山莨菪(茄科)的传粉生物学

茄科的多数种类具有自交不亲和的特点, 主要通过异花传粉结实; 但是, 一些物种或者物种内的部分种群或者个体却高度自交亲合, 转变为自交的繁育系统。该科植物山莨菪(Anisodus tanguticus)主要分布在青藏高原, 开花较早, 比其他晚开花的植物种类更加缺少有效的异花传粉昆虫。我们选择了位于不同海拔高度的2个种群进行比较研究, 主要目的是检验该物种的繁育系统是否在极端环境下由于传粉者的缺乏而发生了部分改变。研究发现,山莨菪的花不完全雌性先熟, 柱头和花药间的平均距离随着花开放时间的延长而不断缩小, 但两者在多数花的单花花期结束时并没有发生接触。因此, 山莨菪花主要表现为适应异花传粉的雌雄异位特征。然而, 少数花 (4.9％)的柱头和花药发生接触, 为“自动自交”的传粉解除了空间隔离。2个种群的多数个体存在自交不亲和机制, 应具有异花传粉的繁育系统; 但是部分个体具有明显的自交亲和能力, 为自交提供了生理基础。高海拔种群的传粉昆虫主要是厕蝇(Fannia sp.), 它们在不同植株间的活动能够保证异花传粉结实; 同时该种群的部分个体存在“自动自交”。低海拔种群的主要访花昆虫是蚂蚁, 它们在花内的活动导致花粉在同一朵花内传递, 而引起“协助自交”; 而异花传粉昆虫厕蝇的访花频率则较高海拔种群低。两个种群的结实均由于异花传粉者不足而受到传粉限制。因此两种不同类型的自交机制为该早期开花植物异花访花昆虫的不足提供了一定程度上的繁殖补偿。     

光强和施肥对杜鹃红山茶成花品质的影响

杜鹃红山茶(Camellia azalea)为我国特有的珍稀濒危植物, 因四季都能开花且花色鲜艳, 具有较高的观赏价值,目前还没有影响其花观赏品质的研究。研究光照和施肥对杜鹃红山茶花瓣花青素含量和花芽数的影响。研究发现, 光照强度导致花芽数量改变, 但高光照(全光照和 80%自然光照)和过低光照环境(20%自然光照)均不利于其花瓣中花青素的积累, 50%自然光照下花青素含量显著高于其他光照环境下花青素含量。 施肥能促进杜鹃红山茶开花, 但对花色没有显著影响。研究指出, 为提高杜鹃红山茶的观赏品质, 其生长环境可参考 50%自然光照,并适当施肥。     

异型花柱植物喀什补血草的传粉者功能群与花粉转移效率

异型花柱是受遗传控制的花柱多态现象, 被达尔文认为是植物通过在传粉者体表不同部位滞落花粉以促进型间花粉准确传递的一种适应。该现象虽已受到广泛关注, 但在一些花型变异较大且不稳定的传粉系统中, 不同传粉者对各花型繁殖所产生的影响仍知之甚少。该研究以分布于新疆天山南坡的一个有同长花柱共存的异型花柱植物喀什补血草(Limonium kaschgaricum)种群为研究对象, 对其花型构成及频率、传粉者及花粉转移效率等进行了调查分析。结果表明: 1)种群中除了存在雌/雄蕊长度交互对应的长(L)/短(S)花柱型花外, 还有雌/雄蕊同长的花(H型), 且各花型花的花冠口直径、花冠筒长及花粉量等参数间无差异, 但花粉纹饰和柱头乳突细胞形态具二型性。其中, H型花的花粉和柱头形态与L型花(或S型花)的一致。2)花型内和自花授粉均不亲和; 型间授粉时, 花粉和柱头形态不同的花型间亲和, 反之不亲和。3)种群内存在长/短吻两类传粉昆虫。在以短吻传粉者为主的盛花初、中期, L和H型花柱头上的异型花粉数均显著高于S型花的, 且L和S型花高位性器官间的异型花粉传递效率高于低位性器官间的; 而在以长吻传粉者为主的盛花后期, L和S型花的柱头间异型花粉数无显著差异, 且高/低位性器官间具有相同的异型花粉转移效率; 与传粉者出现时期相对应的、在花期不同阶段开放花的结实率也明显不同。4)长/短吻昆虫具明显不同的传粉功能, 短吻昆虫只能对L和H型花进行有效传粉, 且访花频率和型间花粉转移效率较低, 为低效传粉者; 而长吻昆虫对各花型均能有效传粉, 具高的访花频率和型间花粉转移效率, 为高效传粉者。因为长吻昆虫的阶段性出现所形成的不稳定传粉系统, 使低效的短吻昆虫可能会成为种群中花型变异的驱动力, 并使S型花受到更大的选择压力。H型花克服了柱头缩入的弊端, 可能会成为不稳定传粉系统下的一个替代花型而持续存在。     

安徽羽叶报春的有效传粉昆虫及花朵密度和种群大小对传粉效果的影响

对濒危植物有效传粉昆虫种类及其传粉行为的主要影响因素进行研究是科学合理地制订保护措施,从而对该物种实施有效保护的一个前提条件.安徽羽叶报春Primula merrilliana为二年生草本,具二型花,是我国特有的珍稀濒危物种.本文对其有效传粉昆虫种类、传粉行为及花朵密度和种群大小对传粉效果的影响进行了研究.结果表明安徽羽叶报春的有效传粉昆虫为截形蜂虻Bombylius major和中华雏蜂虻Anastoechus chinensis,而不是先前认为的蓟马Thrips sp,.花朵密度和种群大小对传粉效果均有显著的影响.高密度的花朵可以提高对有效传粉昆虫的吸引力,传粉昆虫数/天、被访花朵数/天和平均每花的被访次数/天与样方花朵的密度呈正相关关系.柱头所接受的正配花粉数和总花粉数及正配花粉数所占的比例均随种群中植株数目的增加而增加.型比的偏离和传粉昆虫的缺乏可能是导致小种群中传粉不利的主要因素.     

珍稀濒危植物陕西羽叶报春的开花及传粉生物学研究

陕西羽叶报春为中国珍稀濒危植物,研究其开花物候、传粉者及访花行为、花粉活力、柱头可授性、繁育系统,以明确陕西羽叶报春的传粉特性及制濒机制。以勉县陕西羽叶报春野生居群为研究对象,通过野外观察和人工授粉实验首次对陕西羽叶报春的传粉生物学进行研究。结果表明:(1)陕西羽叶报春种群花期为2-4月中旬,单花花期一般为14~17 d;单花开花进程中花部形态有6个明显发育变化:全部被萼片包裹、花苞伸出并为深粉色、花朵打开为淡粉色、花冠为白色、花朵枯萎、花冠脱落花萼宿存。(2)陕西羽叶报春为异花授粉植物,蜜蜂属为其主要传粉者。(3)柱头在花粉未开裂前就具有可授性,可授性逐渐增强;花药在花瓣打开后的第3天才开始开裂、散粉,在第4天活力最高,为98.18%,此后逐渐减弱。(4)繁育系统检测显示,长、短柱型花的花粉/胚珠比分别为902.26和831.48,杂交指数为4;套袋实验显示,陕西羽叶报春异型交配可育,同型交配不可育。由此表明,陕西羽叶报春的繁育系统为异交型,自交不亲和,需要传粉者。综上所述,陕西羽叶报春传粉者种类少、自交不亲和、胚珠败育现象可能是导致陕西羽叶报春濒危的重要原因。     

云南草蔻花蜜分泌格局与访花动物行为及其对果实和种子产量的影响

依靠动物传粉的植物, 其繁殖成功 (胚珠受精与花粉散布 ) 很大程度上取决于访花动物的种类和拜访行为, 而访花动物的种类和行为又受植物提供给传粉者的回报, 主要是花蜜分泌格局的影响。通过对姜科山姜属植物云南草蔻 (Alpiniablepharocalyx) 花蜜分泌量及糖分含量的测定, 拜访动物种类、传粉昆虫拜访频率及停留时间的调查, 主要盗蜜者花松鼠 (Tamiopsswinhoei) 的盗蜜行为观察, 植物的结实率以及结籽量的分析等, 探讨花蜜分泌与传粉昆虫的关系以及盗蜜对果实及种子生产的影响。研究表明 :云南草蔻的两种花型花蜜的分泌量在一天的单花开花过程中呈现相反的格局, 花柱上举型花下午的花蜜分泌量高于上午, 而花柱下垂型花则上午略高于下午 ;两种花型花蜜的糖分浓度都随着开花时间而下降 ;共有 17种访花动物拜访云南草蔻的花, 其中 8种具有传粉作用 ;传粉昆虫的停留时间随拜访频率的不断增加而缩短 ;被盗蜜植株与未被盗蜜植株的结实率差异不显著而结籽量差异显著。     

益智传粉生物学的研究

 益智（Alpinia oxyphylla）的花期从2月底至4月下旬;单株花期（花序）约为16～26 d,通常为23～26 d;单花花期一般为1 d。正常情况下,益智和其它山姜属植物一样,具有花柱卷曲性促进异花授粉的机制,表现出两种类型：花柱上举型和花柱下垂型,其花柱卷曲运动的节律与其它已报道的山姜属植物基本一致。但观察发现,当遭遇低温天气时(日最高气温<18℃),单花花期延长为2 d,无论是上举型个体还是下垂型个体,均只表现出一种花型——下垂型：上午开花时花柱弯向上,柱头位于已开裂散发出花粉的花药上方,直到第二天上午6∶30～11∶00间,花柱才陆续地慢慢向下运动,柱头下降至与花药等高或位于花药下方。益智的主要传粉昆虫是蜜蜂（Apidae sp.）、木蜂（Xylocopa sp.）,绝大多数的访花者的访花目的是吸蜜。益智的花蜜分泌量（8.37～15.79 μl）和花蜜含糖量（30.12%～32.83%）较高,花蜜是益智作为传粉者访花的最主要的报酬。实验结果还表明,益智花部中唇瓣对昆虫访花有显著的招引作用;益智的花蜜对蜜蜂的访花频率有显著的影响,对木蜂有一定的招引作用,但并不显著。而花粉（花药）则对昆虫的访花频率影响不大。人工授粉实验结果表明益智存在自交亲和性,无论是上举型或下垂型个体自交和异交均有较高的结实率;人工自交和异交的结实率在上举型植株中存在较大的差异,而在下垂型个体中则差异不明显;去雄套袋、去柱头套袋和完全套袋不授粉等处理均不结实,表明益智不存在无融合生殖现象和自动自花授粉现象。益智的繁育系统是异花授粉交配系统。     

中国特有种——沙芥繁育系统和传粉生物学研究

运用定位观察、杂交指数、花粉-胚珠比、套袋试验和重力玻片法等方法,对沙芥自然居群和人工栽培种群的开花日动态、繁育系统和传粉习性进行了研究.结果显示:沙芥在自然居群和人工栽培种群开花日高峰分别在19:00和15:00～18:00.沙芥繁育系统为异花授粉植物.沙芥传粉媒介中风的飘移能力非常微弱;沙芥自然居群的访花昆虫有19种,分属于6个目;人工栽培种群的访花昆虫有11种,分属于6个目.意大利蜜蜂、熊蜂、黑带食蚜蝇和拟蜂食蚜蝇是两个居群共有的主要传粉昆虫,在自然居群熊蜂每天的访花频率呈双峰曲线,其中访花最高峰与开花日高峰基本重叠.     

Differences in floral traits and flower visitation rates in mating systems in Prunella vulgaris (Lamiaceae)

夏枯草交配系统对花特征和访花频率差异的影响 植物花特征和传粉者的访问次数与交配系统类型密切相关。唇形科植物夏枯草(Prunella vulgaris)存 在两种植株类型,分别为柱头伸出花冠和柱头在花冠内部的植株,而且两种植株的比例在不同种群中存在差异。本研究选择柱头伸出花冠外植株占绝大多数、柱头伸出花冠外植株占多数和柱头在花冠内部植株占多数的3个种群,通过比较每个种群中两种植株类型的开花物候、花形态特征、昆虫访问频率、自交能力、传粉者对结实的贡献以及近交衰退的水平,以检验花特征和传粉者访问次数与交配系统类型的关系。研究结果表明,与柱头在花冠内部的植株相比,柱头伸出花冠外的植株具有更大和更多的花,产生更多的花粉和花蜜,具有更高的访花频率,并主要通过异交产生种子。在种群水平,柱头伸出花冠外的植株占多数种群的访花频率显著高于柱头在花冠内部植株占多数的访花频率。柱头在花冠内部的植株比柱头伸出花冠外的植株具有更强的自动自交能力,在传粉者缺乏时为其提供了繁殖保障,但繁殖保障和异交率在不同种群中差异不显著,表明较低的昆虫访问能够满足夏枯草的授粉需求以产生种子,这可能与夏枯草较少的胚珠数量(每朵花仅有4个胚珠)有关。柱头在花冠内部植株的近交衰退水平低于柱头伸出花冠外植株的近交衰退水平,但两种植株类型的近交衰退水平均低于0.5,说明近交衰退不足以阻止该物种中自交的进化。综上所述,柱头在花冠内部的植株能够通过自交为夏枯草提供繁殖保障,而柱头伸出花冠外的植株能够利用昆虫传粉确保异交,表明混合交配系统在该物种中是一个稳定的状态。     

琼花生殖器官结构及传粉昆虫的观察

为了探讨影响琼花Viburnum macrocephalum f.keteleeri有性生殖的因素,对其生殖生物学和传粉生物学进行了研究。研究内容主要包括琼花花部特征、生殖器官解剖结构、花粉活力、花粉胚珠比(P/O)、繁育系统、传粉形式、传粉昆虫和花粉管生长路径等。结果表明:(1)琼花聚伞花序由大型不孕花和小型可孕花组成,可孕花雌雄蕊发育正常,雄蕊5枚,雌蕊1枚,干型柱头,单子房,倒生胚珠;不孕花的雌雄蕊在发育早期正常,而在花期时退化。雄蕊退化表现为雄蕊消失、花丝缩短或消失或花药大小不一;而雌蕊退化表现为雌蕊缩小或柱头开裂;有时雌雄蕊也存在瓣化现象。(2)自然条件下,单花花粉活性在散粉4–5d后明显下降,居群花粉活力在4月25日–28日开始显著下降。(3)花粉胚珠比P/O值为12800–18700,属专性异交型;繁育系统为异株异花授粉,属虫媒传粉植物。(4)可孕花大量散粉时间为9:00–16:00,昆虫访花高峰时段为11:00–15:00,访花昆虫中以蝶类和蜂类为主,蝶类访花频率最高。(5)落置柱头的花粉萌发率较高,花粉粒授粉后1h左右开始萌发,花粉管从柱头乳突细胞的间隙穿入花柱,沿花柱中央引导组织生长,18h左右进入子房,20h左右从珠孔进入胚囊。讨论了琼花的不孕花形成、花部结构适应、花型演化趋势、低结实率和花粉管生长特点。     

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。     

张氏红山茶——一个具有优先权的合法和正确名称

张氏红山茶Camellia changii Ye是1985年在广东省植物学年会上以抽印本先行发表的,依照国际植物命名法规第29.1条款,第30.4条款和第31.1条款,根据它刊印在广东省植物学会会刊第三期在发表时间上的说明以及1985年12月20日编印的广东省植物学会1985年年会论文目录,均表明张氏红山茶的学名是一个有效发表和合格发表的名称。C.azalea Wei是张氏红山茶的一个晚出异名,中国植物志合并了C.azalea Wei应是权威的选择,对此应该加以尊重。     

杜鹃红山茶遗传多样性的ISSR分析

运用ISSR分子标记技术,利用筛选的10条ISSR引物,对珍稀濒危植物杜鹃红山茶(Camellia changii Ye)2个亚种群60个单株的遗传多样性进行了研究。结果表明:物种水平上的多态位点百分率(PPB)为55.29%,Nei’s基因多样性指数(H)及Shannon多态性信息指数(I)分别为0.2191和0.3215。种群间的遗传分化系数(GST)仅为0.0922。研究结果揭示了杜鹃红山茶的遗传多样性较低,亚种群间遗传分化较小。小种群和人为活动干扰是杜鹃红山茶现存种群的主要限制因素。影响杜鹃红山茶种群发展的其它因素亟需进一步研究。     

The genetic dissection of floral pollination syndromes

A major factor in the evolution of the angiosperms is the adaptation of plants to animal pollinators. The specific morphology of a flower, its color, nectar composition and scent production can all contribute to reproductive success by attracting pollinators and by limiting out-crossing with other species. It has now become feasible to dissect the genetic basis of plant adaptation to different pollinators.     

Dependence of out-crossing indices on genotypic features in common wheat

The out-crossing indices (out-crossing rate, rate of plants on which out-crossing had occurred, and out-crossing intensity) in F₂ plants of soft winter wheat derived from the reciprocal crossing B-16 × Odesskaya Krasnokolosaya are analyzed using storage proteins as genetic markers. The out-crossing index is substantially dependent on the growing conditions. The out-crossing rate in a reciprocal population amounted to 0.35% (Odessa, 2000) and 5.11% (Kiev, 2004). The greatest out-crossing indices are observed in homozygotes for the presence of the rye 1BL/1RS translocation. The value of the out-crossing index in heterozygotes for the presence of this translocation is intermediate. Differences in the out-crossing index between plant populations derived from direct and reciprocal crossings are found. The multidirectionality of these differences with respect to out-crossing rate and the percentage of plants with out-crossing, on the one hand, and the out-crossing intensity, on the other hand, is noted.     

The pollination ecology of Echeandia macrocarpa (Liliaceae)

Field research and observation of the breeding system of the salvadoran extension of theEcheandia macrocarpa complex indicate an entirely mellittophilous syndrome, withBombus ephippiatus Say workers as the primary pollen vectors. Foraging behavior coupled with the floral morphology/ phenology of the host plant suggests a trend towards obligatory out-crossing. The foraging behavior ofB. ephippiatus workers on the host plant and on flowers of co-blooming species is reported to elucidate the dynamic processes that determine the present co-evolutionary status ofE. macrocarpa and its chief pollinator.     

Spatial genetic structure and clonal diversity of island populations of lady's slipper (Cypripedium calceolus) from the Biebrza National Park (northeast Poland)

Three populations of the rare and endangered plant species Cypripedium calceolus were included in a study of genetic diversity and spatial genetic structure in the Biebrza National Park, northeast Poland. Analysis of 11 allozyme loci indicate that the populations of this species contained high genetic variability (P = 45.5%, A= 1.73). On the other hand, the genetic differentiation (FST = 0.014, P < 0.05) among C. calceolus populations was very low when compared to other species with similar life history characteristics. The observed high rate of gene flow (Nm = 18) may suggest that the populations studied derived from each other in the recent past. Five polymorphic allozyme markers identified 109 multilocus genotypes in three populations and the majority of them (67%) were population-specific. One of the populations studied, characterized by particularly extensive vegetative reproduction, showed the lowest clonal diversity (G/N = 0.15) and heterozygosity (HO = 0.111) values and the highest FIS(0.380), when compared to other two populations (G/N = 0.26-0.27, HO= 0.166-178, FIS = 0.024-0.055). This may indicate that clonal reproduction has an important influence on the genetic structure of C. calceolus populations. The longevity of genets, the out-crossing breeding system and the presence of recruitment from seeds are factors maintaining genetic diversity in C. calceolus.     

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。     

Neither protogynous nor obligatory out-crossed: pollination biology and breeding system of the European Red List Fritillaria meleagris L. (Liliaceae)

For 4 years we studied pollination biology and breeding system of the critically endangered, Red List plant Fritillaria meleagris L. (Liliaceae), in the larger of the two remaining populations of the plant in SE Poland. Our observations indicated that, contrary to literature data, the species is not dichogamous nor is it obligatorily out-crossing. Selfing, although rare in natural populations, results in fully developed seeds. Flowers are visited by several insect species, mostly social and solitary bees. In spite of extremely low visitation rates to this early spring-flowering plant, the species is not pollen limited. Although the largest pollen loads are transferred by solitary bees, the key pollinators are bumblebees (mostly the most common species, Bombus terrestris and B. lapidarius) due to their seasonal and floral constancy, and tolerance of bad weather conditions. The current decline of the studied population seems not to be related to the species' pollination or breeding systems but to plant habitat loss. It is suggested, however, that in smaller populations, the species' dependence on generally rare pollinators and largely out-crossed breeding system may accelerate local extinction.     

入侵植物剑叶金鸡菊的繁殖特征及其与入侵性之间的关系

入侵植物剑叶金鸡菊(Coreopsis lanceolata)既可进行有性繁殖, 又能进行克隆繁殖, 其繁殖特征可能对其入侵性具有重要影响, 然而目前相关研究较少。通过观测剑叶金鸡菊的花序开花动态、交配系统、种子萌发特性等有性繁殖特征及克隆繁殖特征, 研究了上述繁殖特性及其与入侵性之间的关系。结果表明, 剑叶金鸡菊每年4月下旬开始现蕾, 5-11月为花果期。单个花序的花期为5-6天, 至果实成熟开裂约18天。单个花序自交及同株异花授粉不亲和, 为异株异花授粉的异交型, 其花粉-胚珠比(P/O比)为103 549.40 ± 7 162.44。花序高花粉活力及本地蜂传粉行为保障了花粉资源, 因而结实率高达12 000粒∙株^-1。自然条件下其种子的萌发率高达50%以上, 且2-3天即可萌发。剑叶金鸡菊克隆繁殖能力非常强, 整个生长季节均可见从根蘖长出的密集型克隆分株, 8月下旬开始出现游击型克隆生长, 通过密集型和游击型克隆生长, 剑叶金鸡菊排斥其他物种形成单优种群。上述研究结果说明, 剑叶金鸡菊的入侵性与其繁殖特征密切相关。