新牧Ⅰ号杂花苜蓿异交机制与自花粉的生殖干扰

通过控制试验和荧光观测等手段对新牧Ⅰ号杂花苜蓿Medicago varia Martyn'Xinmu No.1'柱头可授期与最佳授粉时间、自花粉的堵塞效应、花粉萌发与花粉管生长状况等进行研究,结果显示:(1)苜蓿柱头可授期与单花寿命具高度的同步性,在单花开放的第1天授粉,传粉效率最高,结果率达65.170%±2.01%(P<0.01),为柱头的最佳授粉时期;在单花开放后第4天授粉,其结果率仍达34.25%±6.73%.(2)自花授粉比异花授粉有着较低的花粉萌发率和花粉管生长速度;清除柱头自花粉后再授异花粉,其结荚率/花序和英内种子粒数由原来的51.760%±5.37%和2.11±0.18粒,提高到72.31%±6.24%(P<0.01)和3.46±0.25粒(P<0.01),自花粉对柱头的堵塞效应非常明显.(3)在繁育系统中,苜蓿采取了雌雄异熟和自交不亲和两套机制来避免自交,但是由于其独特的花结构,即使雄蕊先熟,在保证苜蓿异交机制中也没有起到有效的作用,而其典型的自交不亲和系统,虽然保证了苜蓿较低的自交率,却无法避免自花粉的生殖干扰.     

青篱柴通过促进亲和花粉生长而提高传粉精确性

异型花柱植物的适应意义在于提高亲和花粉的传递, 从而促进异交, 但是有不少研究发现柱头上落置了大量不亲和花粉。目前, 很少有人研究柱头是否有利于亲和花粉的萌发和花粉管伸长, 以及通过去雄处理排除花内和植株内不亲和花粉干扰从而验证二型花柱植物是否可以促进异交。本研究以亚麻科青篱柴属(Tirpitzia)的二型花柱植物青篱柴(T. sinensis)为研究对象, 分居群调查了青篱柴长、短柱型的植株数量, 测量不同柱型的花粉与柱头大小以及观察其表面纹饰, 测定不同开花时间长、短柱型的柱头活性与花粉活力, 统计自然状态下柱头上落置的不同表型花粉比例, 进一步统计花内、株内去雄和自然对照下柱头上落置的不同表型花粉比例, 计算型间、型内和混合授粉花粉管长度和花粉萌发率, 人工授粉检测其是否型内异交不亲和与自交不亲和。结果表明, 自然居群中长、短柱型青篱柴植株数量没有显著性差异; 短柱型青篱柴花粉体积显著大于长柱型, 且二者花粉表面纹饰不同, 但不同柱型的柱头表面积与表面纹饰无差异; 青篱柴开花第一天的花粉活力显著高于开花第二天, 而柱头活性在开花前两天无显著性差异; 自然状态下柱头上落置的不亲和花粉比例显著高于亲和花粉; 在长柱型青篱柴中, 花内和株内去雄显著提高了柱头上亲和花粉的落置比例; 柱头上授型内花粉, 其花粉萌发率和花粉管的长度都显著低于授型间花粉; 授粉结果表明青篱柴为型内异交不亲和与自交不亲和。二型花柱植物通过促进亲和花粉的萌发和花粉管的伸长而有利于型间授粉, 从而显著提高其传粉精确性。     

异果芥的花部综合征及其繁育系统

异果芥Diptychocarpus strictus是十字花科中为数不多的在同一花序上具有两种不同形态果实的短命植物。对其花部综合征及繁育系统的研究结果表明：（1）具有白色花与紫红色花两种不同花色的植株,且其花色是稳定遗传的。两种植株的比例基本上接近1：1。（2）两种植株花序上、下部发育成不同形态果实的花在形态特征上存在差异,同时不同花色植株的花在形态特征上也存在差异。（3）紫红色和白色花植株花序上、下部花的单花花粉量分别为7589.07±976.64、5428.93±900.45、7044.73±557.37和5138.60±813.48;胚珠数分别为31.83±3.36、25.03±3.72、32.03±3.43和25.70±2.61;P/O值分别为241.31±41.85、222.33±52.51、222.19±27.80和201.84±37.52。花粉败育率很低且两种花色植株花序上、下部花的长、短雄蕊之间的花粉败育率均差异显著（P〈0.05）。同一花中短雄蕊花粉量比长雄蕊的多。（4）两种花色植株花序上、下部花之间的长、短雄蕊每花药花粉数、单花花粉数、胚珠数均存在极显著差异（P〈0.01）,均是上部花比下部花的大。（5）两种植株花中长、短雄蕊花粉活力动态变化曲线相似,花粉寿命与柱头可授期具高度的同步性,其花粉活力最高的时期正是柱头的最佳可授期。（6）P/O值、套袋试验、传粉媒介观察和花粉萌发的荧光显微观察结果表明,该物种是以自交为主、异交为辅,具有兼性自交的繁育系统。     

细胞松弛素B和鬼笔环肽对梨花粉萌发和花粉管生长的影响

以砂梨(Pyrus pyrifoliaNakai)品种今村秋(Imamuraaki)和丰水(Hosui)为材料,分别用光学显微镜和荧光显微镜观察了离体和半活体条件下微丝骨架解聚剂细胞松弛素B(cytochalasin B,CB)和稳定剂鬼笔环肽(phalloidin)对梨花粉萌发和花粉管生长的影响.结果表明:(1)低浓度(10μg/mL)鬼笔环肽能促进花粉萌发和花粉管生长,但高浓度对花粉萌发和花粉管的生长具有抑制作用;CB抑制花粉萌发和花粉管生长,且抑制效应随其浓度的增加而增强.(2)鬼笔环肽处理柱头后进行自花授粉,可明显促进自花花粉萌发和花粉管的生长,而CB处理柱头后异花授粉则抑制异花花粉萌发及其花粉管生长.可见,微丝骨架参与了梨花粉萌发和花粉管生长过程,并参与了梨自交不亲和反应的调节.     

梨远缘花粉原位萌发及生长特性

应用荧光标记方法对梨远缘花粉在‘丰水’和‘噢嗄二十世纪’柱头上萌发及花粉管生长特性进行观察,结果表明:(1)梨远缘花粉均能在柱头上萌发,但其萌发率不同,授粉后24 h,在‘丰水’柱头上‘红叶桃’花粉萌发率最高,达62.8%,而‘盖县大李’花粉萌发率仅为12.0%,各种远缘花粉在‘丰水’柱头萌发率均高于‘噢嗄二十世纪’柱头。(2)各种远缘花粉管在梨柱头或花柱内生长情况也有差异,‘红叶桃’等核果类花粉管在梨柱头上均表现为扭曲、盘绕等现象,不能穿过柱头;‘红星’和‘红富士’花粉管虽然有少量穿过柱头,但不能进一步在花柱内生长,表现为扭曲变形、先端膨大等不亲和性现象。因此,梨与远缘果树杂交不亲和在柱头上就已发生,这与梨自交不亲和反应发生在花柱内的现象不同。     

青花菜自交不亲和特性的荧光鉴定

利用亲和指数和荧光显微测定法对青花菜高代自交材料进行自交不亲和特性的快速鉴定。利用蕾期和花期授粉进行亲和指数测定。荧光显微观察发现自交亲和材料与不亲和材料蕾期授粉花粉能够正常萌发,花粉管穿越柱头乳突细胞到达子房完成授粉受精过程;自交不亲和材料花期授粉后花粉与柱头乳突细胞表面发生强烈胼胝质反应,花粉在柱头上不能萌发,即使有少量萌发,其花粉管生长也不正常,最终不能伸入柱头。荧光显微观察法结果准确、方便,受外界环境条件影响较小,且与亲和指数法鉴定结果相一致,可有效应用于青花菜自交不亲和特性的快速鉴定,从而加速新品种选育进程。     

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。     

中国樱桃与甜樱桃花粉原位萌发及花粉管生长的差异

以‘垂丝’、‘东塘’(中国樱桃)和‘莫利’、‘拉宾斯’(甜樱桃)为试材,分别于自花、异花授粉后不同时间切取花柱,用FAA固定,荧光染色后压片观察。结果显示,中国樱桃和甜樱桃的自花、异花花粉均能在柱头萌发,且其花粉管在花柱中表现为“极快—慢—快—稳定”的动态变化过程。但甜樱桃花粉萌发率高于中国樱桃,异花高于自花。中国樱桃自花、异花都有花粉管到达花柱基部;甜樱桃‘莫利’ב拉宾斯’和‘拉宾斯’自交有花粉管到达花柱基部,而‘莫利’自交的花粉管在花柱中上部已停止生长。结果表明,中国樱桃表现自交亲和性,而甜樱桃除人工诱变导致自交亲和的‘拉宾斯’等品种外,表现典型的植物配子体自交不亲和性。     

楸树的开花生物学及繁育系统研究

本文对楸树的开花习性进行观察记录,从花粉生活力、柱头可授性及套袋实验等方面对楸树的传粉机制进行研究。结果表明,楸树为典型的雌雄同花植物,花冠张开后,雌蕊柱头二裂开始张开,具有可授性,且张开120°时可授性最强;雌蕊柱头在张开期间具有较高生活力,花冠脱落后生活力开始下降,楸树单花花粉量大,可达9.4×106;楸树自交不亲和,不存在无融合生殖现象,且人工异花授粉坐果率高达94%。通过对楸树花器官的形态学及传粉的研究,为楸树的繁殖效率及其杂交育种研究奠定基础。     

枇杷少核株系花粉管生长差异研究

以‘大五星’枇杷退化种子少核株系‘川农1号’(C1)为试材,以‘大五星’枇杷自花授粉为对照,采用荧光显微技术,对枇杷少核株系自花、异花授粉后花粉管生长情况进行观察。结果表明:(1)C1株系异花授粉后花粉能在柱头上萌发,并伸入中央花柱道,在授粉后48h左右到达花柱基部。(2)C1株系自花授粉后,花粉萌发与花粉管的伸长速度相对于异花授粉滞后,自花授粉后36h大多数花粉管到达花柱的中上部并停止生长,且伴随产生花粉管顶端形态异常、荧光异常明亮等现象,最终只有极少数花粉管能到达花柱基部。研究表明,C1株系为配子体自交不亲和,C1株系的自交不亲和性是引起其少核的重要原因之一。     

紫荣莉的花部综合特征与繁育系统

采用定株观察,运用花粉-胚珠比、联苯胺-过氧化氢法、杂交指数和套袋实验等方法,对紫茉莉（Mirabilis jalapa L．）的开花状态及繁育系统进行了研究。结果表明：种群花期一般为6—10月,单花花期一般为2—3d;单花花期依其形态和散粉时间可分为散粉前期、散粉初期、散粉盛期、花闭合期、凋谢期5个时期;在花闭合时期,晴天有66．80％的花的柱头在闭合花冠内,阴天时有81．65％的花的柱头在闭合花冠内,雨天柱头在闭合花冠内的花可达99．22％;按照杂交指数,其繁育系统属于自交亲和,有时需要传粉者;P／O值约为269,判断繁育系统类型属于兼性自交;开花6h左右,柱头的可授性最强,此时花粉活力、置落在柱头上的花粉数及其在柱头上的萌发率都达到最高。套袋实验显示,紫茉莉自然条件下没有无融合现象,繁育系统为自交、异交亲和,以自交为主,但有时也需要传粉者;在长期的环境选择压力下,紫荣莉选择将更多的柱头留在闭合花冠内,是其对不利环境条件的一种适应进化策略。     

内蒙古居群抗寒西伯利亚杏繁殖生态学研究

对内蒙古居群抗寒西伯利亚杏的12个种源同一树龄的102株进行雌蕊败育率、花粉量、花粉活力、柱头可授性及自交不亲和性进行研究,以明确西伯利亚杏主产地资源的花期生物学特性和繁殖特性,为杏杂交育种和资源利用提供理论依据。结果表明:(1)有86.27%的西伯利亚杏雌蕊败育率低于90%;73.53%的西伯利亚杏单朵花花粉量在1×104～5×104之间;86.27%的西伯利亚杏花粉活力低于50%,且寿命较短。(2)花苞在将开未开时,柱头已经具备一定的可授性,开花后1～4d内柱头可授性保持较高水平,第5天开始有下降趋势。(3)荧光显微观察结果显示,授粉后16h时,96.08%的杏花花粉管在花柱上部;授粉后24h时,74.51%的杏花花粉管仍在花柱上部;授粉后48h时,35.29%的杏花花粉管到达花柱中部;授粉后80h时,花粉管到达花柱下部的杏花约50%,但受精胚珠数为0。研究认为,西伯利亚杏基本为自交不亲和。     

气候条件对海滨锦葵(Kosteletzkya virginica) 延迟自花传粉的影响

延迟自交被认为是一种生殖适应性,因为它保证了传粉者稀少情况下的种子生产,但当传粉者丰富时,又允许异交占优势。海滨锦葵花在传粉者不足或缺乏时能通过主动的柱头裂片弯曲运动成功实现延迟自花传粉。2002-2005年对江苏盐城滩涂海滨锦葵栽培群体花中发生延迟自花传粉花所占的百分比进行了观测,并于2005年对花内不同停止类型的柱头裂片比进行了调查,结果表明,2002-2005年间发生延迟自花传粉花所占百分比分别为13.50%±1.62%、14.39%±1.50%、14.05%±1.82%和13.47%±1.51%,不同年份间并无显著差异（F（3,189）=6.128,P=0.085）。发生延迟自花传粉花所占百分比与气候条件有密切关系,不利天气（多云/雨）（22.11%±0.94%）明显高于有利天气（晴天）（5.43%±0.43%）（F（1,189）=8009.780,P〈0.001）。花内通过花部运动实现自花传粉而停止运动的柱头裂片比在有利天气（晴天）下（18.64%±1.61%）明显低于不利天气（多云/雨天）（70.58%±2.06%）（U=0.000,W=465.000,P〈0.001）。海滨锦葵这种直接响应于影响传粉者环境之气候条件的延迟自花传粉策略为从个体或花水平上验证繁殖保障假说提供了可能。     

短命植物甘新念珠芥(Neotorularia korolkovii)和宽翅菘蓝(Isatis violascens)的物候与性表达特征

甘新念珠芥（Neotorularia korolkovii）和宽翅菘蓝（lsatis violascens）是两种广泛分布于新疆准噶尔荒漠的十字花科早春短命植物。对其物候与性表达特征研究结果表明：（1）二者种子均在3月下旬萌发,5月下旬和6月上旬果实完全成熟,生活周期分别为62d和71d,其中营养生长期约占1／3、生殖生长期约占2／3。（2）花均为两性,四强雄蕊,单花开放时间较短,长雄蕊的花药开裂早于短雄蕊,但短雄蕊花药中的花粉数较长雄蕊的多。（3）长、短雄蕊花药中花粉可育率均达90％以上,花粉活力的变化曲线基本相同,柱头可授期分别为9．Oh和4．5h,花粉寿命及柱头可授期均短于单花花期,花粉活力最高的时期正是其柱头的最佳授粉期。柱头可授期与花粉活力及寿命在时间上的高度吻合,增加了在不可预测环境中授粉的机会与效率,从而保障生殖成功。（4）二者的P／O（花粉／胚珠）值分别为108．07±17．17、992.10±272．16,属于自交繁育系统;对其传粉过程、套袋实验及荧光显微观察的结果也证明它们主要以白花传粉的方式来进行交配。（5）两种植物从物候、花部性表达以及交配式样上均存在与其严酷荒漠环境相适应的特点,是长期适应准噶尔荒漠特殊生态环境的结果,对于保证繁殖成功并扩大种群具有重要的意义。     

宁夏枸杞传粉生态学初步研究

田间观察检测了宁夏枸杞(Lycium barbarum L.)9个品系的开花物候、开花动态、花粉活力、柱头可授性及其繁育系统,并对花粉萌发、花粉管生长以及访花者的种类和访花行为进行了初步研究.结果表明,宁夏枸杞整个居群有长达5个月的花期,单花的花期仅为3～4 d,花粉活力可保持15 d左右,柱头可授性在72 h左右,雌雄生殖单位在持续时间上有较长的相遇期;花粉数量与胚珠比(P/O)为4 000左右,杂交指数(OCI)介于3或4,繁育系统为异交型,需要传粉者;荧光显微观察表明,参试的3个品系的花粉均能在柱头上萌发,2个有自交不亲和现象,其位置发生在花柱的上半部分和子房内.访花昆虫有17种,分属双翅目、膜翅目和鳞翅目,花的结构和开花式样适合以意大利蜜蜂和食蚜蝇为主的多种昆虫传粉.     

簇枝补血草花的二态性及繁育系统研究

白花丹科被列为异型花柱较多的科,该文以补血草属簇枝补血草为材料,通过对野外居群的花部特征、花期物候和繁育系统等研究,探讨花部形态多态性及其对生殖的影响。簇枝补血草具有两种类型植株,具玉米状柱头和A型花粉的植株称为C型植株;具乳头状柱头和B型花粉的植株称为P型植株,且A/B型花粉的大小、外壁纹饰不同。单花发育过程中两型植株的花萼、雌蕊大小差异明显,随着花的成熟差异逐渐消失。两型植株都为雌蕊高于雄蕊,柱头探出式雌雄异位;C型植株的花期较P型植株长约2 d。一天当中,A型花粉活力高峰期为13:00,B型花粉在11:00和15:00都表现为高峰期;玉米状柱头可授性最强时期在13:00～15:00,乳头状柱头则在15:00。两型花粉可育性在盛花期最高,终花期时B型花粉可育性明显高于A型。荧光染色观察发现花粉萌发和花粉管的生长速度都为:异型授粉＞同型授粉,B型花粉在乳头状柱头上不能完成受精。此外,人工授粉实验也表明异型授粉结实率显著高于同型,P型植株经同型授粉结实现象并不明显,存在少量无融合生殖。研究表明簇枝补血草花部具二态性,繁育系统为兼性异交,其中乳头状柱头对A型花粉亲和,对B型花粉不亲和,但玉米状柱头却对A/B型花粉都亲和,这打破了该科的异型自交不亲和的例证。     

针垫花开花授粉生物学特性

【目的】深入了解针垫花（Leucospermum cordifolium）的开花结实特性,探求其结实率低的原因,推动其种子生产、杂交育种、花期调控以及新品种培育工作。【方法】本文以针垫花(Leucospermum cordifolium)为主要材料,对其开花物候、花部特征、花粉活力、柱头可授性、杂交指数、授粉结实特性进行研究。【结果】1）针垫花的花期一般在冬末、早春至夏季;2）最适合测定其花粉活力的离体萌发培养基为30g/L蔗糖+150mg/L硼酸+50mg/L氯化钙,花粉活力为67.47%;3）在开花第1-7d柱头可授性逐渐加强,第5-7d的时最为强烈;杂交指数估算结果表明针垫花部分自交亲和,异交,需要传粉者;4）田间观测发现其在自然状态下结实率较低,但可以自发完成授粉,不存在无融合生殖现象;5）人工授粉试验发现针垫花异株异花授粉的结实率最高,为17.14%,而自花授粉的结实率最低,为4.94%。【结论】针垫花的雌雄蕊异熟是导致其自然结实率低的原因之一,而雌蕊花柱中及子房部位的胼胝质、花粉萌发后花粉管顶端膨大畸形是造成其结实率低的重要原因。     

荞麦亲和与不亲和授粉后柱头和花粉管中ATP酶的超微细胞化学定位

利用磷酸铅淀淀技术对荞麦（Fagopyrum esculentum Monch.)pin型植株分别进行亲和授粉和不亲和授粉后的柱头、花粉粒、花粉管进行了ATPase的超微细胞化学定位。结果表明（1）亲和授粉和不亲和授粉后0.5h,柱头细胞的ATPase活性反应水平较低或基于无酶活性;柱头表面、柱头上附着的花粉粒内ATPase活性在不亲和授粉时较低,亲和授粉时较高,花粉粒内ATPase主要定位于线粒体和精子细胞;（2）授粉后1.5h,不亲和授粉的柱头细胞及花粉管的ATPase活性均较低,花粉管停止生长,细胞质开始解体;而亲和授粉的柱头细胞及花粉管的ATPase活性均较高,ATPase主要定位于柱头细胞的质膜、胞基质以及花粉管的壁、质体的膜、高尔基体、线粒体上。根据不同时期不同部位ATPase活性的差异,我们认为荞麦发生自交不亲和时,花粉管在花柱中停止生长不仅是因此花粉管得不到花柱中的营养物质而引起的,可能也与花粉管自身物质代谢发生障碍有关。     

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。     

紫茉莉的花部综合特征与繁育系统

采用定株观察,运用花粉-胚珠比、联苯胺-过氧化氢法、杂交指数和套袋实验等方法,对紫茉莉(Mirabilis jalapa L.)的开花状态及繁育系统进行了研究.结果表明:种群花期一般为6-10月,单花花期一般为2～3 d;单花花期依其形态和散粉时间可分为散粉前期、散粉初期、散粉盛期、花闭合期、凋谢期5个时期;在花闭合时期,晴天有66.80%的花的柱头在闭合花冠内,阴天时有81.65%的花的柱头在闭合花冠内,雨天柱头在闭合花冠内的花可达99.22%;按照杂交指数,其繁育系统属于自交亲和,有时需要传粉者;P/O值约为269,判断繁育系统类型属于兼性自交;开花6 h左右,柱头的可授性最强,此时花粉活力、置落在柱头上的花粉数及其在柱头上的萌发率都达到最高.套袋实验显示,紫茉莉自然条件下没有无融合现象,繁育系统为自交、异交亲和,以自交为主,但有时也需要传粉者;在长期的环境选择压力下,紫茉莉选择将更多的柱头留在闭合花冠内,是其对不利环境条件的一种适应进化策略.