葎草雌雄植株开花物候和花器官对干旱的响应差异

摘要：以蓓草（Humulusscandens）为实验材料,在控制土壤水分的条件下探究干旱对雌雄异株植物开花物候和花器官形态的影响,结果表明：干旱胁迫将导致蓰草雌雄种群花期提前．花期持续时间延长,雌花将比雄花提早开放;干旱胁迫下雄花的花序轴长、花序轴直径和花药粒径长均分别显著减小24．81％。29．07％和5．14％（P〈0．001,P=0．003,P=0．024）,花粉活力和花粉含量显著下降：干旱胁迫导致雌花的花序轴长、柱头长度和花序的平均花数量显著增大9．78％,70．62％和57．04％（P=0．039．P〈0．001．P〈0．001）;干旱胁迫下种子粒径长、种子粒径宽、种子单粒重和种子千粒重分别显著下降12．12％、12．59％、43．43％和15．38％（显著度水平均为P〈0．001）;干旱胁迫下雌雄植株的地上部分生物量均显著降低（P=0．002,P=0．020）,且雌株的生殖投入在干旱胁迫下显著高于雄株（P=0．049）。研究结果表明了蓰草雌雄植株开花物候及花器官对干旱的响应明显不同。与雄株相比．雌株在干旱胁迫下增加了生物量向生殖器官的分配,从而最大程度地减轻胁迫对其繁殖能力的影响。     

大花百子莲的开花物候与生殖特性

连续2年对引种植物大花百子莲在中国上海市人工种群的开花物候、结实情况进行观测记录,从不同水平分析了大花百子莲的开花物候对其生殖的影响。结果显示:（1）大花百子莲在引种地的开花时间为6月初至7月末;种群花期历时40 d左右,单株花期在14～31 d波动,单花寿命主要为2～3 d;2年的开花振幅平均在6朵·株^-1·d^-1左右,花朵开放百分率值在3.69%~4.87%左右,平均开花式样为11~17朵。（2）大花百子莲种群内2007年比2008年的各项开花物候指标均提前6～9 d;种群开花进程为渐进式的双峰曲线;种群花期重叠时间较长,2年的平均开花同步指数分别为0.663、0.695;植株个体相对开花强度主要分布频度为50%～70%。（3）开花物候指数与座果率的相关分析表明,始花时间与开花数目、座果数、花期长度呈显著负相关关系,开花数目与座果数、花期长度以及花期长度与座果数均呈显著正相关关系,同一花序内单花所发育成果实的数量与单花开放时间呈极显著负相关关系。研究表明,大花百子莲始花时间早的植株比始花时间晚的植株花期更长,开花数目多的植株比开花数目少的植株花期更长,花期长的植株比花期短的植株座果率更高;而且在同一花序上,越早开放的单花其结实的可能性越大。作为引种植物,大花百子莲开花物候年度间具有相似性,说明其在引种地可以适应环境压力,形成稳定的开花时间与开花模式;较长的花期重叠和大量的开花数目可以吸引较多的传粉者访问,为其生殖成功奠定了良好基础。     

北黄花菜的开花物候及传粉特性研究

北黄花菜是百合科萱草属的优秀观赏植物材料,也是进行品种创新的极有价值的野生种质资源。该研究对野生环境中北黄花菜的开花物候与传粉特性进行了连续三年的追踪观测,探讨其开花进程和传粉机制。结果表明:(1)北黄花菜种群的开花物候只有1个高峰期;种群始花时间为5月末,盛花期为6月中旬,开花时间在30 d以上,单株花期为6～12 d;开花同步性指数(Si)分别为0.36、0.27和0.21,种群内个体开花时间重叠程度较低。(2)北黄花菜的开花数量与坐果数呈显著正相关(P<0.05),坐果数与单株花期长度呈极显著正相关(P<0.01),单株花期长度与始花时间呈显著负相关(P<0.05),表明北黄花菜开花数量越多,其坐果数越高。(3)北黄花菜的访花昆虫分属于4目10科共10种;各访花昆虫的访花时间和行为区别较大;主要的传粉昆虫有4种,其活动范围大,活动特点与北黄花菜午后开放的规律相匹配,能保证传粉效果;部分访花昆虫虽然活动范围小,但可以帮助植物进行自花授粉;两类访花昆虫的共同作用,使得北黄花菜的自然结实得到较大保障。上述结果可为北黄花菜的引种栽培和资源创新发挥实际作用。     

短命植物角茴香的开花物候与生殖特征

为了研究角茴香的开花物候特征及其对生殖成功的影响,于2015年对其自然种群各水平的开花物候指数、开花过程中的花部特征变化和结实特性进行了观察和统计。结果表明：（1）角茴香种群花期为4月下旬至5月下旬,种群水平的花期持续时间为36 d。（2）单花具有独特的花瓣结构,其内层花瓣由白色的侧裂片和黄色的兜状中裂片构成,中裂片是角茴香植物花粉二次呈现的关键功能器官;开花进程依其外层花瓣开裂大小可分为4个阶段,即外层花瓣顶端未张口、外层花瓣顶端张口5~7 mm、外层花瓣顶端张口12~14 mm和外层花瓣顶端张口3~5 mm。（3）花序水平的开花振幅曲线呈渐进式单峰曲线,开花同步指数为0.748,个体水平表现出较高的相对开花强度,其分布频度的偏斜率为0.45,主要频度范围分别集中在20%~30%和50%~70%之间。（4）花序水平的始花日期与花期持续时间存在显著负相关关系,开花数与座果数存在显著正相关关系。（5）自然状态下,角茴香结实率和结籽率分别是82.7%±0.1%和93.6%±0.8%。角茴香开花强度分布频度上出现的高、低强度的分异趋势是吸引传粉者、促进结实的有效生殖对策。     

早春草本植物开花物候期对城市化进程的响应——以北京市为例

植物物候对城市化的响应是全球变化与城市生态环境效应研究的重要内容。2012年3月到6月,结合气象观测数据,对北京市西北向城市化梯度上7种早春草本植物开花物候期进行观测与研究,发现温度因子和早春草本植物开花物候期均随城市化梯度发生变化,即越靠近城市中心区,温度和积温累计值越高;早春草本植物开花物候期出现时间越早,平均提前2—4 d;但开花期持续时间与开花速率并不随城市化梯度发生明显变化。此外,研究发现北京市7种早春草本植物开花期对5℃积温变化响应最为敏感;开花期提前时间梯度变化显著性与生活型密切关联,多年生草本植物对城市化梯度变化的响应比一年生或一二年生草本植物明显。未来城市植物物候期研究中,应更关注城市化进程中土地利用/覆被变化与热岛效应对城市气候及植物生理生态特征的累积影响特征,以期进一步揭示植物物候期对城市化及气候变化的响应规律。     

大花铁线莲开花物候与传粉昆虫的研究

大花铁线莲是我国东北地区兼具优良观赏性状及药用价值的野生植物资源.为了研究野生大花铁线莲在引种地的开花进程和传粉规律,探讨引种环境对其开花特性的影响,该文于2017—2018年间对大花铁线莲在个体、群体水平的开花物候和传粉特性进行了连续两年的观测和统计.结果表明:(1)大花铁线莲的群体花期在5月中旬至6月中下旬,两年个...     

蒙古莸的开花物候与生殖特征

通过对蒙古莸自然种群和人工种群的开花物候进程观察,统计不同种群的结实率,分析开花物候对其生殖成功的影响。结果表明:(1)蒙古莸花期在7月末至9月中旬,人工种群较自然种群的开花物候明显提前,其中始花期提早4～5d,但两个种群的花期持续天数基本一致。(2)蒙古莸个体间具有较高的开花同步性,不同种群蒙古莸植株的开花同步性指数均大于0.80,且自然种群略高;晴好天气下绝大多数花朵都集中在上午10:00以前开放,阴雨天则延迟开放或者不开放,这种"集中开花模式"增加了传粉者的访问频率,是蒙古莸提高生态适应性、保障其生殖成功的一种表现。(3)开花物候指数与结实数之间的相关分析表明,花序水平上,开花数及花期持续时间与结实数呈极显著正相关关系。     

绵枣儿的开花物候与传粉特性

该文对绵枣儿的开花物候与传粉特性进行了研究,分析了绵枣儿的开花进程、开花物候指数、开花物候指数对其生殖成功的影响,重点探讨了绵枣儿对传粉昆虫的种类及其活动规律。结果表明:(1)绵枣儿始花日期为7月中下旬,单株持续时间15 d左右,种群持续时间30~35 d。呈现出"M"型开花物候曲线,其两年的开花同步指数分别为0.862、0.885,表明开花的年际间差异较小。并且分析出植株的相对开花强度分布在30%~60%之间。(2)相关分析表明:绵枣儿的开花数目与坐果数和持续时间呈现出极显著正相关(P0.01),绵枣儿的持续时间与坐果数之间呈现出显著相关(P0.05),而其始花日期与开花数目、坐果数和持续时间并没有显现出相关性,即绵枣儿植株开花的数目越多,其坐果率越高,持续时间也就越长。(3)绵枣儿的访花昆虫总共有14种,可分属为5目10科。其中传粉昆虫有5科10种。该研究结果表明各传粉昆虫在单花停留的时间和其访花频率上呈现出显著的差异,在日访花频率上也差异明显。     

微地形对大西沟新疆野杏萌发层土壤因子的影响

野杏是新疆野果林的主要建群种和种质资源树种。野杏在种子萌发成苗期,幼苗的根系主要分布在0—15 cm土层中。为了阐明坡向、坡位、坡度和坡形等微地形因子对野杏种子萌发层土壤特征和养分分布的影响,在新疆伊犁州霍城县大西沟的封育野果林内(44°26′01.09″—44°26′17.12″N,80°46′27.49″—80°47′03.26″E)设置样地,测定0—15 cm土层的土壤砾石、酸碱值、有机质和全氮、全磷、全钾、水解性氮、有效磷和速效钾含量,分析各土壤因子和地形因子的关系。结果表明:(1)东北坡土壤养分含量较高,其土壤砾石含量、酸碱值、有机质、全磷、水解性氮和速效钾含量与东南坡、南坡皆存在显著差异(P0.05),阴坡的土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量都高于阳坡,不同坡向的土壤特征和养分分布存在显著差异(P0.05);(2)不同坡位的土壤有机质、全氮、全磷和有效磷含量均表现为中坡位下坡位上坡位,土壤砾石、全钾和速效钾含量均呈现上坡位中坡位下坡位,全钾、全磷和有效磷含量在同坡位分布较均匀,不同坡位的土壤特征和土壤养分分布无显著差异(P0.05);(3)不同坡度下的土壤水解性氮和有效磷含量是缓坡中坡缓中坡陡坡,土壤砾石、酸碱值、全氮、水解性氮、有效磷和速效钾含量有显著差异(P0.05),陡坡土壤有机质、全氮、水解性氮和有效磷含量均低于其他坡度,而土壤砾石、土壤酸碱值和全钾在陡坡土层中含量最高,缓坡与缓中坡的土壤养分含量丰富,陡坡较为贫瘠,坡度对土壤特征和土壤养分分布有显著影响(P0.05);(4)不同坡形下的土壤砾石、全钾、水解性氮、有效磷和速效钾含量是凸形坡凹形坡直线坡,不同坡形下的土壤特征和土壤养分(除全钾和速效钾)均存在显著差异性(P0.05)。野果林地形因子对野杏萌发层土壤特征和土壤养分分布有显著影响,东北坡、中坡位、缓坡和凸形坡土壤养分含量较为丰富,是适宜野杏萌发的地形。研究结果可为探究影响野杏种子萌发和生长的气候与土壤水热等因子奠定良好基础。     

羊草物候特征对气候因子的响应

研究了内蒙古高原典型草原优势植物羊草的物候特征及其对气候因子的响应,结果表明,3～4月的平均温度与羊草的展叶显著相关,温度每升高1℃,羊草展叶提前4．35d;日照时数与羊草枯黄期显著相关,随着日照时数增加,羊草展叶期推后,枯黄期提前;4～10月平均风速与羊草生长季长相关,平均风速越大,生长期越长。     

果园间作模式下杏树与苜蓿的根系分布特征及其土壤理化性质研究

该研究采用田间小区试验,设计杏树(Prunus armeniaca)下清耕(CK)和杏树间作紫花苜蓿(T)2个处理,实地采集测定各样地不同土层紫花苜蓿的根系生物量以及杏树的侧根系生物量,并测定土壤pH、电导率及其土壤有机质和速效氮含量,分析果园间作模式下紫花苜蓿对果树侧根系垂直分布特征及其土壤理化性质的影响,为果园间作苜蓿模式的推广提供理论依据。结果表明:(1)CK与T处理下的杏树侧根生物量在土壤中的垂直分布都主要集中在20~60cm土层,其生物量分别为750.8g和737.6g,分别占总侧根生物量的64.4%和64.5%;紫花苜蓿根系生物量分布呈倒金字塔型,且主要分布在0~40cm土层(166.3g),其中0~20cm土层的根系生物量最高(97.4g),占根系总生物量的35.8%。(2)与CK处理相比,T处理可有效增加果园表层土壤的有机质含量、速效态氮含量、硝态氮含量和铵态氮含量,其中,在0~20cm土层分别显著增加17.1%、40.8%、28.5%和40.8%,在20~40cm土层分别显著增加36.1%、23.1%、60.2%和23.8%,并显著降低了表层土壤电导率,但对土壤pH无显著影响。研究认为,杏园间作牧草紫花苜蓿虽然杏树与苜蓿根系会发生较小资源的竞争,但有利于改善林下土壤的理化性质和养分状况,能够有效促进果树的生长发育。     

基于数字标本探究绿绒蒿属植物花期的变化

近年来,随着全球气温的明显升高,气候变化引起的全球变暖受到人们的广泛关注.气候变暖会使植物物候发生改变,花期的变化能够直观地反映出植物对周围环境的适应,尤其是高山植物对气候变化更为敏感,因此探究高山植物的花期更具有代表性.为了解植物在气候变暖背景下花期的变化特征,并制定出合理的植物保护措施,该文以典型的高山植物绿绒蒿属...     

敦煌‘李光杏’花芽发育过程中雌蕊败育观察及生物学特性调查

为克服杏生产中雌蕊败育现象、提高坐果率,该研究以甘肃省敦煌市的‘李光杏’盛果期不同树势(强势树、中庸树和弱势树)和不同类型结果枝(花束状果枝、短果枝、中果枝、长果枝)的花芽为试材,对其开花物候期及生物学特性进行调查,采用石蜡切片观察易发生败育时期(花芽分化初期、雌蕊分化期、花粉细胞期和花蕾膨大期)的花芽内部组织结构形态,同时测定各主要败育时期叶片可溶性糖、淀粉含量及矿质元素的变化。结果表明:(1)弱树花芽的平均败育率最高(91.26%),中庸树最低(71.08%);不同类型结果枝中,花束状果枝花芽的败育率最低,长果枝的败育率最高。(2)不同结果枝类型的花粉生活力表现为花束状果枝>短果枝>中果枝>长果枝,花粉发芽率表现为短果枝>花束状果枝>中果枝>长果枝。各花型花粉生活力表现为雌蕊高于雄蕊>雌雄等长>雌蕊低于雄蕊>无雌蕊,发芽率的表现为雌雄等长>雌蕊高于雄蕊>雌蕊低于雄蕊>无雌蕊。(3)各树势花芽雌蕊分化期叶片可溶性糖与淀粉含量显著低于其他时期;叶片P、K、Ca含量在分化前期较高,但是雌蕊、雄蕊分化期显著下降。(4)与正常花相比,败育花主要表现为子房发育异常,多数生长点不均匀,子房萎缩,胚珠原基发育停滞;雌蕊的花柱低于花丝,且花粉粒急剧减少。研究发现,‘李光杏’树势的强弱会造成败育花比例和坐果率的差异,并以中庸树果实坐果率最高,且花败育率最低;雌蕊发育是否正常直接关系到‘李光杏’正常开花,雌蕊的发育受阻,最终成为整个花芽退化的主要形式;叶片碳水化合物和矿质元素等营养物质参与并保证了花器官的正常发育。     

Biological control of brown rot (Moniliana laxa Ehr.) on apricot (Prunus armeniaca L. cv. Hacıhaliloğlu) by Bacillus, Burkholdria, and Pseudomonas application under in vitro and in vivo conditions

In 2002 and 2003, a study was conducted to determine the effect of bacterial strains, Burkholdria OSU 7, Bacillus OSU 142, and Pseudomonas BA 8, on biological control of brown rot disease (Monilinia laxa Ehr.) on apricot cv. Hacıhaliloğlu in Malatya province of Turkey. Apricot orchard at full blooming stage was inoculated with conidial suspension (1 × 10⁶ spores/ml) of M. laxa Ehr. After inoculation, two apricot trees for each application were treated with each of the three biological control agents (Burkholdria gladii OSU 7, Bacillus subtilis OSU 142, and Pseudomonas putida BA 8) by spraying (1 × 10⁹ cfu/ml) on inoculated branches. Disease incidence was evaluated for untreated (control 1) and four different treatment groups including commercial disease management (control 2, positive control: 3% Bourdox in fall, 50% Cupper at pink flower, 30 g/100 l Corus at first blooming, and 300 g/100 l Captan at last blooming stage) and treatments including each of the three bacterial strains (OSU 7, OSU 142, and BA 8). The results showed that disease incidence for negative control (control 1) was 9.94, which was significantly higher than disease incidence for commercial application (2.57%) or bacterial treatments (2.82–5.00%) in the first year. In 2003, the lowest disease incidence observed in OSU 7 treatment (6.80%), while disease incidence rate for positive control and negative control were 9.45% and 28.46%, respectively. This result may suggest that OSU 7 has potential to be used as biopesticide for effective management of brown rot disease on apricot.     

马哈利樱桃大孢子发生和雌配子体的发育

采用石蜡切片法对马哈利樱桃大孢子发生和雌配子体发育过程进行观察研究。结果表明:(1)马哈利樱桃雌配子体发育早期,在单室子房内可以看到2个倒生胚珠,但在后期其中一个退化,另一个发育为种子;其胚珠具双珠被,为厚珠心。(2)大孢子母细胞减数分裂形成直线型四分体,功能大孢子位于合点端;胚囊发育为蓼型,成熟胚囊为七细胞八核。(3)根据不同时间花的外部形态特征与内部解剖学对比的观察结果,在陕西关中地区,三月下旬是马哈利樱桃雌性生殖细胞分化和发育的重要时期,果园在此期间应加强肥水管理。     

山樱花品种间花色差异的代谢组学研究

山樱花是世界著名的观花类植物，花色是其最重要的观赏特征。为探究影响山樱花品种间花色差异的代谢通路及关键代谢产物变化，该文利用LC-MS/MS技术对白色、绿色和粉色的山樱花品种进行花青素靶向代谢组学比较分析。结果表明：(1)共检测到42种花青素物质，主要包含矮牵牛素、飞燕草素、黄酮类化合物、锦葵色素、芍药花素、矢车菊素、天竺葵素和原花青素8种物质。(2)差异代谢花青素25种，包括11种下调、14种上调，其中有7种花青素在粉色花瓣中显著富集。(3)KEGG通路注释发现差异代谢物在花青素生物合成通路中显著富集，结合聚类结果发现矮牵牛素-3-O-葡萄糖苷是山樱花品种间花色差异产生的关键代谢物。该研究揭示了山樱花花色差异的代谢机理，为后续山樱花花色分子调控机制研究提供了一定的理论依据，也为新品种花色改良和选育提供了一定的科学参考。     

‘马哈利’樱桃雄性不育细胞学观察

运用常规石蜡切片技术,以‘马哈利’樱桃雄性不育株和可育株的花芽为试验材料,对其小孢子和雄配子体的发育过程进行观察研究,运用扫描电镜对其花药和花粉进行观察,并分析‘马哈利’樱桃雄性不育的花粉发育过程及其发生原因。结果显示:(1)不育株与可育株的花粉发育形态在花粉母细胞时期没有差别,均可形成正常四分体。(2)四分体时期之后,不育株的绒毡层细胞膨大并向药室中央挤压,接着与小孢子粘连在一起,小孢子因得不到发育所需要的物质和空间而和绒毡层一起降解消失。(3)扫描电镜观察表明:不育株花药和花粉均呈现干瘪萎缩的形状,可育株花药四腔形状明显,花粉清晰可见萌发沟。研究表明,马哈利樱桃种内存在雄性不育系类型,‘马哈利’樱桃雄性不育与绒毡层细胞异常膨大和提前程序性死亡有关,进而造成了小孢子的异常发育并发生败育现象,研究结果对于樱桃杂交育种亲本选择以及樱桃苗木繁育生产具有重要的理论指导意义。     

基于光周期和温度的物候模型对华北平原刺槐始花期的模拟

光周期和温度是影响木本植物开花的两大关键气象因素。基于我国华北平原1963-2018年57个站点的刺槐始花期实测数据,构建了6种基于气温或光周期驱动的春季物候过程模型(积温模型、光周期模型、光周期-温度顺序模型、温度-光周期顺序模型、光周期-温度平行模型、光周期-温度乘法模型),并进行了参数率定和模型比较优选,以期明确刺槐开花的主导驱动因子以及潜在的光温作用机制。根据内部模拟的赤池信息准则(AIC)判定光周期-温度顺序模型的表现最佳,模拟值与观测值的相关系数(r)为0.86,均方根误差(RMSE)为4.81d,纳什效率系数(NSE)达到0.74,说明刺槐始花期的发生同时受到光周期和温度的作用。同时,在华北平原14个代表性站点上,光周期-温度顺序模型的表现普遍优于均值模型。基于光周期-温度顺序模型的参数率定结果,以下限温度6.5℃和下限日长4.5h来统计刺槐开花的实际有效积温量和实际有效日长累积量的年际变化情况,结果表明56年来刺槐开花的实际有效积温量呈现显著递增趋势,平均每10年增加4.5℃ · d(P ＜ 0.05),而实际有效日长累积量却呈现极显著递减趋势,平均每10年减少23.9h · d(P ＜ 0.01),这说明在气候变暖背景下,刺槐开花的热量需求会更快速完成,引起刺槐开花日期的提前,但自然光周期的年内变化只与地理位置有关,日长累积需求则需要更长的时间完成,因此会在一定程度上抑制春季升温引起的开花日期提前。     

唐古特雪莲花部特征及生殖分配的海拔差异

为探究高山植物生殖分配策略以及分析唐古特雪莲花部特征对海拔梯度的响应机制,该研究利用采样调查法和烘干称重法,对分布在青藏高原东缘不同海拔14个居群的唐古特雪莲花部特征和生殖分配进行了研究。结果表明:(1)繁殖分配随个体大小(地上生物量和株高)的增大呈线性递减趋势。(2)花期植株地上生物量、株高、管状小花数目、繁殖器官及营养器官生物量均随海拔升高呈线性递减趋势,管状小花生物量随海拔升高呈线性递增趋势。(3)花期管状小花数量及大小、繁殖器官生物量与营养器官生物量、雄蕊重量和雌蕊重量以及花粉数目与花丝长度之间均存在权衡现象。由此推论:(1)海拔作为外界因子对唐古特雪莲花部特征具有显著的影响,个体大小对其繁殖分配也存在潜在调控作用。(2)在不同海拔梯度上,唐古特雪莲有效地整合了有限的资源,其适应性特征之一就是通过减小个体大小来削弱营养生长以达到促进生殖生长的目的。     

蝴蝶兰花发育的分子生物学研究进展

蝴蝶兰花非常独特且高度进化,如萼片瓣化、瓣片特化为唇瓣、雌雄蕊合生成合蕊柱及子房发育须由授粉启动等,是单子叶植物花发育研究的理想材料。近年来蝴蝶兰花发育分子生物学取得了重要进展。该文就近年来国内外有关蝴蝶兰开花转换及花器官发育相关基因研究以及B类基因与兰花花被的进化发育关系方面的研究进展进行综述。研究表明:MADS基因在蝴蝶兰开花转换及花器官发育过程中起重要作用,推测其中的DEF(DE-FICIENS)-like基因早期经过2轮复制,形成了4类不同的DEF-like基因,进而决定兰花花被属性。蝴蝶兰花发育分子生物学的深入研究,将极大地利于通过基因工程手段提高蝴蝶兰花品质如花色改良及花期调控等,推动分子育种进程。