一种阳春砂新栽培类型的鉴定

该研究对3个阳春砂栽培类型长果、圆果、仲华,海南砂和1个疑似阳春砂新栽培类型锦秋进行了植物学性状观察、RAPD分子鉴定,并测定了各砂仁种质的活性成分。结果表明:锦秋叶缘具有双边波状和单边波状两种现象,表现出处于长果、圆果与海南砂之间;锦秋叶舌的长度和开花物候期也介于海南砂和长果、圆果之间;果实的性状方面比较复杂,锦秋果实呈胖圆状与圆果、海南砂相似,不同于长果和仲华的长圆形;果实黑褐色,不同于长果、圆果的红色而与仲华和海南砂相近;果刺尖锐状与长果、圆果和仲华的相似,不同于海南砂的平钝形果刺。锦秋与仲华除果实形状外的生物学性状指标都相似。从91个引物中随机筛选出3个多态性丰富的引物,多态性比率为91.2%,显示该物种遗传变异较高;各个样品间的相似系数在0.235 3~0.970 6之间,说明五种砂仁种质是有差别的;聚类分析显示样品可分为3类,海南砂聚为一大类;长果、圆果、仲华和锦秋聚为另一大类,该大类中的长果和圆果聚为一小类,仲华和锦秋聚为另一小类。聚类分析结果表明,锦秋是不同于已知三种栽培类型的阳春砂新栽培类型。锦秋种子千粒重最大、挥发油含量最高,但其乙酸龙脑酯含量与其它砂仁种质无差异。     

两种玉凤花属植物的花结构和合蕊柱超微特征及其分类学意义

玉凤花属植物的花形态变异多样,分类学问题复杂。为筛选出该属关键的分类学特征,该文以鹅毛玉凤花和粉叶玉凤花为研究对象,利用体式显微镜和扫描电镜,观察、比较了它们的花结构和合蕊柱超微特征。结果表明：(1)两种玉凤花的花结构差异显著,尤其表现在侧花瓣裂片的有无、唇瓣3裂片形态、花距与子房的长度比。(2)合蕊柱超微特征在两个种间明显不同,表现在退化雄蕊、花药室外壁细胞、“花药室管”外壁细胞、“柱头枝”及其与蕊柱交界处的乳突等结构形态。(3)花粉小块外壁纹饰在种间不同,鹅毛玉凤花具网状花粉外壁纹饰,粉叶玉凤花则为棒状→网状的花粉外壁纹饰。该研究认为,侧花瓣裂片的有无、花距形态多变、花距与子房的长度比、花粉外壁纹饰类型等是玉凤花属物种鉴定的关键分类特征。在前人的研究基础上,该文补充并分析了粉叶玉凤花的花结构及合蕊柱的超微特征,不支持粉叶玉凤花独立于玉凤花属。     

黄麻两个栽培种及其野生类型与三个近缘种的核型分析

本研究选取黄麻属（Corchorus）2个栽培品种及其4个野生类型和3个野生近缘种为材料,采用常规根尖压片法对黄麻属供试材料的染色体数目和核型进行研究。结果表明：染色体数目均为2n=14。核型公式分别为：宽叶长果（长果黄麻栽培种）2n=2x=14=14m(4SAT);南阳野生长果（长果黄麻野生类型）2n=2x=14=14m(2SAT);坦桑尼亚野生长果（长果黄麻野生类型）2n=2x=14=2M+12m;闽麻5号（圆果黄麻栽培种）2n=2x=14=12m+2sm;爱店野生圆果（圆果黄麻野生类型）2n=2x=14=14m ;廉江野生圆果（圆果黄麻野生类型） 2n=2x=14=4M+10m;假黄麻（黄麻属野生近缘种）2n=2x=14=2M+12m;假长果（黄麻属野生近缘种）2n=2x=14=2M+12m;甜麻（黄麻属野生近缘种）2n=2x=14=14m。其中除了宽叶长果核型分类为1B外,其他的都为1A型。本文还讨论了黄麻野生近缘种甜麻的分类学地位。     

应用RAPD指纹探讨黄麻属种间遗传多样性及其亲缘关系

采用RAPD标记构建了黄麻属(Corchorus)植物10个种27份材料的指纹图谱,从119个随机引物中筛选出清晰且多态性高的25个引物,共扩增出329条：DNA片段,分子量在0．3～3．0kb之间,其中294条谱带具有遗传多态性,多态比率(PPB)为89．36％,平均每个引物扩增出13．16条带。用Biol D^ 数据分析软件,计算Nei氏相似性系数,建立了UPCMA聚类图。结果表明：(1)供试黄麻属15份野生种和12份栽培种具有丰富的遗传多样性,遗传相似系数在0．49～0．98;(2)在聚类分析中,当L1聚值水平D=0．785时,可将两个栽培种及其近缘野生种(C．capsulris和C．olititorius)与原始黄麻野生种划分为3个不同类群。反映出栽培种及其近缘野生种与原始野生种间有明显的遗传差异;(3)当L2取值水平D=0．850时,可将供试27份材料划分为10个以物种为单元的亚类群或个类,①即假黄麻C．aestuans(3份),②三齿种C．tridens,③梭状种C．fascicularis,④假长果种C．psendo-olitorius,⑤假圆果种C．pseudo-capsularis,⑥三室种C．tilacularis,⑦甜麻(新种未定名),⑧圆果种C．capsularis(9份),⑨长果种C．olitorius(7份),⑩荨麻叶种C．uriticifolius,结果与10个种的经典分类相吻合,揭示了种间的遗传差异性。其中圆果种C．cap—sularis与长果种C．olitorius两个种亲缘关系较近,与荨麻叶种C．uriticifolius种间亲缘关系较远;(4)非洲荨麻叶种C．uriticifolius和中国的甜麻(新种)、假黄麻C．aestuans3个种与其他种间的遗传差异较大,处在分子聚类树较基础的地位,为较原始的黄麻野生种;(5)非洲的三室种21C为三室种一个生态型亚种;采集于中国的黄麻野生种河南南阳的粘粘菜、福建漳浦的麻菜,云南开远的猪菜为3个不同生态类型的假黄麻;海南野生圆果为圆果黄麻栽培种的近缘野生种;漳浦野生长果、河南野生长果、马里野生长果为长果栽培种的近缘野生种,种内不同材料间遗传相似性较高,亲缘关系较密切;(6)在两个栽培种中,品种基因型相似性系数圆果栽培种高于长果栽培种。     

荒漠短命植物异喙菊的小花异形性及繁殖特性

异喙菊(Heteracia szovitsii)是分布于新疆北部荒漠、具短寿命花和多态果实的菊科一年生短命植物。本文对该物种的开花式样和花部特征以及繁育系统与昆虫传粉特性进行了研究,以期明确其头状花序中小花的形态差异及其与多态果实间的关系、揭示其在短的花寿命内的繁殖特性。结果表明:该物种头状花序中发育成多态果实的3类小花在数量、冠毛的有无以及舌片长/宽、子房宽、花柱裂片长和子房喙长之间均存在不同程度的差异,且3类小花冠毛的有无以及子房宽和喙长与多态果实的形态一致,说明多态果实的数量与形态在小花发育过程中就已完成分化。花序中的小花每天集中在上午开放,使花序在功能上犹如一朵花,可快速增大花展示和对传粉者的吸引,以使异交在开花后短时间内完成;3类小花的自花花粉均可在花柱裂片上萌发并长出花粉管,说明该物种自交亲和。3类小花不去雄套袋后均能结实,且自然授粉后的结实率显著高于不去雄套袋的,说明该物种能自主自花授粉,且异花授粉促进了结实。3类小花通过雄性先熟以及次级花粉呈现中的泵/刷机制,将花粉呈现在花柱上部和未展开的柱头裂片外侧刷状毛上以及裂片顶端,延长了花粉呈现(雄性阶段)持续的时间,减少了花内雌雄功能间的干扰,有利于传粉者异花传粉,提高了雄/雌性适合度;同时,柱头裂片展开时可将自花花粉落置到裂片上,以完成自主自花授粉。主要传粉者六显甜花蜂(Halictus sexnotatulus)的访花时间与花序开放时间、花粉活力最高期和柱头最佳授粉期高度吻合,有利于雄性阶段花粉的输出以及雌性阶段柱头接受花粉,保障授粉在开花后短时间内快速有效地完成以及异交成功。在新疆北部荒漠的春季环境中,具短寿命花的异喙菊既可在低温多风导致传粉者不足或活动受限时,通过快速自主自花授粉及自交亲和机制来提供繁殖保障,也可在传粉者活动正常时,通过集中开花、雄性先熟及次级花粉呈现等机制来快速完成异交,提高雌/雄性及后代的适合度。     

猕猴桃花粉原位生长过程中Ca2+的超微细胞化学定位

应用扫描电镜和荧光显微镜对软枣猕猴桃同种花粉在柱头上原位萌发及花粉管生长情况进行了观察,并用焦锑酸盐沉淀法对其授粉前后柱头及花柱中Ca2+进行超微细胞化学定位.结果显示:(1)猕猴桃柱头属于干性柱头,具有一道裂沟,乳突呈长圆柱形,授粉前后形态差异不明显.(2)授粉后3 h,花粉管生长穿过柱头表面,授粉后7 h,花粉管生长到达花柱底部;(3)授粉前后,柱头接受面靠近柱头外围细胞的角质层一侧细胞器内含有丰富的钙,而柱头非接受表面钙颗粒分布很少;(4)授粉前和授粉后3 h,花柱顶端钙颗粒较少,基部钙颗粒较多;授粉后7 h,花柱顶端和基部钙分布密度无明显差别;(5)授粉前后花柱顶端钙主要均匀分布在细胞质膜位置;在花柱基部授粉前钙主要分布在引导组织胞间隙中,授粉后3 h主要分布在细胞质内,授粉后7 h主要存在于细胞质、内质网上.研究表明,猕猴桃授粉前后,柱头和花柱组织中均含有钙,授粉前和授粉后3 h花柱中的钙呈现出梯度分布,授粉后7 h钙的梯度分布现象减弱甚至消失.     

两个蓝莓品种花器官的形态特征观察

为了解蓝莓(Vaccinium spp.)花器官的形态特征,利用蔡司SV11体视显微镜和扫描电子显微镜JSM-6360LV对‘园蓝’和‘夏普蓝’两个品种的花器官进行了观察。结果表明,这两个品种的花丝呈片状,被毛,‘园蓝’的花丝腺毛较短,花丝基部表皮细胞近长方形;‘夏普蓝’的花丝腺毛细长,较浓密,花丝基部表皮细胞近棱形。‘园蓝’和‘夏普蓝’的花药呈棒状,由4个花粉囊组成,呈左右对称,同侧的两个花粉囊之间的药隔沟明显;花药表皮细胞具乳突;成熟的花药顶端形成2个管状结构,管口孔裂。花粉为四合体,外形为准四面体,中等大小,表面具不规则皱波状纹饰,并有多处凹陷;萌发孔沟的长度、宽度、孔盖长宽与形状、突起程度在品种间有差异。蓝莓的柱头呈截平形,属于湿型柱头,‘园蓝’的柱头表面具指状乳突细胞;花柱表皮细胞呈圆柱型,形成束状,分隔明显;‘夏普蓝’柱头表面具纹状乳突细胞,花柱表皮细胞呈圆柱型,长轴与花柱平行,不形成束状。这些为蓝莓品种的分类鉴定、系统演化等研究提供了依据。     

寒兰花器官发生及花发育过程的研究

为了揭示寒兰的成花机理,利用石蜡切片和花芽实体解剖记录了濒危植物寒兰花芽分化和发育的过程,并着重观察唇瓣和合蕊柱早期及中期的发育(在合蕊柱伸长之前)。结果表明:寒兰花芽分化沿着花序轴从下往上可分为4个阶段:花序原基分化,花原基分化,花被片分化和合蕊柱形成。唇瓣分化分为3个阶段:褶片分化,侧裂片分化和色块形成。唇瓣侧裂片和褶片产生较晚,与退化雄蕊可能没有关系。在合蕊柱形成过程中,首先分化出花药,随后分化产生中心皮顶部,侧心皮顶部,并形成花柱道,最终分化出蕊喙和黏盘。     

绵竹花形态结构及雌、雄配子体的发育研究

对绵竹（Bambusa intermedia Hsueh et Yi）花器官的形态结构进行解剖观察,其花序属于无限花序,每个假小穗基部都生有潜伏芽。小花类型为开放型,基本结构包括内、外稃各1枚,浆片3枚,雄蕊6枚,雌蕊1枚,柱头羽毛状三分叉。小花中各结构的发育顺序为外稃→内稃→浆片→雄蕊→雌蕊。小穗中小花的发育顺序是由基部向顶部。子房1室,胚珠倒生,侧膜胎座,双珠被。药壁具4层细胞,有大量的败育情况出现。     

欧报春二型花柱的繁育特性研究

二型花柱植物通常具有自交不亲和性,在不同植物中所表现的可育性不同。欧报春(Primula vulgaris)是典型的二型花柱植物,为了探究欧报春的繁育特性,通过温室栽培,对欧报春的长花柱和短花柱的花部特征、花粉和花柱形态、花粉活力、柱头可授性、花粉/胚珠比、杂交指数、杂交亲和性、花粉管观察进行研究。结果表明,(1)长花柱和短花柱的花冠直径、花冠筒长度、柱头高度、花药高度和花筒中部直径均表现出两型性;(2)花粉和柱头观察发现花粉极轴长、花粉赤道轴长、花柱直径、柱头乳突细胞和花粉数量均有差异;(3)长花柱的花粉/胚珠比为384.20,短花柱为369.70,属于兼性异交类型;长花柱和短花柱的花粉活力和柱头可授性能在较长时间内维持较高活力;(4)长花柱杂交指数值为5,短花柱为4,表明繁育系统类型为异交,部分自交亲和,需要传粉者;6种授粉组合均能结实,异型花间授粉的结实数明显高于同型自花授粉和异株同型授粉;短花柱为母本的异型花间授粉组合亲和性优于其他组合;欧报春存在自交不亲和性,长花柱的自交不亲和性低于短花柱。     

Population-level variation in the expression of heterostyly in three species of Rubiaceae: does reciprocal placement of anthers and stigmas characterize heterostyly?

Heterostyly (i.e., reciprocal placement of anthers and stigmas between two or three floral morphs) is hypothesized to enhance outcrossing and reduce selfing. However, few studies have documented reciprocity among individual plants; instead, mean anther and stigma heights for floral morphs are usually reported, masking interindividual variation. We measured eight floral dimensions for individuals in five populations of three heterostylous Rubiaceae. The three methods used to quantify reciprocity yielded different conclusions regarding the degree to which populations conformed to expectations for heterostylous plants. Only Psychotria poeppigiana had stigma and, to a lesser degree, anther heights in discrete classes. Variation among plants of Bouvardia ternifolia and Psychotria chiapensis yielded a continuum of anther and stigma heights across populations. Comparison of distances between stigma and anthers indicated that only flowers of B. ternifolia had, as expected, a constant value for this distance. Finally, regression relationships between anther and stigma heights and corolla length showed that only in one population each of B. ternifolia and P. poeppigiana, and in P. chiapensis, was distance between anthers and stigmas the same across the range of corolla sizes for both floral morphs. Variation among these species in expression of heterostyly was not clearly linked to phylogenetic relationship or pollinator syndromes. Two approach herkogamous (AH) species were studied for comparison. Flowers of Psychotria brachiata were consistently AH, but flowers of P. pittieri were highly variable. Determining fitness consequences of population-level variation in sexual systems requires studies linking floral morphology to pollinator behavior and pollen transfer.     

阳春砂有性生殖特性的研究进展(综述)

阳春砂是我国珍稀濒危的药用植物,以其果实入药。由于阳春砂柱头高于花药,自然传粉结实率低,严重制约了果实产量。为揭示阳春砂果实形成的基础,探讨提高阳春砂产量的对应策略,本文就阳春砂的形态特征、生态习性、花粉发育、胚囊发育及开花、传粉、受精等有性生殖研究状况进行综述。     

国产山小橘属(芸香科)植物花部解剖特征及其系统学意义

利用石蜡切片和显微解剖方法对芸香科山小橘属(Glycosmis)国产9个种类11份材料的花部特征进行解剖学研究.结果表明,国产山小橘属植物雄蕊花药顶端具有突尖附属体和油腺2种类型,大部分种类的花药背部具有1至数枚油腺,但山橘树(G.cochinchinensis)的花药具有稀疏长毛;雌蕊的子房柄按其增大程度分为近球形、增大垫状和伸长形3类,子房的形状有近球形和稍增大柱形,子房外壁有光滑、具圆形凸起腺点及具不规则瘤状凸起3种类型,子房室的数目有5室和4(或3)室2种类型,花柱形状分为圆柱状和渐狭柱状,柱头特征分为稍增粗和不明显两类;大部分种类花柱为宿存,仅锈毛山小橘(G.esquirolii)的花柱在果实发育时脱落.山小橘属的花部特征在种间具有较大的差异,可以作为属下类群划分的主要依据之一,具有重要的系统学意义.     

Heterostyly: speciation within a species

Almost all organisms in nature show nonrandom mating to different degrees. Two extreme results of nonrandom mating are speciation and sexual differentiation. Heterostyly is a form of sexual differentiation considered to have evolved to resolve conflicts between male and female functions of hermaphrodite flowers. Our study examines necessary and sufficient conditions for establishment of heterostyly using a configuration individual-based model. Previous models assume invasion of a mutant phenotype into a population with monomorphic wild phenotype. In contrast, our model demonstrates that heterostyly can be established from a population with continuous phenotypic variation, a proposition that requires simpler assumptions than the previous hypotheses. Results of our simulation show that genetic linkage between stigma and anther heights is essential for establishment of heterostyly. Dominance effects on the genes for stamen or stigma heights are not necessary, but they promote evolution of heterostyly. Probability of evolution of heterostyly also depends on the functional relationship between stigma–anther distance and strength of sexual interference, and the distance and probability of pollen deposition success. Parallelity and difference between speciation and sexual differentiation are also discussed.     

濒危植物安徽羽叶报春两种花型的繁育特性及其适应进化

二型花柱的维持机制和自然选择压力多年来一直是生态学和进化学研究领域的热点之一。通过实验室栽培和野外观察统计相结合的方法,对安徽羽叶报春两种花型(长柱花和短柱花)的形态特征、花粉活力、柱头可授性、花粉/胚珠比、自然授粉及结籽能力、自交亲和性等繁育特性进行了比较研究。结果表明:长、短柱花的花冠直径和裂片宽无明显差异,而花冠筒、雌蕊和雄蕊高、花粉数目及大小、P/O比均有显著差异。在自然条件下,长柱花所接受的总花粉数要明显高于短柱花的总花粉数,但所接受的异型花花粉数和平均每果结籽数两者无显著差异。长柱花和短柱花的花粉和柱头活力相似,均能在较长时间内维持较高活力,仅在开花末期显著下降。两种花型的花在自花授粉、同型异花授粉、异型花授粉条件下均能结籽,但异型花授粉的结籽数均明显高于自花授粉和同型异花授粉结籽数。在长柱花各种授粉方式中,花粉萌发率无明显差异,但异型花花粉管的生长速度明显比同型异花花粉和自花花粉的快,而在短柱花柱头上表现为异型花授粉的萌发率最高,但只要萌发后在花柱中的生长速度无显明差异。此外,综合上述结果,对二种花型花部综合征的维持机制及自然选择压力进行了探讨。     

西藏地区13种虾脊兰植物花部表型及花粉形态特征研究

该研究对西藏地区13种虾脊兰植物花部表型及花粉形态特征进行观察比较,目的为虾脊兰植物的分类鉴定和种间亲缘关系的确定提供新依据。研究结果显示:①13种虾脊兰在花颜色大致可分为黄色、黄绿色、黄褐色、粉红色4种,以粉红色的花居多;②13种虾脊兰均为总状花序,花各部位(萼片、花瓣、唇瓣、子房、柱头)的长、宽度测量指标均表现出不同程度的差异,萼片长、花瓣宽、唇瓣宽和柱头长4个测量指标的差异性最大,在各个种之间的P值结果表现出显著性差异水平;③这13种虾脊兰的花粉块均由成千上万个单粒花粉组成,未见到萌发孔结构,有些虾脊兰植物的花粉粒之间可以看到有明显黏结物质。花粉块大小不一,整体形状多呈卵圆形、长椭圆形和梨形;④不同种的虾脊兰花粉块表面形态特征有所差异,花粉粒纵向或横向排列堆积在一起,花粉粒形状也各不相同;⑤不同种虾脊兰的花粉粒表面纹饰特征区别明显,可划分为凹陷型、光滑型、小孔型和穿孔型。以上结果表明花部表型及花粉形态特征可作为13种虾脊兰植物分类鉴定的参考性状,对这13种虾脊兰植物亲缘关系的确定和系统分类有补充价值。     

水稻籼粳交DH群体花器性状的遗传分析

水稻花器性状是影响杂交稻制种异交结实率的重要因素之一。利用一个水稻籼粳交(窄叶青8号/京系17)来源的DH群体对水稻柱头外露率、花柱长、柱头长、柱头宽、花药长、花药宽、颖花长、颖花宽和颖花长宽比9个花器性状和穗抽出度进行遗传分析。不论性状在2个亲本间的差异显著与否,在DH群体中10个研究性状在基因型间的差异均达到极显著水平(P<0.01),并表现为连续变异和明显的超亲分离。除花药宽的遗传力较低(50%)、且估计的基因数多达13个之外,其余9个研究性状的遗传力均较高,为68%～93%,控制这些性状的基因数估计为7～10个。这些结果表明,10个研究性状均为受多基因控制的数量性状,其增效和减效基因在2个亲本中均有分布,通过基因重组可产生正向和负向两个方向的超亲基因型。除了柱头长、柱头宽和穗伸出度3个性状未发现有基因间的上位性互作外,其余7个性状均检测到显著的互补性互作。性状相关和通径分析的结果显示,与柱头外露率关系最密切的花器性状为柱头长、柱头宽和颖花长宽比,颖花长和颖花宽主要通过影响颖花长宽比来对柱头外露率产生影响。其次,与柱头外露率关系较密切的为花柱长。柱头外露率高的基因型通常表现为长柱头、长粒型和长花柱。花药长、花药宽与上述花器性状间的相关性较弱。在DH群体中,穗伸     

不同类型水稻花药培养力差异的生理背景研究

在相同的培养条件下,比较了不同类型水稻花药培养力的差异,观察到糯大于粳,粳大于籼的梯度。从种子及花药淀粉总量和支链淀粉相对量的测定数据中看到:不同类型水稻花药培养力的差异与它们的支链淀粉含量差异有正相关趋势。从供试材料的支、直链淀粉空间构型的比较分析,又看出支链淀粉在水解和提供呼吸底物方面占有很大优势。这说明支链淀粉的优势,可能是通过培养初期较好的能量代谢与花粉细胞的启动和脱分化后,由配子体途径转入孢子体途径的大量细胞增殖有关。     

A New Secondary Pollen Presentation Mechanism from a Wild Ginger (Zingiber densissimum) and Its Functional Roles in Pollination Process

Background and Aims

Secondary pollen presentation (SPP), a floral mechanism of reproductive adaptation, has been described for more than 200 years, with nine types SPP recorded. However, few studies have been done experimentally to link the floral mechanism of SPP to its functional roles in pollination process. This study aims to describe a new SPP mechanism from a wild ginger (Zingiber densissimum, Zingiberaceae) and explore how the pollen arrangement of SPP affects pollen removal during the interaction with different pollinators.

Methodology/Principal Findings

Field observations and experiments revealed that flowers lasted for less than one day. The breeding system was partially self-incompatible. Two bee species, Macropis hedini (which carried pollen dorsally) and Amegilla zonata (which carried pollen ventrally) were the primary pollinators. About a third of pollen grains were relocated from the anther to the labellum staminode of flowers through the adherence of aggregated pollen chains, while other grains were presented on the anther. In a single visit, each bee species removed pollen grains from both the labellum staminode and the anther. Macropis hedini was more effective than Amegilla zonata.

Conclusions/Significance

Our study describes a new SPP mechanism in angiosperms. The new SPP mode enables pollen grains presented on the anther and the labellum staminode simultaneously via the adherence of aggregated pollen chains, thus promoting pollen to be taken away by different pollinators. This SPP mechanism plays a key role during pollen removal and may have evolved under the pressure to improve male fitness.