牛耳朵传粉生物学研究

苦苣苔科(Gesneriaceae)报春苣苔属(Primulina Hance)是一个近年来备受关注的类群,其纷繁复杂的物种多样性和属下种间的特有分布引起了分类学家和植物学研究者的极大兴趣。该属除了极少数的物种如牛耳朵[(Primulina eburnea (Hance) Y. Z. Wang)]以外,绝大部分的物种为狭域分布或地方特有种,其分布范围很窄。为了揭示牛耳朵的传粉生物学和繁育系统对其生殖过程和拓殖能力的影响机制,作者系统地研究了牛耳朵的开花物候、花粉与柱头活性、访花昆虫的种类和访花行为、花粉胚珠比、OCI指数和套袋实验结实率,探究其传粉等生殖过程对牛耳朵的广布是否有正面影响。结果表明:牛耳朵的自然花期是3—5月,全花期约45 d,其中盛花期约20 d,单花期6～8 d;开花后1～2 d花粉活力最强,开花前柱头没有可授性;花粉胚珠比为537;杂交指数为5;去雌套袋、去雄套袋均无法结实,说明本种不存在无融合生殖;与自然授粉相比,自花授粉结实率略低,异花授粉结实率略高,说明自交亲和;牛耳朵的主要传粉者是花条蜂(Anthophora florea)和熊蜂(Bombus sp.)。花蜜产量较高、花粉量较大、花粉活力较强等特点,有利于牛耳朵完成传粉和结实的整个繁殖过程。因此,这一结果显然有利于牛耳朵的拓殖进而广布在我国华南至西南地区的喀斯特地区。     

两种广西特有报春苣苔属(苦苣苔科)植物传粉生物学研究

通过野外观察和室内试验,对两种广西特有的桂林小花苣苔和阳朔小花苣苔的传粉生物学进行比较研究。结果表明:两种报春苣苔属植物花期从7月底至8月初;单花花期内花粉具有较高的活性,最高可达92.6%和94.5%;柱头可授性最高时可达90%和95%;花粉/胚珠比率(P/O)分别为110.28±17.45和229.65±18.00;柱头与花药之间存在着空间隔离,可防止自花授粉;在单花花冠裂片张开后第3天,花药开始散粉,但雌蕊在花朵刚开始开放时已伸长,待第3天时柱头已伸长到位于花冠筒口部,高于花药,便于接受异花花粉;该两种植物均不存在无融合生殖现象;两种报春巨苔属植物均高度自交亲和,但很难发生自发的自花授粉,必须依靠外力,因此传粉媒介对于结实率有重要影响,自然条件下基本不发生自花授粉;在自然状态下结实率明显低于两种人工授粉的结实率;小蜂和淡脉隧蜂是目前已知仅见的两种传粉者。     

珍稀濒危植物瑶山苣苔开花生物学及繁育系统研究

对仅分布于广西金秀老山自然保护区的国家Ⅰ级保护植物瑶山苣苔进行了开花生物学和繁育系统研究.结果显示:(1)瑶山苣苔花期从8月底至11月初,开花无固定时间.单花开放过程可分为萌动、露白、盛开、凋落4个阶段,且花朵具明显的增大再生长现象.(2)单花、花序、单株水平上的开花物候都表现出开花不同步性,单花花期约5~14 d,单花序花期约11~20 d,单株花期约8~20 d.花粉活力在散粉后6 d内相对较高,但花粉在野外通常于散粉3 d内被昆虫啃食完.(3)柱头在花药散粉时明显高于花药,便于接受异花花粉,柱头在散粉后第4天具可授性,可持续5~6 d.(4)瑶山苣苔杂交指数(OCI)为5,花粉-胚珠比(P/O)为379.64±145.61,繁育系统为兼性异交,自交亲和,传粉过程需要传粉媒介.研究表明,不稳定的传粉环境可能是该物种至濒的主要生殖生物学原因,自发自交"是其在开花期间对不稳定传粉环境的一种适应.     

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。     

芍药的传粉生物学研究

对内蒙古赤峰市高格斯台罕乌拉自然保护区2个自然居群和内蒙古农校芍药园内2个栽培品种的芍药进行了连续2年的观察和研究表明,不同居群、不同品种的芍药花期相同,均为23~27d。芍药不存在无融合生殖,有微弱的自交性,不存在闭花授粉的现象。是以昆虫为媒介以异交为主要传粉方式的物种。不同花期的结实率之间没有显著差异(F=1.501)。芍药的结实率较低,野生居群平均只有23.27%的胚珠发育成种子。两个野生居群的传粉强度和传粉效率小于栽培品种单瓣花,结实率也低于栽培品种单瓣花。三个实验样地不同居群间的人工授粉结实率基本一致,且均高于其他组合。     

野生翠雀传粉生物学特性研究

对从北京郊区引种的野生翠雀(Delphiniun grandiflorum L.)的开花习性进行了观察,对其花粉活力、柱头可授性,花粉/胚珠比(P/O),杂交指数(OCI)进行了检测,并进行了人工授粉实验。结果表明:(1)翠雀的花序为总状花序,具3~15朵花,花梗长1.5~3.8cm,单花期10d,花序花期15~18d。(2)翠雀花粉活力日变化呈先升高后降低的趋势;柱头在开花当天至开花后4d无可授性,在开花后的5d、6d有可授性。(3)翠雀的花粉胚珠比(P/O)为2 159.14,杂交指数OCI为5;人工授粉实验表明,翠雀在自然条件下能够结实,结实率为100%;存在自主自花授粉现象,部分自交亲和,结实受传粉者限制;不存在无融合生殖现象。(4)翠雀主要的访花昆虫有四条无垫蜂和短腹管蚜蝇。研究认为,翠雀的繁育系统为兼性异交或专性异交,部分自交亲和,需要传粉者。     

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。     

报春苣苔的生态生物学特征

报春苣苔是苦苣苔科多年生喜Ca草本植物,因分布区极窄而被列为第一批国家I级重点保护野生植物。基于其生态生物学特征探讨报春苣苔的濒危机制及解濒措施。报春苣苔生于海拔约300m的石灰岩山洞口附近的植物群落中,群落主要由一些喜Ca及耐阴湿植物组成。其伴生植物为苔鲜。从洞口向里,植物种类越来越少,报春苣苔的数量却越来越多。植株个体越来越小,开花的比例也越来越少。洞口的报春苣苔种群呈均匀分布。深处则呈集聚分布,洞穴的壁顶的报春苣苔群落为单一种且呈集聚分布。报春苣苔需要偏碱性的硬质水才能生长。其生存土壤太薄且营养贫乏,PH值为7．5,有机质、全N、全P和全K含量分别为1．8％、0．87％、0．16％和0．71％。因而植物的生长极为缓慢,一般一株的年生长量为30g左右。报春苣苔分布点CO2平均浓度为0．09％,高于洞外约2倍。其相对湿度终年保持在97％左右。报春苣苔仅生于相对弱的光环境下,且只在散射光线能到达的地方出现,大约只忍受正常光强的1／4以下。作为洞穴植物,其生态分布的限制因子是光源和特殊的大气环境。生境的特殊性导致其分布狭窄,3a的移栽实验表明迁地保护转术日前环不成功。     

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。     

桂林唇柱苣苔传粉生物学及生殖配置研究

对桂林唇柱苣苔在不同生境下（YZ居群,半野生,林下裸露岩石上;DB居群,洞穴岩石上）的生殖生态学进行了比较研究。结果表明：（1）桂林唇柱苣苔的花期为2月下旬至4月中旬,受环境因素的影响,单花期在DB居群（16~24 d）明显长于YZ居群（10~17 d）;（2）两个居群的P/O比差异显著,花粉量比胚珠量有更明显的变化,这可能与其生境有关;（3）桂林唇柱苣苔属于兼性异交系统,不存在无融合生殖现象;(4)传粉和种子后熟阶段均存在限制,致使各种处理的结实率均处在较低的水平（<45％）;（5）白颊尤垫蜂与小蜂类(DB居群)或蜜蜂(YZ居群)为桂林唇柱苣苔较为稳定的传粉者;（6）桂林唇柱苣苔植株个体越大,花期繁殖投入就越高,繁殖分配越低;（7）与DB居群相比,YZ居群可利用资源较为丰富、植株生物量较大,因此其花期投入繁殖也较高,而DB居群将更多的资源分配给营养器官,从而提高了对资源获取能力。     

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。     

狭叶坡垒传粉生物学初探

狭叶坡垒(Hopea chinensis)为常绿乔木,是我国热带季雨林的代表树种之一。它树型优美,具一定的耐寒性,是我国珍稀濒危保护植物。为阐明其传粉生物学特征和迁地保护的繁殖潜力,该文在引种地桂林植物园对狭叶坡垒的开花物候、花尺寸和花气味进行了观察和测量,运用杂交指数(OCI)、花粉胚珠比(P/O)、花粉活力、柱头活性检测和人工自交等方法对其繁育系统进行了检测,观察了访花昆虫并检验了其传粉效率,通过人工异交检验了繁殖潜力和可能的传粉限制。结果表明:(1)桂林植物园内狭叶坡垒的花期为7月底到9月底,持续60 d左右,一个花序花期约12 d,单花期约3 d,花朵开放时间为17:00—18:45。(2)雌雄同熟,雌蕊空间位置高于雄蕊,高花粉活力和高柱头可授性出现时间基本一致。(3) OCI等于4,P/O为10 788±984。(4)无自动自花授粉能力且自交不亲和,自然条件下和异交授粉能坐果且坐果率无显著差异。(5)蕈蚊是狭叶坡垒唯一的传粉者。(6)主要花香成分为β-榄香烯、(E)-7,11-二甲基-3-亚甲基-1,6,10-十二碳三烯和1-石竹烯。综上所述,狭叶坡垒繁育系统为异交,在迁地保...     

广西蜘蛛抱蛋(Aspidistra retusa)的传粉生物学研究

蜘蛛抱蛋属植物的花部结构丰富多样,且常常贴地表开花,但其传粉生物学研究鲜有报道。广西蜘蛛抱蛋(Aspidistra retusa)是广西特有植物,为揭示该物种的自然传粉机制,在蜘蛛抱蛋属世界分布和分化中心的广西境内,开展了广西蜘蛛抱蛋开花物候、访花昆虫及繁育系统的野外观测研究。结果表明:广西蜘蛛抱蛋的花部结构中雄蕊高于雌蕊,但自交不亲和,为异花传粉;双翅目瘿蚊属成虫(Cecidomyia sp.,Cecidomyiidae,Diptera)为其专性传粉者,作为回报,广西蜘蛛抱蛋为瘿蚊提供理想的交配场所,同时提供大量的花粉供雌瘿蚊取食以补充生殖所需能量,并为受精卵的孵化以及幼虫的发育提供舒适的环境。该研究用实地现场观察第一手数据验证了前人有关蜘蛛抱蛋属植物瘿蚊传粉的推测,为中国蜘蛛抱蛋属植物传粉生物学研究的首次报道,然而蜘蛛抱蛋属植物花部结构极具多样性,应存在更多样的传粉方式,还有待更深入的调查研究。     

多星韭(Allium wallichii)的传粉生态学初探

韭菜坪地区是世界最大的野生韭菜花带,全国唯一的野生韭菜花保护区。为探讨多星韭在该地区的传粉生态学特性以及生态适应性,该研究对多星韭的花期、形态特征、访花者进行了定点观察实验,通过人工授粉实验探究其繁育系统; 通过海洋光谱仪检测蜜蜂视觉对两种花色的显著性; 通过气相色谱进行测定其各部分的次级代谢产物的组成。结果表明:多星韭花为雄先熟,单花期为7～8 d,花序持续开花时间为25～28 d; 花蜜量为(0.61±0.07)μL; 中华蜜蜂(Apis cerana)为主要有效传粉者,隧蜂、食蚜蝇、蝇类为偶见访花者; 海洋光谱仪的测定结果表明紫花色在绿叶中对蜜蜂视觉来说更显著。访花者在不同花色间的访花频率有显著性差异,但单次访花频率无差异。当两种花色同时存在时中华蜜蜂会优先访问紫色花的多星韭,在访紫花时,由于受到气味的影响,大部分蜜蜂也会访相邻的白花多星韭。多星韭的次级代谢产物分析结果表明,茎、子房和花梗含有多种刺激性含硫代谢物,花器官以及花蜜拥有多种花香类次级代谢物; 其有性繁殖为自交和异交混合交配系统,具有无融合生殖。综上结果表明,多星韭在该地区不存在花粉限制,多星韭的繁殖学特征表明其具有能较好的环境适应性。     

蓝花丹结实率低的传粉生物学和繁育系统初探

为解释蓝花丹自然结实率低的原因,该研究从传粉生物学和繁育系统入手,采用TTC法与联苯胺-过氧化氢法分别测定花粉活力和柱头可授性的动态变化;用花粉-胚珠比(P/O比)、杂交指数(OCI)估算蓝花丹繁育系统类型并通过人工控制授粉试验验证。结果表明:(1)蓝花丹L型雌器官与S型雄器官、L型雄器官与L型雌器官成熟时间重叠区域较多,雌雄性器官在成熟时间上无显著差异;而S型雌器官与L型雄器官、S型雌器官与S型雄器官成熟时间重叠区域较少,但蓝花丹持续开花的模式缓解了雌雄性器官时间差异而引起的生殖隔离。(2)蓝花丹L型花P/O为502.00±52.30,S型花P/O为482.70±87.91,OCI为4,综合判断蓝花丹的繁育系统属于专性异交型且具有异型自交不亲和的特性。综上可初步解释蓝花丹自然结实率低的原因为内外因素共同作用的结果,其中雌雄性器官同熟时间短不是主要原因,而其本身较强的自交不亲和性可能是自然结实率低下的关键性内因。由于蓝花丹的专性异交繁育系统使其成功授粉需要传粉媒介,但因引种地与原产地环境存在显著差异,同时开花模式不集中导致的缺乏传粉者完成异花授粉或许是引起异交成功率降低的主要外因。因此,提高蓝花丹的结实率应从克服其自身自交不亲和性以及适当引入安全传媒昆虫入手。     

锦鸡儿(Caragana sinica(Buchoz) Rehd)传粉生物学研究

对唐家河国家自然保护区内锦鸡儿(Caragana sinica(Buchoz)Rehd)的花期、访问者、有效传粉者种类及行为、花蜜分泌节律和繁育系统等进行定点观察和实验处理。结果表明:锦鸡儿单花花期约5d,种群花期约20d。拥有以吸蜜为主的条蜂属(Anthophora)、熊蜂属(Bombus)和太阳鸟属(Aethopyga)3种传粉者功能群。综合访花频率和花粉落置数,茜条蜂(Pyganthophora rubricus Dours)和蓝喉太阳鸟(Aethopyga gouldiae)为主要有效传粉者,熊蜂(Bombus)为次要有效传粉者;蚂蚁(formicidae)和西方蜜蜂(Apis mellifera Linnaeus)为主要盗蜜者。套袋处理结果表明,花蜜分泌日变化中,最大花蜜量发生在16:00左右;花蜜随单花花期变化中,花蜜体积最大发生于单花第5天;分泌均呈递增趋势。花蜜分泌节律与访花频率呈正相关。繁育系统检测显示,花粉胚珠比为3779±320.92,柱头最适可授期在开花第2—3天;结合不同授粉处理表明:锦鸡儿自交不亲和,需要传粉者,为蜂媒兼鸟媒植物。