珍稀濒危植物单性木兰传粉生态学研究

野外定位观测了单性木兰的花期物候、访花昆虫种类、访花频率、访花行为和同花期植物种类,并对其花粉散播距离和繁育系统进行了检测,旨在探讨制约单性木兰传粉过程的某些因素,为单性木兰的保护生物学提供科学依据。结果表明,单性木兰雄株和雌株在花期物候上存在差异,雌株在结实上存在明显的大小年现象。单性木兰以虫媒传粉为主,雄株访花昆虫30种,雌株访花昆虫仅14种,雌株和雄株共有的访花昆虫仅6种。单性木兰同花期植物共17种,其访花昆虫种类大部分与单性木兰的访花昆虫种类相同。蜂类和蝶类均非单性木兰的传粉者,其结实率低的原因不仅与访花昆虫种类少和访花频率少有关,更与其缺乏有效的传粉昆虫有关。     

青阳参花部特征及其传粉适应性

对青阳参花（Cynanchum otophyllum）部综合特征、访花昆虫种类、访花行为及传粉过程进行了研究,结果表明,青阳参花结构复杂,两个子房基部离生、花柱联合与雄蕊形成合蕊柱,柱头表面被邻近花药的侧翼紧密包围形成5个柱头腔。青阳参的花粉形成独特的花粉块,一次传粉过程可以转运大量的花粉。东方蜜蜂（Apis cerana）是青阳参的主要传粉昆虫,其传粉包括两个过程：（1）当蜜蜂的口器或足插入着粉腺的槽口后借助蜜蜂的力量将花粉块从花上拔起;（2）当蜜蜂再次访花时将携带的花粉块插入其中一个柱头腔。花粉块里面的花粉粒住柱头腔中萌发出花粉管,然后沿着花柱道向下生长最后进入子房。在整个花期仡粉保持有相对较高的生活力,而其柱头可授性则在7天后逐渐降低。     

乐东拟单性木兰花部挥发油的化学成分及其抑菌活性

采用GS－MS技术分析了乐东拟单性木兰花部挥发油的化学组成,共鉴定了57种成分的化学结构与相对含量,占总含量地85．59％。其中,β－ 蒎烯（12．85％）、D－柠檬烯（7．78％）、石竹烯（4．89％）、十氢－4a－甲基－1－亚甲基－7－（1－甲基乙烯基）－萘（4．70％）为主要成分。此外,醇类中α-杜松醇（3．61％）、1氢－[1,3]环戊并[1,2]环戊并[1,2]环丙并－苯（3．52％）、倍半萜含氧衍生物石竹烯氧化物（3．33％）和α－蒎烯（3．22％）也占有较大比例。体外对4种供试病原菌的抑菌实验表明,该挥发油对大肠杆菌和伤寒杆菌有一定的抑制或杀灭能力。     

马家柚花部特征及其访花昆虫种类调查

马家柚是江西优质水果品种,但自花授粉结实率低,需要异花传粉。昆虫是自然界中重要的传粉媒介,通过调查马家柚访花昆虫种类和了解马家柚的花部特征,可为使用昆虫实现马家柚授粉提供参考依据。本研究首先调查了马家柚的访花昆虫种类,其次对马家柚花不同形态参数进行测量,并采用蒸馏法提取马家柚鲜花的精油及利用GC-MS分析挥发油的组分。马家柚共有访花昆虫23种,隶属于5目 12科,其中中华蜜蜂Apis cerana cerana是最常见的访花昆虫。马家柚的花为双性花,具白色花瓣,黄色花药和绿色柱头。花朵盛开后,花瓣分离,呈辐射对称。雄蕊围绕雌蕊着生,花丝28~47枚。雌蕊具近球形柱头,直径为5.10±0.88 mm,表面具乳白色液体。从马家柚花挥发油中共获得78种化合物,鉴定出其中73种,相对含量占99.40%。挥发油中萜类化合物种类最多,共有39种,相对含量为70.19%;其次是脂肪酸衍生物,有30种,相对含量为28.53%;苯环类化合物4种,相对含量为0.60%。含量较高的组分是法尼醇,α-橙花叔醇和芳樟醇,其含量分别是28.48%、12.85%、10.12%。马家柚访花昆虫种类多样,这可能与其花部结构特征及丰富多样的挥发物作为视觉和嗅觉信号吸引不同类型昆虫有关。     

蒙古扁桃的花部综合特征与虫媒传粉

连续2年对蒙古扁桃自然居群的传粉昆虫进行了观察,用重力玻片法检测。结果表明风媒导致的异株传粉作用可以忽略;蒙古扁桃花散布的气味、花蜜在诱导昆虫传粉中起主要作用;共发现访花昆虫17种,主要包括蜂类、蝇类、蝶类,以蜂类为主;昆虫访花频率与开花习性有关,访问者偏爱访问处于盛花期的花;蒙古扁桃趋向于虫媒的异花授粉,但缺乏忠实的传粉者。     

八角金盘传粉昆虫及其访花行为

八角金盘(Fatsia japonica(Thunb.)Dccne.et Planch.)为冬季开花植物,探讨其访花昆虫种类及访花行为对研究冬季开花植物的传粉生物学规律具有重要意义。对八角金盘访花昆虫种类、访花频率、访花时间、访花行为进行了初步研究。结果发现:八角金盘的传粉昆虫有2目、3科、3种,主要为膜翅目胡蜂科金环胡蜂Vespa mandarinia Smith、双翅目食蚜蝇科斜斑鼓额食蚜蝇Scaeva pyrastri(L.)及丽蝇科大头金蝇Chrysomya(Compsomyia)megacephala(Fabricius);八角金盘提供的酬物主要为花粉与花蜜,食蚜蝇舔食其花粉与花蜜,而金环胡蜂与大头金蝇主要吮吸花蜜;金环胡蜂、大头金蝇及斜斑鼓额食蚜蝇的访花高峰均在10:30—14:30;斜斑鼓额食蚜蝇访花时间较长,5～10min,金环胡蜂访花时间较短,8～30s,大头金蝇访花时间最短只有3～5s。八角金盘具有较低的自花授粉能力,但主要为异花授粉植物。     

兴安鹿蹄草传粉昆虫及其访花行为

对兴安鹿蹄草(Pyrola dahurica(H.Andr.)Kom.)访花昆虫种类、访花频率、访花时间、访花行为进行初步研究。结果表明:(1)兴安鹿蹄草的访花昆虫有3目、10科、16种,其中传粉昆虫为5科9种,主要的传粉昆虫为杂棘蝇Phaonia hybridassp.、熊蜂Bombus ignitus、东北驼花天牛Piidonia puziloi(Soisky)及花蚤Mordellidae sp.。(2)各种传粉昆虫访花频率差异较大,杂棘蝇和花蚤日访花有2次高峰,分别在上午9:00~10:00时和下午14:00~15:00时;熊蜂日访花频率较低,在中午11:00~12:00和下午15:00~16:00时较高;东北驼花天牛日访花高峰出现在中午前后。(3)东北驼花天牛访花时间较长,10~15min,主要吃兴安鹿蹄草花粉。杂棘蝇访花时间较短,10~25s,主要舔食柱头分泌物。熊蜂访花时间最短只有5~10s,主要吃兴安鹿蹄草花粉。     

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。     

白花野牡丹的开花进程、花部形态特征及访花昆虫观察

为了解白花野牡丹( Melastoma candidum f. albiflorum J. C. Ou)的开花进程、花部形态特征及访花昆虫的种类和访花行为,分别于2011年和2012年对栽培于深圳市中国科学院仙湖植物园的白花野牡丹花期进行观察和统计分析。结果表明：白花野牡丹的单花花期约12 h,7：00雌蕊柱头从即将开放的花蕾中伸出、8：00左右花朵半开放、8：30左右花瓣完全展开、16：00左右花瓣开始闭合、19：00左右花瓣完全闭合,翌日花瓣不再开放并逐渐萎蔫,至第4天花部完全脱落。白花野牡丹的花序为近头状的伞房花序,每个花序有3~8朵花;雌蕊1枚;雄蕊2轮(5+5,6+6),内轮雄蕊较短、而外轮雄蕊较长;不分泌花蜜。白花野牡丹花期的访花昆虫有2目5科13种,其中传粉昆虫有2科6种,包括领木蜂( Xylocopa collaris Lepeletier)、东亚无垫蜂〔Amegilla ( Zonamegilla) parhypate Lieftinck〕、蓝彩带蜂(Nomia chalybeata Smith)、彩带蜂(Nomia sp.)、中华蜜蜂(Apis cerana cerana Fabricius)和绿芦蜂(Pithitis smaragdula Smith)。这6种传粉昆虫的访花行为、访花规律及传粉效率各异,其中,领木蜂、东亚无垫蜂、中华蜜蜂和绿芦蜂的日活动规律为单峰型,访花高峰期均在10：00或11：00;而蓝彩带蜂和彩带蜂的日活动规律为双峰型,2个访花高峰期分别在10：00和15：00。花瓣开始松动时,小体型的中华蜜蜂和绿芦蜂开始传粉;随着花瓣继续开放,中等体型的蓝彩带蜂和彩带蜂成为主要传粉者;花瓣完全开放后,大体型的领木蜂和东亚无垫蜂成为主要传粉者。研究结果显示：白花野牡丹花粉是传粉昆虫的惟一报酬;各传粉昆虫的访花行为与白花野牡丹的开花进程密切相关,因此,可以有效保证白花野牡丹的繁殖。     

菊花花部特征及花冠精油组分与访花昆虫的相关性

 菊花(Dendranthema morifolium)是异花授粉植物, 具有自交不亲和特性。其自然授粉的主要媒介为蜂类和蝶类。我们对19个菊花品种的花色、花朵繁密度、花冠直径、管状花花盘直径、株高以及花冠精油组分与访花蜂数和访花蝶数的相关性进行了研究。结果表明, 黄花色系较吸引西方蜜蜂(Apis mellifera)访花; 菊花的花朵繁密度、花冠直径、管状花花盘直径均与访花蜂数有显著相关性, 而株高与访花蜂数无相关性。大红蛱蝶(Vanessa indica)青睐红色花, 其访花蝶数与花朵繁密度、管状花花盘直径均有显著相关性, 而花冠直径和株高与访花蝶数无相关性。经气相色谱-质谱(GC-MS)分析得知, 不同菊花品种花冠精油的组分不同, 其主要成分均为单萜和倍半萜类及其含氧衍生物; 并且不同品种含有某些特定的花冠精油组分, 其中樟脑萜(r = –0.909, p<0.05)和6,10,14-三甲基-2-十五酮(r=0.882, p<0.05)与访花蜂数呈一定的相关性, α萜品醇(r=0.979, p<0.01)、顺柠檬烯氧化物(r=0.979, p<0.01)、金合欢烯氧化物(r=0.979, p<0.01)、p-mentha-6,8-dien-2-ol,cis- (r=0.973, p<0.01)、p-menth-1-en-8-ol (r=0.962, p<0.01)和4-萜品烯醇(r=0.957, p<0.05)与访花蝶数呈一定相关性。     

单性木兰（木兰科）花的形态发生

报道了单性木兰(Kmeria septentrionalis Dandy)花的形态发生过程。发现过去一直被认为是雌花条状披针形的“内轮花被片”,实际为退化雄蕊,它形态发生的时间与位置均与雄花的雄蕊相同,在成熟结构中仍可见药室残迹,说明单性木兰的雌性花是由两性花退化而来。通过与K. duperreana(Pierre) Dandy和Magnolia thailandica Noot. &; Chalermglin雌花的比较,发现它们雌花的形态相同,从而得知人们长期以来对此3种植物雌花的认识有误,原一直认为的“内轮花被片”实为退化雄蕊。     

土壤水分对单性木兰幼苗光合特性的影响

2001年夏季(7月15-19日)和秋季(10月20-25日)分别测定了在3组土壤水分条件下(高WH、中WM和低WL3种土壤水分处理)单性木兰(Kmeriaseptentrionalis)叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、潜在水分利用效率(IntrinsicWUE)和叶绿素含量等特性。夏季和秋季土壤水分的减少均引起单性木兰叶片单位面积干重和叶绿素含量的降低。夏季,单性木兰的Pn均在上午900达到峰值,其日进程为鞍型格式,WH、WM和WL处理组的Pn分别为4.41±1.10、4.28±1.23和1.89±0.94μmolm-2s-1,土壤水分的降低限制了单性木兰叶片的Pn,它们的Gs和IntrinsicWUE的日进程与Pn相似。秋季,WH组的Pn在上午1200达到峰值,WM和WL组在900达到峰值,3组的Pn的日进程相似,都为单峰曲线格式。3组的Pn、Gs和IntrinsicWUE的日平均值都是秋季比夏季高。不管夏季和秋季,凡土壤水分低的,其Pn、Gs和IntrinsicWUE都低。因此,调节土壤水分将有助于促进单性木兰的生长和有效提高单性木兰的迁地保护。     

单性木兰属(木兰科)植物的分类学订正

根据对单性木兰属Kmeria(Pierre)Dandy植物标本的研究和野外调查,补充描述了该属的一些形态特征,纠正了前人对该属描述中的一些错误,阐述了保留单性木兰属的理由,列出了分种检索表,将焕镛木属Woon-youngiaLaw和单性木兰组MagnoliaLinn.sect.Kmeria(Pierre)Figlar&Noot.作为单性木兰属的新异名,将焕镛木Woonyoungiaseptentrionalis(Dandy)Law和广西木兰MagnoliakwangsiensisFiglar&Noot.作为单性木兰KmeriaseptentrionalisDandy的新异名。     

濒危植物焕镛木的兼性无融合生殖

2001～2002年连续两年在广西环江木论和广西罗城大黄泥的2个焕镛木(Woonyoungia septentrionalis(Dandy)Law)自然种群中,对单性异株的濒危植物焕镛木进行繁育系统测定,对即将开花的雌花花蕾分别进行套袋、套网、人工授粉处理,并用自然授粉雌花作对照,其座果率和结实率统计结果表明:自然授粉、人工授粉、套袋和套网处理的花均能结实,但它们的座果率和结实率存在较大的差异.在两个种群中,人工授粉和自然授粉的总结实率(PERS)均比套袋和套网处理的高,其中人工授粉的最高,套网处理的最低.由此可见,焕镛木既能通过有性生殖方式结实,又能通过无融合生殖方式结实,而且这两种生殖方式获得的种子均能萌发成幼苗,由此断定,焕镛木的繁育系统为兼性无融合生殖.这是首次报道木兰科植物存在无融合生殖现象.     

濒危植物焕镛木的兼性无融合生殖

2001—2002年连续两年在广西环江木论和广西罗城大黄泥的2个焕镛木(Woonyoungia septentrionalis (Dandy) Law)自然种群中,对单性异株的濒危植物焕镛木进行繁育系统测定,对即将开花的雌花花蕾分别进行套袋、套网、人工授粉处理,并用自然授粉雌花作对照,其座果率和结实率统计结果表明：自然授粉、人工授粉、套袋和套网处理的花均能结实,但它们的座果率和结实率存在较大的差异。在两个种群中,人工授粉和自然授粉的总结实率(PERS)均比套袋和套网处理的高,其中人工授粉的最高,套网处理的最低。由此可见,焕镛木既能通过有性生殖方式结实,又能通过无融合生殖方式结实,而且这两种生殖方式获得的种子均能萌发成幼苗,由此断定,焕镛木的繁育系统为兼性无融合生殖。这是首次报道木兰科植物存在无融合生殖现象。     

Anatomy and ontogeny of unisexual flowers in dioecious Woonyoungia septentrionalis （Dandy） Law （Magnoliaceae）

Woonyoungia septentrionalis （Dandy） Law is aceae. The floral morphology and structure of the species a dioecious species with unisexual flowers in Magnoliare conspicuously different from other species and are important to the study of floral phylogeny in this family. The floral anatomy and ontogeny were investigated to evaluate the systematic position of W. septentrionalis, using scanning electron microscopy and light microscopy. All of the floral organs are initiated acropetally and spirally. The carpels are of conduplicated type without the differentiation of stigma and style. The degenerated stamens in the female flowers have the same structures as the normal stamens at the earlier developmental stages, but they do not undergo successive development and eventually degenerate. The male floral apex was observed to have the remnants of carpels in a few investigated samples. As the bisexual flower features could be traced both in the male and female flowers in W. septentrionalis, it suggests that the flower sex in Magnoliaceae tends toward unisexual. As well as the unisexual flowers, the reduced tepals and carpels and concrescence of carpels conform to the specialized tendency in Magnoliaceae, which confirms the derived position of W. septentrionalis in this family. As the initiation pattern of floral parts of W. septentrionalis is very similar to other species in this family, it needs further investigation and especially comparison with species in Kmeria to evaluate the separation of Woonyoungia.     

Intraspecific Variation of Floral Scent Chemistry in Magnolia kobus DC. (Magnoliaceae)

Magnolia kobus was examined at 32 sites in Japan (109 female-stage flowers from 52 plants) by GC-MS. Major chemical compounds (a total of 36 chemicals) emitted from the flowers were: linalool (and its oxides), limonene, cis- and trans-β-Ocimene, benzaldehyde, benzyl alcohol, benzyl cyanide, and 2-aminobenzaldehyde. Linalool and its oxides were the most abundant components of floral scents in 21 individuals. The rate at which chemical volatiles were emitted ranged from 0.002 to 0.929 μg/flower/hour (average 0.211). High quantitative and qualitative variation in floral scent chemistry among individuals was found throughout the range of M. kobus, especially in central Honshu. The high variability in floral scent chemistry may be due to the importance of visual cues in the reproductive biology of M. kobus which flowers in early spring, resulting in decreased selection for specific floral scent profiles. Alternatively, different scent compounds or chemical profiles may be equally effective in attracting pollinators. Received 25 June 2001/ Accepted in revised form 25 August 2001     

马先蒿属花冠形态的多样性与传粉式样的关系

马先蒿属(Pediculais)是有花植物中花冠形态多样化最为集中的属。该属主要的传粉者是熊蜂属(Bormbus)昆虫;在北美,熊蜂和蜂鸟是马先蒿植物一些种类有效的传粉者;也发现壁蜂(Osmia)为其传粉。不同的传粉机制要求某一特定的取食式样储藏和释放花粉。本文讨论了花冠类型的进化趋势与传粉式样和花粉形态的关系。传粉者的选择压力是决定花冠多样化的重要因素之一;花冠类型与传粉者和传粉行为紧密相关。马先蒿植物和传粉者的相互依赖与其花冠类型、功能和物候互相适应,但花冠类型与花粉形态两者之间似乎没有明显的一一对应关系。通过北美、日本和喜马拉雅不同地理分布马先蒿种类的比较研究表明,具有相同花冠类型的种类有着相同的传粉方式,花冠形态与传粉式样存在紧密的协同进化关系。     

吉祥草的花部器官发生及其系统学意义

利用扫描电镜（SEM）观察了吉祥草（Reineckia carnea）（铃兰科）的花部器官发生发育过程。吉祥草花被片、雄蕊的发生方式是由近轴端向远轴端发生的逆单向型（reversed unidirection）,花发育后期花被片合生形成花被筒,花丝与之贴生。伴随花被片、雄蕊发生,三枚心皮也由近轴向远轴方向相继发生,随后彼此合生发育。花序顶部的花易发生花器官数目变异。结合早期花原基形态以及花器官数目变异情况分析,吉祥草的花被片与雄蕊可能是由共同原基分化而成。从花部器官发生式样和花被筒形成时间两方面比较吉祥草属、白穗花属和铃兰属的特征发现,三属中,铃兰属处于相对进化的位置,而白穗花属比吉祥草属更为原始。