花者,其中熊蜂和食蚜蝇是主要传粉者,但传粉者效率低,属于高移出低沉积类型。(4)宁夏枸杞的花粉胚珠比(2 448.11±448.32)及授粉实验结果均表现出兼性异交特征;自发自交及人工自花授粉花的座果率及结籽率很低,属于自交不亲和类型;自然传粉花的座果率及结籽率比人工去雄异花低,存在其较高的花粉限制(40.71%)。研究发现,宁夏枸杞花部综合征表现出雌雄异位和花粉不完全逐步呈现式样,这是避免雌雄功能及雄蕊各花药间的干扰、减少花粉同步移出及保障其雄性适合度的有效途径,但自然居群的传粉者种类限制、传粉效率低以及自交不亲性是导致宁夏枸杞花粉限制及降低雌性繁殖成功的主要原因。     

大花黄牡丹的开花特性与繁育系统

2019-2020年观察河南省栾川县引种栽培的西藏特有植物大花黄牡丹(Paeonia ludlowii)开花过程和访花昆虫,计算花粉-胚珠比(P/O)和杂交指数(OCI),检测花粉活力与柱头可授性并结合人工控制授粉试验,探究其开花特性和繁育系统类型.结果表明:(1)大花黄牡丹花朵昼开夜合,花朵随花冠展开下垂,伴花冠闭合...     

秦岭岩白菜的传粉生物学特性与繁育系统

对珍稀濒危植物秦岭岩白菜(Bergenia scopulosa T.P.Wang)的开花特性、传粉适应及繁育系统进行了分析研究。结果表明:(1)秦岭岩白菜为蝎尾状聚伞花序,具(29±10)朵单花,单花期约15d,遇低温雨雪天气花冠闭合,可延长3~5d,花序花期约30d,种群花期近4个月。(2)花粉活力在花药开裂后的12h内最高(约90%),维持单花平均花粉活力在30%以上约6d;柱头在第1~4天内保持很强的可授性,维持可授性的时间约为9d。(3)秦岭岩白菜主要有效传粉昆虫为中华蜜蜂,平均访花频率为6.5朵/min,单花停留时间为(11.0±4.8)s。(4)秦岭岩白菜的花粉胚珠比(P/O)为589.8,杂交指数(OCI)为3;人工授粉实验显示,秦岭岩白菜不存在无融合生殖,自交亲和,主动自交罕见,生殖成功主要依赖传粉者。研究认为,秦岭岩白菜是兼性异交的繁育系统,胚珠受精过程中可能存在自交衰退。