5种地黄花部综合特征与繁育系统的初步研究

生殖隔离是物种分化与延续的基础,地黄属植物是否存在生殖隔离仍不清楚。通过实地观测地黄属5个物种(天目地黄、湖北地黄、裂叶地黄、地黄和茄叶地黄)自然种群的花部形态、开花动态、花蜜体积、花蜜的糖浓度及其日变化、杂交指数、花粉-胚珠比等指标,结合人工授粉套袋,对地黄属植物的花部综合特征和繁育系统进行研究。结果显示:(1)地黄属植物的花为两性花,单花花期5～7 d,种群花期40～60 d;5种地黄在花序类型、花形态、花粉量、花粉-胚珠比等方面都存在差异,其中茄叶地黄的花粉完全败育。(2)5种地黄属植物的繁育系统属于异交,部分自交亲和,需要传粉者,不具有无融合生殖特性,地黄与茄叶地黄存在强烈营养繁殖。(3)5种地黄属植物的花朵基部有蜜腺可以产生糖浓度较高的花蜜,这也支持传粉者的存在,但除地黄确定为蜜蜂传粉外,其它地黄植物在野外并未观测到有效的传粉者,可能与地黄的散生特性、生境相互隔离以及传粉观测期气象条件恶劣有关。研究认为,5种地黄属植物较长的花期能有效弥补传粉者访问频率低的不足;除遗传屏障外,推测地黄属5个物种花展示方式的差异可能吸引不同的传粉者,加之地理、生态因素的作用导致了5种地黄属植物繁育系统的分化。     

濒危植物长柄双花木的花部综合特征与繁育系统

 通过野外观察,运用杂交指数、花粉-胚珠比、人工授粉和套袋实验及等位酶电泳等方法,对长柄双花木(Disanthus cercidifolius Maxim. var. longipes H. T. Chang)自然种群和人工种群的开花状态、繁育系统进行了研究。结果如下：该种单花花期一般6～7 d,开花过程中柱头始终高于花药的位置,花药散粉具有先后顺序,一般2花药先散粉,其余3花药滞后1～2 d。单花花期依其形态和散粉时间可分为5个时期：即散粉前期、散粉初期、散粉盛期、凋谢期。种群开花一般历时49～55 d,但不同地点、年份之间有所差异,推测开花持续时间不同主要是环境条件所致。由于其杂交指数大于4,花粉-胚珠比等于1 250,结合人工套袋和授粉实验以及等位酶电泳结果可以确定该种的繁育系统属于异交为主,部分自交亲和,传粉过程需要传粉者。花粉竞争可能是导致该种濒危的主要的生殖生物学原因。     

稀有植物小丛红景天花部综合特征与繁育系统

对稀有物种生物学特征及繁育系统的研究将有利于我们对稀有物种的保育。该文通过野外定位观测稀有植物小丛红景天(Rhodiola dumulosa)的花部综合特征,并运用杂交指数、花粉-胚珠比的方法首次对其繁育系统进行初步测定。结果表明:该物种单花花期一般为5~6 d,开花过程中花柱逐渐伸长并向外弯曲,子房开裂并逐渐伸长,花药散粉具有先后顺序,一般外轮对萼花药先散粉,其后1 d左右对瓣花药开始散粉。单花花期依照其形态和散粉时间可分为6个阶段:花蕾期、内轮散粉期、内轮散粉末期、外轮散粉期、外轮散粉末期和凋谢期。而种群花期一般可持续30 d以上,不同海拔观测地点有所不同,海拔2 202 m处的观测地点B开花物候最为滞后。由于其杂交指数不小于4,花粉-胚珠比在700~1 000之间, 根据Dafni(1992)和Cruden(1977)的标准,初步判定该物种的繁育系统属于异交为主,部分自交亲和,传粉过程需要传粉者。     

7种蓼属植物繁育系统的初步研究

观测了7种蓼属植物的花部形态特征,并运用花粉-胚珠比和杂交系数的方法对其繁育系统进行了初步研究。结果表明这7种蓼属植物的繁育系统应为自交和异交并存的混合交配型。P/O比与花序长度和花朵直径有明显的正相关关系,异型花的P/O比要明显高于同型花的P/O值。     

广西特有属——异裂菊属开花生物学及繁育系统特征

以异裂菊属5个种的实生苗为试验材料,通过田间观察,采用TTC法、联苯胺-过氧化氢法、杂交指数、花粉-胚珠比等方法,对异裂菊属的开花物候、花部特征、繁育系统及访花昆虫行为进行了研究。结果表明:(1)绢叶异裂菊的花期最早,为6~7月份;小花异裂菊和柳州异裂菊花期为6~8月份;凹脉异裂菊和异裂菊的花期为8~12月份,整个花期持续约5个多月,单花花期约为3d,单个花序花期约为5d。(2)异裂菊属的花粉在开花后1~18h具有活力,柱头的可授性持续约48h;杂交指数OCI为4,花粉/胚珠比(P/O)为1 450~2 250,繁育系统属于异交、部分自交亲和,需要传粉者。(3)传粉昆虫主要是食蚜蝇科灰带管食蚜蝇和胡蜂科黑尾胡蜂,昆虫访花高峰期在上午10:00~12:00,每次可连续访问多朵花,每朵花访问时间约为2~10s。     

濒危植物缙云卫矛繁育系统研究

运用花粉萌发、联苯胺-过氧化氢法、花粉—胚珠比、杂交指数和套袋实验等方法,对缙云卫矛(Eu-onymuschloranthoidesYang)花粉活力、柱头可授性及繁育系统进行了研究。结果表明缙云卫矛花粉-胚珠比为764~1340,杂交指数等于3,结合人工授粉和套袋实验结果可以确定该物种的繁育系统属于自交亲和,有时需要传粉者。根据套袋实验及实地观察可以推测该物种以风媒传粉为主。其花粉活力较高,持续时间较长,花粉质量可能不是导致该物种濒危的主要原因。其雌雄性功能表达具一定的重叠期,提高了同株异花授粉的几率,雌雄性功能表达在时间上的差异不是影响其结实率的主要原因。气候条件对传粉过程的限制可能是导致该物种濒危的原因之一。     

贯叶连翘的开花动态与繁育系统研究

野外观察贯叶连翘的开花进程和花部形态特征,运用花粉萌发、杂交指数、花粉-胚珠比等方法测定其繁育系统。结果显示:贯叶连翘雌雄异熟,柱头先花药成熟,雌雄蕊无明显异位。单花花期4～5d。仅在开花当日有昆虫传粉,蜜蜂为主要传粉者。花粉在花药开裂1h后活力最大,萌发率达40.10%,花粉在柱头萌发3h后接近子房。根据杂交指数(OCI)推测其繁育系统属于异交,部分自交亲和,有时需要传粉者。花粉-胚珠比(P/O)则表明贯叶连翘的繁育系统为兼性异交。贯叶连翘结实率低,可能与花粉活力,花粉管的生长速度及花粉在柱头的竞争有关。     

濒危植物肉苁蓉（Cistanche deserticola）繁育系统研究

在自然居群中通过野外定位观测,运用杂交指数（OCI）;花粉—胚珠比（P/O）;去雄、套袋、人工授粉等方法对濒危植物肉苁蓉（Cistanche deserticola Ma）的花序发育、开花特性、花粉活力、柱头可授性、传粉方式、繁育系统进行了研究,结果表明：肉苁蓉穗状无限花序的生长发育期可明显分为拱土期、出土期、开花期、结实与种子成熟期四个阶段。两性花,单花开放时间2~3d,花序有花期持续20~25d。种群开花历时36~38d。开花时柱头略高出花药,柱头较大,下垂。重力玻片法检测,风媒导致的异株异花传粉完全可以忽略。主要访花昆虫为蜂类。扫描电镜观察虫体,蜂类携带大量花粉,但传粉飞行距离大部分为0。杂交指数为3;花粉—胚珠比为35.45±8.56;结合去雄、套袋和人工授粉试验结果,认为肉苁蓉属于以自交为主的繁育系统。     

短葶飞蓬(Erigeron breviscapus)的花部综合特征与繁育系统

通过野外观察,运用杂交指数、花粉．胚珠比、套袋实验等方法,对短葶飞蓬自然种群的开花状态及繁育系统进行研究。结果如下：短葶飞蓬具头状花序,由外围舌状花及中央的管状花构成。种群花期一般为4～7月份,一个花序的花期约为19～25d。管状花单花花期一般为7～10d,聚药雄蕊,先熟,药室内向开裂,成熟的花粉散于花药筒中。花开后花柱快速伸长,导致雄蕊伸出花冠,同时将药筒中的花粉粒“推”出药筒,形成花冠、药筒、柱头三者在空间上的分离。花序中不断有小花开放,同一花序内的小花间具相互传粉的机会。杂交指数≥4,判断繁育类型属于异交,部分自亲和,需要传粉者。P／O值约为1373,判断繁育类型属于兼性异交。套袋实验证明短葶飞蓬异花授粉,虫媒,蜂、蝶为主要传粉者。在自然状况下,短葶飞蓬结实率较低的原因可能是花粉竞争。此外,短葶飞蓬存在天然雄性不育植株,为遗传育种提供了材料。     

短葶飞蓬（Erigeron breviscapus）的花部综合特征与繁育系统

通过野外观察,运用杂交指数、花粉-胚珠比、套袋实验等方法,对短葶飞蓬自然种群的开花状态及繁育系统进行研究。结果如下：短葶飞蓬具头状花序,由外围舌状花及中央的管状花构成。种群花期一般为4~7月份,一个花序的花期约为19~25d。管状花单花花期一般为7~10d,聚药雄蕊,先熟,药室内向开裂,成熟的花粉散于花药筒中。花开后花柱快速伸长,导致雄蕊伸出花冠,同时将药筒中的花粉粒“推”出药筒,形成花冠、药筒、柱头三者在空间上的分离。花序中不断有小花开放,同一花序内的小花间具相互传粉的机会。杂交指数≥4,判断繁育类型属于异交,部分自亲和,需要传粉者。P/O值约为1373,判断繁育类型属于兼性异交。套袋实验证明短葶飞蓬异花授粉,虫媒,蜂、蝶为主要传粉者。在自然状况下,短葶飞蓬结实率较低的原因可能是花粉竞争。此外,短葶飞蓬存在天然雄性不育植株,为遗传育种提供了材料。     

干旱胁迫下水杨酸对银沙槐子叶表皮气孔开度的影响

以沙生植物银沙槐似mmodendronargenteum）幼苗为实验材料,采用PEG处理和PEG＋SA综合处理两种方式,其中SA包括不同浓度、不同时间和不NpH值3种处理,显微观察干旱胁迫处理、干旱胁迫下外源水杨酸处理对子叶表皮气孔开度的影响,以探讨干旱与气孔运动的关系。结果表明：干旱胁迫处理后,气孔运动的趋势是随着PEG浓度的增加,孔径逐渐减小。在干旱胁迫下,sA不同浓度处理后,气孔孔径在相同PEG浓度下随着sA浓度的增加而减小;随sA处理时间的不同,气孔开度随着时间的延长而变小,且在不同PEG浓度（0、10％和20％）条件下,气孔开度的变化与sA处理时间均呈显著（R=-0．998＊＊、R=-0．955＊和R=-0．983＊）负相关;sA溶液pH值越低,对气孔开度的抑制作用越明显。可见,干旱胁迫后能减小银沙槐气孔孔径的大小,在干旱胁迫处理下施加SA处理,sA对银沙槐气孔开度的抑制作用加剧,说明sA在提高银沙槐的抗旱性方面起到了一定作用。     

温度和水分及盐分胁迫对银沙槐种子萌发的影响

利用控制实验研究了温度、湿度、干旱和盐分胁迫等生态因子对银沙槐种子萌发的影响,以探索银沙槐种子对各种生态因子的适应性。结果显示:(1)银沙槐种子在20℃、25℃恒温和15℃/25℃、20℃/30℃、10℃/20℃变温环境中的发芽率较高且无显著差异,其在20℃恒温、15℃/25℃、20℃/30℃变温条件下的发芽指数较高,但差异不显著。(2)土壤含水量在1%～5%之间,各水分处理间种子发芽率差异显著(P<0.05),而在5%～25%间种子发芽率变化不显著。(3)盐胁迫和水分胁迫对银沙槐种子的萌发均有明显的抑制作用,可显著降低种子萌发率(P<0.05);种子发芽指数和活力指数均随渗透势和NaCl浓度增大而显著减小(P<0.05);恢复萌发率随渗透势和NaCl浓度的增加而显著增加(P<0.05)。研究发现,银沙槐种子萌发最适温度为20℃恒温和15℃/25℃变温,最适土壤含水量为10%～25%;种子萌发对盐分和干旱胁迫表现出不同程度的耐受性,萌发过程中主导抑制因素为渗透胁迫,离子毒害作用甚微;银沙槐种子休眠机制和萌发特征表现出它对生境的良好适应性。     

云锦杜鹃的开花动态与繁育系统研究

对3个云锦杜鹃种群的开花动态和传粉方式等野外定位观测结果显示:花芽在花朵开放后形成雏 形,经过8～9月的生长后成形,次年4月复苏,形成含6～12朵花的总状伞形花序,5月初开花,花期接近25 d。花生命周期为5～8d,其中种群G的周期最短,平均为5.8d,主要原因是光照时间长,湿度相对较低,花形 态较小。开花后第二天到第三天,花药开裂,散出粘连成串的花粉,悬挂在花柱的中上部,同时柱头进入可授 期;第五天到第六天,花瓣与花托分开并前移到花柱,使花柱倒垂,花粉串能粘附到柱头上。根据人工授粉试 验和花粉落置观察的结果,云锦杜鹃的繁育系统为混合交配型,自然条件下为花后自花授粉,主要借助花瓣脱 落来传播花粉;但根据杂交指数估算和花粉-胚珠比测定,云锦杜鹃的繁育系统为异交,自交亲和,需要传粉 者,说明云锦杜鹃可能是由虫媒传粉向自花传粉演化。     

入侵植物美洲商陆的传粉生态学特性

从开花物候、花朵数量性状、花粉活力、花粉组织化学、柱头可授性、花粉在柱头上的萌发状况、杂交指数、花粉胚珠比、传粉媒介以及繁育系统等方面,研究了外来入侵植物美洲商陆(Phytolacca americana)的传粉生态学特性,为揭示该物种成功入侵的机理提供依据.结果表明:美洲商陆种群花期可达45~70 d,单花花期为2~3d,可进一步分为杯状花期、花瓣平展期、花瓣下垂期、花瓣反卷期;花冠直径在下垂期最大且不超过1 cm,花药与柱头间距离在1 ~2.5 mm,有利于自交的发生;花瓣平展期与花瓣下垂期花粉活力差异显著(P<0.05),杯状花期与花瓣平展期花粉活力差异不显著(P>0.05),花瓣平展期花粉活力可达85%;雌蕊柱头可授性在花瓣平展期最强;杯状花期合生柱头开裂,花瓣平展期柱头9~ 10裂,接受花粉的表面积增大;花药散粉时间与合生柱头开裂时间相吻合,有助于柱头接受花粉;扫描电镜下观察到花粉在花瓣平展期的柱头上已萌发;每朵花可提供1667~3222粒花粉,胚珠9~10个,花粉胚珠比(P/O)为340.88±34.99,表现为兼性自交;美洲商陆杂交指数(OCI)为3,花粉粒属于含脂型,主要传粉昆虫有蜜蜂、胡蜂、食蚜蝇、细腰蜂.综上所述,美洲商陆自交亲和,花粉活力高、柱头可授性强,且高花粉活力与强柱头可授性出现在相同的时期,增加了花粉落置柱头及在柱头上萌发的几率;虫媒花,访花者行为与花朵相适应,有利于提高坐果率,这样的繁殖机制与传粉特点是美洲商陆成功入侵的主要因素之一.     

盐旱交叉胁迫对银沙槐幼苗生理生化特性的影响

以盆栽银沙槐（Ammodendron argenteum（Pall.）Kuntze）幼苗为材料,研究盐旱交叉胁迫对幼苗抗逆生理特性的影响,为其引种栽培提供理论依据。结果显示,随着交叉胁迫程度的加剧,银沙槐幼苗的根重比、根冠比、可溶性糖含量、叶绿素a/b（Chl a/Chl b）、类胡萝卜素（Car）含量显著上升,在各种重度胁迫处理下含量均维持在较高的水平;叶重比、根系活力、根系和叶片相对含水量（RWC）、叶绿素含量下降;过氧化氢酶（CAT）的活性呈现先上升后下降的趋势。分析认为银沙槐幼苗在盐旱交叉胁迫下表现出交叉适应性,适度的干旱胁迫可增加银沙槐的抗盐能力。