蓝花丹的花部形态二态性及自交不亲和特性

花部形态的二态性在异型自交不亲和中的作用一直颇具争议。为了探讨其对自交不亲和的作用,选择代表植物蓝花丹,观测其花部形态,利用激素调控其花柱高度,对调控后的花柱授粉,并分析结实率的变化。结果表明：(1)蓝花丹的花部形态在众多方面存在二态性;(2)IAA,NAA,GA 在适宜的浓度都能调节其花柱的长度;(3)调节后的花柱自然和人工授粉,结实率与空白对照相比无显著差异。实验结果说明蓝花丹的花部形态有着典型的二态性特征,此特征是蓝花丹对花型间互补式雌雄异位的进化适应策略;而雌雄性器官的空间分布并没有通过影响合法花粉的有效传播而影响自交不亲和性;异型花的自交不亲和性更多地还是体现在生理机制上。     

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。     

紫花含笑传粉生物学初探

紫花含笑(Michelia crassipes)花色艳丽、花香浓郁,为解释其在自然条件下结实率低的原因和判断最佳杂交时期,该研究从传粉生物学入手,通过观察紫花含笑开花动态,运用异交指数(OCI)、花粉胚珠比(P/O)、花粉和柱头活性、人工授粉试验等方法对其繁育系统进行了检测,并记录访花昆虫的种类和行为。结果表明:(1)紫花含笑花期在4—5月,持续50 d左右,单花花期4~5 d。(2)雌雄同花,雌蕊先成熟,雄蕊空间位置高于雌蕊。(3)OCI等于4,P/O为2671±123。(4)套袋实验表明紫花含笑能进行少量的自花传粉,人工异花授粉结实率和种子质量显著高于人工自花授粉和自然条件下,且不存在无融合生殖。(5)开花后36 h雌蕊群弯曲分泌粘液时,与含笑(M.figo)杂交结实率最高达85.7%,为最佳授粉时期。(6)有效访花者主要有东方蜜蜂、黑纹食蚜蝇和独角仙,访花频率易受天气影响。综上说明,紫花含笑繁育系统以异交为主,部分自交亲和需要传粉者,存在一定近交衰退,自然条件下结实率低,主要受传粉昆虫和雌雄异熟限制,最佳授粉期的确定能够提高其杂交成功率。该研究结果为紫花含笑资源保护和杂交育种奠定了基础。     

杜鹃红山茶的传粉生物学

杜鹃红山茶(Camellia changii)为中国特有的濒危植物,仅见于广东省阳春市鹅凰嶂自然保护区内。对该保护区杜鹃红山茶自然种群进行了杂交指数(OCI)、花粉-胚珠比(P/O)和控制授粉试验研究,探讨其致濒原因。结果表明:杜鹃红山茶的繁育系统为专性异交型,自交不亲和,为典型的虫媒传粉型植物;在自然条件下,其子房败育率高达64%;杜鹃红山茶种群的花柱呈长度分化:20%为长花柱型(L型),76%为短花柱型(S型);杜鹃红山茶的有效传粉昆虫主要为蝶类和蜂类,但昆虫的访花频率较低。综合以上结果,杜鹃红山茶的濒危原因可能包括2个方面,一是自交不亲和性和花柱异长现象导致子房败育率高,二是传粉昆虫访花频率低导致自然结实率低。     

深山含笑传粉生物学研究

为明确深山含笑(Michelia maudiae)的传粉生物学特性,该文以西华师范大学校园内的深山含笑为研究材料,采取野外观察法记录了深山含笑的开花动态、访花者及访花频率;用游标卡尺法,测定了深山含笑的异交指数(OCI);用醋酸洋红法,测定了花粉胚珠比(P/O);用套袋和人工授粉法,测定了深山含笑的繁育系统。结果表明:(1)深山含笑为早春开花植物,其种群花期为2~3月,持续30d左右,单花花期5~6d;在单花开放初期,最内层的花瓣未绽开,是适应潮湿或多雨的环境而保护花药与柱头免受雨水的冲刷,提高雌雄性适合度,确保繁殖成功的一种策略;(2)深山含笑的有效传粉者为蜜蜂,访花时间集中在晴朗天气的中午;(3)深山含笑的异交指数(OCI)等于5,花粉胚珠比(P/O)为2 933±50;(4)深山含笑为雄蕊先熟,柱头可授性在开花第2~3天达到最高;(5)套袋和人工授粉表明深山含笑为兼性自交和异交授粉,其中异交授粉的座果率和结籽率显著高于自交授粉。早春开花的深山含笑,其传粉者为单一的蜜蜂,繁育系统为异交,部分自交亲和,结果为引种栽培、良种选育等提供依据更好地利用和保护此资源奠定基础。     

露珠杜鹃繁育系统及杂交亲和性

为种质资源保护和乡土园林树种推广提供技术支持,对野生露珠杜鹃（Rhododendron irroratum）繁育系统和杂交亲和性进行研究,试验包括开花生物学特性,繁育系统特性,与高山杜鹃优良园艺品种杂交授粉,荧光显微镜观察授粉花粉萌发及花粉管生长过程,以及坐果率和结实率统计。结果表明（：1）露珠杜鹃开花时间为4月下旬到5月下旬,花粉活力与柱头可授粉性随开花时间的延长逐渐下降。（2）杂交指数（OCI）为3,P/O值为343.47。（3）主要传粉者为膜翅目中华蜜蜂（Apis cerana）,繁育系统为兼性异交型,自交亲和,需要传粉者,属虫媒花。（4）人工控制授粉发现不存在无融合生殖,能自动自花授粉,异株异花、同株异花、自花授粉坐果率分别为46.96%、45.03%、37.16%,人工授粉平均坐果率与自然传粉坐果率基本一致。（5）露珠杜鹃作为亲本进行人工杂交授粉表现出杂交不亲和,母本花粉管中存在胼胝质栓塞,导致花粉管不能延伸至子房。通过观察发现,露珠杜鹃杂交亲和难点在于花粉管生长过程。     

野生烟草花粉活力与柱头可授性及繁育特性研究

采用TTC法测定2个野生烟草材料(花烟草、哥西氏烟草)和1个栽培品种(K326)的花粉活力及其日变化情况,通过联苯胺-过氧化氢法测定3个烟草材料的柱头可授性、利用直接授粉法测定不同开花天数柱头可授性变化,并通过估算花粉胚珠比(P/O)、杂交指数(OCI)及授粉试验分析3个烟草材料的繁育特性。结果表明:(1)哥西氏烟草的花粉活性(74.9%)显著高于K326(52.2%)和花烟草(45.3%),且K326与花烟草间差异不显著;3个烟草材料花粉活力日变化均呈双峰曲线,峰值分别在13:00与15:00左右,且3个烟草材料的花粉活力日最低值与气温日最高值同时出现在14:00。(2)K326柱头可授性显著高于花烟草和哥西氏烟草,且2个野生烟草间可授性无显著差异;不同烟草的最佳授粉时期不同,哥西氏烟草自开花前1d至花后4d,一直保持较高的柱头可授性;花烟草的最佳授粉时期为花后2~3d;K326的柱头在开花前1d至开花后1d授粉最佳。(3)K326以自交为主,存在异交现象;哥西氏烟草繁育类型为兼性异交,自交亲和;花烟草繁育以异交为主,自交亲和性差。研究认为,野生烟草柱头可授性显著低于栽培品种从而影响其结实性,花烟草结实率低主要是由自交不亲和性造成的,而缺乏有效的传粉机制是造成哥西氏烟草结实性差的主要原因。     

刺五加、短梗五加的开花动态及繁育系统的比较研究

野外定位观测刺五加（Eleutherococcus senticosus),短梗五回（E.sessiliflorus)的开花进程,花朵的功能形态特征和开花动态,用杂交指数（OCI）,花粉－胚珠比（P／O）,去雄,套袋,人工授粉等方法分别测定刺五加,短梗五加的繁育系统,结果显示,刺五加种群,短梗五加种群的花期均持续1个月左右,刺五加比短梗五加早开花20d 左右,二均有雄蕊先熟现象,刺五加是单全异株植物,种群内既具有雄性,又具有雌株,还具有两性株,繁育系统主要为异交,需要传粉活动才能完成授粉过程,与刺五加不同,短梗五加仅具两性花,但繁育系统也以异交为主,短梗五加两性花中的雌,雄器官既在空间上分离,又在时间上分离,只能进行同株异花间或异株,异花间传粉才能受精结实。     

片断化生境中滇桐传粉生物学和繁育系统

通过野外观察和人工授粉试验方法,对云南省文山州西畴县法斗分布区片断化生境中濒危植物滇桐(Craigia yunnanensis)的传粉生物学特征和繁育系统进行研究.结果表明:滇桐每个聚伞花序有2～9朵两性花,单花花期为3～4d,单花雌雄蕊在时空上有一定的隔离;杂交指数(OCI) ＞4,花粉-胚珠比(P/O)为1381±53;有效传粉昆虫为大头丽蝇(Chrysomyia megacephala);同株异花授粉结实率低;滇桐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;自然状态下滇桐的座果率(56.67％±3.85％)和结籽率(6.26％±0.75％)均较低,而异株异花授粉均可显著提高座果率及结籽率(P＜0.01),这与当前片断化生境中传粉昆虫少、效率低下等有关,表明生境片断化正在影响滇桐植株的早期生殖成功.     

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。     

峨眉拟单性木兰的开花生物学特性与繁育系统

为阐明峨眉拟单性木兰(Parakmeria omeiensis)在自然条件结实率低的原因和确定最佳人工授粉时期,该文通过观察峨眉拟单性木兰的开花动态,采用杂交指数估算、花粉胚珠比、花粉活力及柱头活性检测、人工授粉试验等方法对其繁育系统进行了研究。结果表明:(1)植物园保育的峨眉拟单性木兰花期在4月底到5月中下旬,持续17～23 d,雄株始花期比雌株早3～4 d,但两者花期可遇。(2)两性花经检测雄蕊败育,实为功能上的雌性,部分雄株个体的雄花上残留1～2个心皮,其性别分化是通过雌、雄蕊选择性败育形成的,为隐性雌雄异株(cryptic dioecy)。(3)雄花、两性花开放经历佛焰苞开裂、花被片开裂、展开、闭合、二次开放、凋落6个阶段,历时4 d。(4)雄花初次展开时花粉活力最高,达92.8%,开花2 d后活力显著下降;两性花柱头在花被片展开期可授性最强,盛开后柱头部分可授。(5)杂交指数为5,P/O比为2.14×10~4。(6)套袋试验表明,峨眉拟单性木兰不能进行自花传粉,人工异花授粉的结实率和出种数显著高于自然授粉,且不存在无融合生殖。这说明峨眉拟单性木兰繁育系统为专性异交,传粉过程需要传粉媒介,自然条件下结实率低,主要是受传粉昆虫和柱头可授期短的限制。     

蛛网萼开花物候、花部特征及繁育系统研究

为探讨蛛网萼(Platycrater arguta)传粉生物学特性,该研究以江西上饶广丰铜钹山国家级自然保护区、江西阳际峰国家级自然保护区蛛网萼为材料,采用野外观察和人工授粉等方法,对蛛网萼开花物候、花部形态及繁育系统进行了研究。结果表明:(1)蛛网萼为伞形花序,种群花期一般在6月中下旬至8月中旬,单花花期为2~3 d,花序花期持续10 d。两个保护区由于年均温度与光照的不同,花期进程有显著不同。(2)蛛网萼可孕花与不孕花从绿色变为白色时对访花昆虫有吸引作用,不孕花能够增加昆虫的访花频率。(3)蛛网萼花粉胚珠比(P/O)为2 520~3 100,杂交指数即是3或4。(4)繁育体系属于以异交为主,部分自交亲和,需要传粉者;熊蜂(Bombus sp.)、四条蜂(Apis florea)和油茶地蜂(Andrena cammelia)是蛛网萼的有效传粉昆虫。(5)套袋和人工授粉结果显示,蛛网萼为兼性自交和异交授粉,异株异花授粉能显著提高坐果率及结籽率,这主要与生境中有效传粉昆虫种类、数量少,花粉传递效率低,种群间基因流交流降低以及柱头自花及同株异花传粉等有关,从而表明在蛛网萼现有生境中植株的早期生殖成功受到影响。蛛网萼种群分布范围扩张以有性繁殖为主,无性繁殖作为重要补充及繁殖保障。     

关苍术花部综合特征与繁育系统的研究

采用定点观察,运用杂交指数估算、花粉/胚珠比(P/O)测定、套袋授粉等方法,对关苍术的花部综合特征及繁育系统进行研究。结果表明:种群花期为7月下旬至9月初,单花序花期为12~17 d,小花日开放高峰期为早上7:00~8:00;花粉活力最高(90%以上)在开花后2 h以内,而此时其柱头尚无可授性,柱头在花开48~72 h以内具有较强可授性;花粉/胚珠比为6 690,杂交指数为5,繁育系统为专性异交,优势访花者为蜂类和蝇类;套袋和授粉实验结果表明关苍术不存在无融合生殖现象,自交和同株异花结实率很低,其繁育系统以异交为主。通过关苍术花部综合特征和繁育系统的研究,进一步了解其生物学特性,为关苍术资源保护和人工培育提供了理论基础。     

Functional implications of the specialized staminal appendages in alpine ginger (Roscoea spp.: Zingiberaceae)

Floral organs are widely believed to enhance the pollination and reproductive success of angiosperms. However, the functional implication of some floral structures is still unknown. In this study, we explored the functional role of staminal appendages on male and female reproductive success of Himalayan Roscoea spp. and tested if their function differed between species with biotic pollination and autonomous selfing. Phenotypic manipulation is a powerful approach to test the functional effect of a particular trait on plant fitness. We compared various proxies of pollination success between intact flowers and flowers with manually excised staminal appendages. We found that the rate of visitation did not differ between intact and manipulated flowers. Our results revealed that in outcrossing Roscoea spp., the staminal appendages act as triggering devices to facilitate pollen release and deposition and also to manipulate the foraging position of pollinators to ensure both male and female reproductive success. In contrast, in autonomously selfing Roscoea spp., the removal of staminal appendages did not affect any aspect of pollination processes. Our results suggest that the staminal appendages are an integral component of outcrossing in Roscoea spp. and are maintained by selection pressure through both male and female reproductive success. This study provides important insights on how variation in breeding systems can provoke changes in the structure and function of floral organs among congeners.     

Pollen limitation and distance-dependent fecundity in females of the clonal gynodioecious herb Glechoma hederacea (Lamiaceae)

Summary Pollen movement is often restricted in natural populations, and insufficient pollination is a potential constraint on sexual reproduction in outcrossing species. Seed-set should decrease with increased distance from the pollen source in outcrossing plants. This prediction was tested using females of the clonal, gynodioecious herb Glechoma hederacea in three natural populations. In controlled pollinations, both hermaphrodites and females had similar high percentages of fruit-set and seed-set. In a natural population where a female clone was isolated from the nearest hermaphroditic clone by c. 100 m, fruit-set was low (1%). In another population where hemaphroditic clones were rare and female clones had a patchy distribution, fruit-and seed-set in females were pollen-limited and decreased with increased distance from the nearest pollen source. The estimated mean pollen dispersal distance was 5.9 m when calculated on fruit-set and 5.3 m when calculated on seed-set. The most frequent pollinators were bumblebees. The mean and median distances moved by pollinators between ramets were 0.13 m and 0.05 m. In a third population where female clones were isolated from the nearest hermaphrodites by more than 200 m, fruit-set was 0%. After introduction of 16 hermaphroditic ramets in the center of the female clone, fruit-set varied between 0% and 100% in individual female ramets. Fruit-set decreased with increased distance from the pollen source. The mean and median pollen movement distances were 1.06 m and 0.54 m.     

橙花瑞香的繁殖特性研究

瑞香属植物具有重要的药用和观赏价值,在中国资源丰富,但自然条件下低坐果率限制了该属植物的进一步开发和利用。该研究以橙花瑞香为对象,通过对其有性繁殖及传粉特性的研究,探索其自然坐果率低的原因,内容包括花部特征的测量分析,MTT染色法测定花粉活性,联苯胺-过氧化氢法测定柱头可授性,扫描电镜观察柱头、花粉的形态,传粉者观察,通过花粉胚珠比(P/O)和人工授粉实验推测橙花瑞香的繁育系统类型。结果表明:橙花瑞香的花部结构特殊,管状小花,花药两轮,雌雄蕊分离。花开后的花粉具有活性,柱头具有可授性,扫描电镜下,柱头和花粉的结构没有发育异常,且柱头上有花粉落置。橙花瑞香的传粉者主要是夜间访花的蛾类,访花频率低。P/O及人工授粉实验表明橙花瑞香的繁育系统为专性异交。橙花瑞香的坐果率非常低,自然坐果率为1.4%,人工异花授粉为23.3%,低坐果率可能是受其开花量大、异花花粉限制、资源限制以及花部结构等因素的影响。     

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。     

3种雌雄异熟樟科植物开花动态的比较研究

为了解樟科植物雌雄异熟的繁育系统特点,对3种樟科植物阴香(Cinnamomum burmannii)、紫楠(Phoebe sheareri)和浙江楠(Phoebe chekiangensis)雌雄异熟花的开花动态进行了比较研究.结果表明,3种植物雌性功能期的开始时间、雌性功能期和雄性功能期的时间分配有差异.3种植物的主...