小桐子花的性别与开花时间的相互关系

通过对小桐子(Jatropha curcas L.)花序上小花的开花顺序和小花性别的观察,发现其聚伞花序中心花的性别与其开花时间相关联,同时还和周围其它小花的性别有很大的相关性.中心花若在整个花序开花的第一天开放,仅有23.2%的可能是雌花;若在第二天及以后开放,有85%以上的可能为雌花.而中心花的性别又与其它花的性别相关,中心花如为雌花,那么聚伞花序上的其它小花有80%的可能性为雌花;但中心花若为雄花,那么整个聚伞花序上将不会再有雌花.研究小桐子的开花行为及性别控制规律,对于进一步人工调控小桐子花的性别表达,提高小桐子的产量、培育高产稳产品种,具有重要的应用价值.     

赤霉素诱导小桐子产生两性花

小桐子（Jatropha curcas）种子含油率高,油脂组成适合于生产生物燃油,是制备航空生物燃油和生物柴油的理想原料。小桐子是一种雌雄同株植物,雌雄花着生于同一花序,其花序中雌花比例很低,可能是其种子产量低的主要原因之一。本文研究用不同浓度的赤霉素外源喷施处理小桐子花序芽对其花和种子发育的影响。结果表明：外源赤霉素处理能够诱导小桐子产生两性花,且处理浓度越高,两性花数量越多;随着两性花数量的增加,雌花数量相应越少,但雌花与两性花数量之和在各处理和对照之间差异不显著,这表明赤霉素诱导出的两性花可能来源于雌花。另外,高浓度(500~1500mg·L-1)的赤霉素处理会导致小桐子的种子不能正常发育, 表现为每个果实中的种子数量、大小、单粒种子重量、每个果序的种子重量以及种子的含油量都显著减少。这些结果有助于深入理解赤霉素在小桐子花器官形成及种子发育过程中所发挥的生理作用,为从分子水平上对小桐子进行遗传改良、提高其种子产量奠定基础。     

被子植物成花诱导和性别决定机制的研究进展

开花植物具有多样性的生殖系统,其中单性花的形成是促进异交、避免自交衰退、保持遗传多样性的重要途径。单性花物种分布于被子植物不同进化分支上的事实表明,物种的雌雄异花性可能是通过不同的机制进化形成的。本文从花发育、性染色体、植物激素和环境因素四个方面,阐述了被子植物性别分化调控机制的研究进展。     

土施多效唑对小桐子营养生长与生殖生长的影响

小桐子(Jatropha curcas)是一种具有多种用途的植物,其种子含油量高达40％,是一种很有应用前景的能源植物.小桐子在温度、湿度较高的地区,特别是其修剪后新萌发的枝条经常出现营养生长旺盛,成花量较少的现象,导致其种子产量较低.本研究采用多效唑(paclobutrazol,PAC)对小桐子进行土施处理,结果表明:多效唑的使用剂量为0.8g·m-1树冠直径时,可有效抑制小桐子的营养生长,降低株高;同时促进小桐子的生殖生长,增加开花和结果枝条数量,增加花序和果序数量,增加单个花序的总花数和雌花的比例,可将小桐子单株种子产量提高2.4倍.此外,多效唑处理使小桐子的开花期和结果期更加集中,便于田间管理和采收.多效唑作为赤霉素合成的抑制剂,可以有效地促进小桐子由营养生长向生殖生长的转变,对于了解赤霉素在调控小桐子花发育方面的作用具有重要意义;同时也有助于克隆有关功能基因,进一步采用转基因技术对小桐子进行遗传改良.     

麻疯树雌雄花中MADS-BOX基因的表达分析

麻疯树(Jatropha curcas)种子含油率高,种子中的油类物质可作为生物柴油被开发和利用,是极具潜力的生物质能源树种之一。麻疯树雌雄异花,在自然条件下雄花数量通常远远大于雌花,这大大限制了种子和油的产量,因此开展麻疯树性别分化与花发育分子机理的研究具有重要意义。该研究选取10个麻疯树的MADS-BOX基因(JcAGL1,JcAGL6,JcAGL9,JcAGL11,JcAGL15,JcAGL61-3,JcAGL62-1,JcAGL62-6,JcAGL62-7,JcAGL80-2),提取麻疯树早期发育各个阶段的雌雄花总RNA,并反转录成cDNA,采用实时荧光定量方法,探索早期发育不同阶段的麻疯树雌雄花目的基因的表达情况。结果表明:目的基因在发育起始的雌雄花中的表达具有差异,比如JcAGL6和JcAGL15在雄花中表达量要高于雌花,而JcAGL1,JcAGL9和JcAGL11在雌花中的表达量要高于雄花,这说明花原基中目的基因表达会直接或间接决定性别分化的方向;在之后的发育过程中,目的基因的表达情况在雌雄花中有所不同:随着花的发育,目的基因在雌雄花中的表达量变化存在差别,这反应出麻疯树雌雄花发育中目的基因表达模式上的差异;另外,也能看出在此过程中各个目的基因又发挥着不同的功能。该研究结果为进一步探究麻疯树雌雄花发育相关基因的表达提供了理论依据,为了解麻疯树性别分化和花发育的分子机理奠定了基础。     

节瓜茎尖多胺含量和比值与花性别分化的关系

以4个不同基因型的节瓜为材料,通过两个发育时期（10、19片叶展平）茎尖取样,研究了多胺（PA）含量和比值与植株花性别分化的关系。结果表明,节瓜茎尖4种多胺含量差异显著,两个取样时期都是亚精胺（Spd）〉腐胺（Put）〉尸胺（Cad）〉精胺（Spm）。10片叶展平时期多胺含量与节瓜花性别分化之间没有明确的相关性;19片叶展平时期,节瓜茎尖Put、Spd和多胺总量与植株雌花分化比例呈极显著的正相关,而Cad则与雌花分化比例呈极显著的负相关。在两个取样时期,复合指标Spd/PA都与植株雌花分化比例呈显著的正相关,而（Put＋Cad）/（Spd＋Spm）均与之呈显著的负相关,可以较好地预测节瓜的花性别分化状况。     

栝楼不同性别花芽分化形态解剖特征观察

采用体视显微镜、石蜡切片和树脂切片技术对栝楼(Trichosanthes kirilowii Maxim.)不同性别花芽分化发育时期的外部形态和内部解剖结构进行了观察。结果显示,栝楼花为雌雄异株,仅有雌花、雄花两种性别分化,且雄花的发育速度明显快于雌花的发育速度。栝楼雌雄花芽长0.2 mm左右已完成性别分化;栝楼雄花为单性花,分化过程可分为6个时期,整个发育过程仅见雄蕊原基的分化及生长。栝楼雌花为"两性花",分化过程可分为7个时期,存在雌蕊和雄蕊共同发育阶段,后期雄蕊发育败退。本研究明确了不同性别栝楼花芽发育发生的各个阶段、形态变化特点、外部形态变化特征以及雌雄花芽的分化差异,建立了雌雄花芽内部结构分化与外部形态之间相关性,为栝楼早期幼苗鉴定及性别分化研究提供了一定的参考。     

玉米性别决定的激素调控

玉米(Zea mays)属典型的雌雄异花植物, 单性花的形成经历了复杂的性别决定过程。通过雄穗小花和雌穗下位花的雌蕊原基以及雌穗小花雄蕊原基的选择性败育(或退化), 玉米最终形成正常的雌雄同株单性花。相关突变体的研究揭示, 玉米性别决定涉及选择性细胞死亡、细胞保护及信号转导等复杂的过程。其中, 植物激素信号的调控在玉米性别决定过程中处于核心地位。最近的研究表明, 赤霉素、细胞分裂素和茉莉酸类物质参与调控玉米性别决定过程。该文结合最新研究成果, 综述了植物激素在玉米性别决定中的作用及其调控途径, 同时提出了研究中存在的问题, 并对该领域未来的研究方向进行了展望。     

雌雄异熟植物露蕊乌头开花时间对雌雄功能期及表型性别的影响

开花时间决定了植物雌雄功能的交配机会, 最终影响繁殖成功。交配环境假说认为雌雄异熟植物开花时间的差异能引起植物表型性别的变异, 改变种群内的交配环境, 影响植物对雌雄功能的最佳性分配。为了研究开花时间对雌雄异熟植物的雌雄性别时期及表型性别的影响, 本文以毛茛科雄性先熟植物露蕊乌头(Aconitum gymnandrum)为实验材料, 记录了雄性和雌性功能期, 分析了植株开花时间、花的雌雄功能期和表型性别的关系。结果表明: 在植物同一花序内, 较晚开放的花有更长的雄性期和更短的雌性期, 性分配在时间上偏雄。雌雄功能期在时间上的相对分配随植物开花时间的变化表现出相似的趋势： 较晚开的花或较晚开花的个体, 花的雄性功能期相对于雌性功能期更长, 在时间上更偏向雄性功能。而且, 开花时间的差异影响种群内花的性比和植物个体的表型性别动态。随着开花时间由早到晚的变化, 种群内早期以雄花为主,末期以雌花为主, 种群内性别环境由偏雄向偏雌变化, 因此植株个体的平均表型性别则从偏雌转向偏雄。本文结果支持交配环境假说, 雄性先熟的露蕊乌头开花早期, 种群内花的性别比偏雄, 种群表型性别环境偏雄, 因而植物个体平均表型性别偏雌, 性别分配(即时间分配)偏向雌性功能, 而晚开花个体的平均性别偏雄, 更偏向雄性功能的分配。     

海滨蝇子草功能性雌全同株性系统的初步研究

雌全同株是指植株同时具有两性花和雌花性系统,目前国内外相关研究多集中于菊科（Asteraceae）植物。海滨蝇子草（Silene uniflora Roth.）单株具有2种花朵类型,分别是可育两性花和功能上为雌花的雄性不育两性花,属于功能性雌全同株植物。可育两性花具有雄性先熟和雌雄异位的性别分离特征;其繁育系统主要为异交,部分自交,花内自交坐果率为31.71%。功能性雌花的雄蕊和花粉畸形,花粉量少。在初花期和末花期,功能性雌花较可育两性花所占比例更大。海滨蝇子草的功能性雌全同株性系统,在进化上可能具有降低自交、增加异交率,避免雌雄功能干扰和提高雌雄功能资源分配等适应性机制。     

钝叶柃不同性别花的花部形态与传粉特征比较

据有关资料记载,柃属(Eurya Thunb.)植物属于雌雄异株植物,目前仅在柃木(Eurya japonica Thunb.)中有过两性花的报道。近年的调查发现,钝叶柃(Eurya obtusifolia H.T.Chang)也有性别变异,存在两性花。在对其性别特征及功能研究的基础上,进一步跟踪了钝叶柃的开花和传粉过程,对不同性别花的花部形态和传粉特征进行了比较分析。在重庆市北碚区选取了4个样地,测定了花部形态、花朵朝向、花粉活力、柱头可授性、花粉对水的耐受性、单花花粉量和单花泌蜜体积等形态和传粉相关指标,并对其开花动态、传粉昆虫种类和昆虫传粉行为进行了仔细观察,还进行了套袋试验。结果发现钝叶柃不同性别花的花部形态和传粉特征既有一些共同点,又存在着明显差异,性别变异株则呈现出雌雄植株间的过渡特征。钝叶柃是一种花期短,花小而多,开花同步性高的植物,雌花和雄花色味相同。该植物的主要传粉方式为虫媒,主要传粉者为两种蜜蜂科昆虫,但风媒也在其传粉中起着一定作用。该植物不同性别花的主要差异有:1)雄花呈灯笼状,花瓣不反卷,雌花辐射状,花瓣反卷;2)雄花较雌花大;3)雄花倾向于垂直朝下,雌花倾向于斜向下朝向枝条末端;4)雌花寿命较雄花长。钝叶柃在开花和传粉上的许多特征都在一定程度上体现了其对雌雄异株性系统的适应。相应地,传粉者在不同性别植株上的行为也存在一定差异。钝叶柃不同性别花在形态上的差异是其周围各种生物因素及非生物因素共同作用的结果,其中传粉昆虫和雨水的选择可能在这些差异的塑造中起着重要作用。     

异质生境对二型花柱植物雪地报春花性状分化的影响

该研究以生长在新疆北部的二型花柱植物雪地报春(Primula nivalis)为研究材料,对7个低海拔(1 657~2 013m)森林居群和7个高海拔(2 400~2 700m)草原居群的花型比例进行调查,对花部特征进行检测,并对长、短花柱植株在不同海拔居群的花性状分化进行了比较研究,以揭示该类群植物的演化与环境的关系。结果表明:(1)在高海拔草原居群中长花柱植株比例高于短花柱植株。(2)比较草原和森林生态系统中的雪地报春居群,长花柱花形态特征间存在显著差异,但短花柱花形态特征间的差异不显著。(3)高海拔草原居群中长花柱花的花冠筒长度、雄蕊长度、雌雄蕊距离、雌雄异位程度以及雌雄蕊空间位置是导致花性状分化的主要因素。(4)在草原居群中,长花柱花的雄蕊、雌雄异位程度及花冠口至雄蕊距离的变化减少了长短花柱花间的互补式对应性。研究认为,在异质生境中长花柱花性状的变化是导致该物种长短花柱花性状分化的主要因素。     

高等植物性别分化的研究概述

植物的性别关系到它的经济价值,因此,植物的性别表现自然成为生物学家感兴趣的研究课题。据统计,目前世界上被子植物大约有二十余万种,在漫长的生物进化过程中,由于地理纬度、生态环境的不同,导致各种植物的繁殖方式和性别表现都有很大差异。基本类型主要有三种。1.完全花株:植物上仅着生完全花。如小麦、番茄等。2.雌雄异花同株:植株上离生单性雌花和雄花。如黄瓜、玉米。3.雌雄异株:雌雄花分别着生在不同植株上。如石刁柏、大麻等。此外,由于完全花未进化彻底,出现一系列过渡类型:雌全同株、雄全同株、三性     

慈姑花的开放式样及其花粉流

对一野生慈姑（ＳａｇｉｔａｒｉａｔｒｉｆｏｌｉａＬ．）居群的性表达状态及其花粉流散布规律进行了观测。慈姑雌雄同株,单株雄花数是雌花数的３．６倍。雌雄花单花期均为１ｄ,但二者开放式样不同。尽管雌花的数目较少,但在１ｄ内开放较多的花,其花的开放速率比雄花快。在居群水平上表现出雌雄花比例随时间大幅度波动。在传粉者进行的２６１２次访花活动中,传粉者表现出偏“雌性”访问,对每朵雌花的访问是雄花的１．４倍。用番红染色法标记慈姑的花粉运动表明,花的不同开放式样影响花粉流的散布。当雄花数占高比例时,花粉主要在邻近的个体间散布;而雄花的比例较低、雌花相对较多时,花粉远距离散布的强度加大。     

生物能源植物小桐子功能基因及基因组研究进展

为缓解能源需求与原油价格不断上涨以及有限的化石燃料储备之间的矛盾,人们得寻找更加生态、可持续再生的替代能源。利用能源植物生产生物柴油与生物酒精类燃料已成为发展的方向。其中,大戟科的小桐子以其强抗逆性、高含油量等特点而受到了广泛的关注。本文综述了能源植物小桐子油脂含量与质量、生物代谢以及抗逆性等方面的相关功能基因、细胞学染色体核型、核基因组以及叶绿体基因组的研究进展,以期为能源植物小桐子的遗传改良提供参考。     

植物的性别决定和遗传

动植物性别的决定、分化、遗传及其控制问题,是 生物学家感兴趣的研究课题。动物的性别问题研究的 比较深入。植物的性别分化比动物复杂得多,而且受 环境的影响较大,这就使我们至今对于植物性别的决 定和分化的遗传机制了解得还很肤浅。即使不少学者 曾致力于植物性别问题的研究,也仅限于少数雌雄异 株和个别雌雄同株异花植物。植物性别的研究不纯属 理论方面的问题,也有一个与经济收益有关的控制问 题。作者有感于此,将国内外文献中有关植物性别的 零散资料综述于后,供参考。     

高等植物性别分化研究

根据植物所含花的性别类型的多少,可分为单态开花系统和多态开花系统。单态开花系统主要指单一的两性花类型的开花系统。多态开花系统主要包括雌雄异株和雌雄同株植物的开花系统。高等植物的性别分化,一般是指雌雄异株和雌雄同株植物中雌花和雄花的分化。本文主要介绍这一问题的研究概况。     

小桐子愈伤组织的诱导

本文以小桐子的叶片、叶柄、茎段及下胚轴和子叶作为外植体,研究不同外植体类型对愈伤组织诱导的影响,结果表明叶柄的诱导率最高,其次为茎段的诱导率。同时以小桐子的下胚轴作为外植体,研究植物生长调节剂种类及浓度配比对愈伤组织诱导的影响,结果显示6-BA与2,4-D的组合更适宜小桐子愈伤组织的诱导,MS+6-BA0.5mg/L+2,4-D0.1mg/L为小桐子愈伤组织诱导的最佳培养基,其愈伤组织诱导率高达96.7%。本研究为小桐子愈伤组织的分化、植株再生及相关的遗传转化研究提供了参考。     

雌全同株植物三脉紫菀花期偏雄的个体大小依赖的性别分配

经典的虫媒传粉植物个体大小依赖的性别分配模型通常预期:分配给雌性功能的资源比例将随着个体大小的增大而增加;但一些研究表明,花期个体大小依赖的性别分配模式表现出随个体大小增大而偏雄的趋势.我们以植株高度衡量个体大小,从花和花序两个水平上研究了雌花、两性花同株植物三脉紫菀(Aster ageratoides)花期个体大小依赖的性别分配策略.随着植株高度的增大,植株产生的头状花序数量增加,表明三脉紫菀投入到繁殖的资源不是固定不变的,而是随个体大小增大而增加的.在花和花序水平上,繁殖资源在雌雄性别功能之间的分配均表现为随个体大小的增大而更偏雄的模式,即花粉/胚珠比增加,产生花粉的两性花占两性花和雌花总花数的比例升高.这些结果与花期个体越大、性别分配越偏雄的预期一致.花期更偏雄的性别分配可能有助于植物在花期通过输出花粉提高雄性适合度,从而实现个体适合度的最大化.     

细枝柃性别表达特性及资源分配

已有的资料将柃木属(Eurya)描述为严格的雌雄异株植物, 性别变异现象极为少见。目前仅在柃木(E. japonica)和钝叶柃(E. obtusifolia)等少数种类中报道过两性花的存在。近几年笔者发现细枝柃(E. loquaiana)存在性别变异现象, 性别变异株上具有不同性别类型的花。该文从单花和植株水平分析了细枝柃的性别表达特性, 并对不同类型花的花部构件生物量分配进行比较分析。结果表明, 细枝柃具有6种类型的花, 从单花水平上看, 细枝柃性别有雌性、雄性及两性3种类型; 细枝柃性别在植株水平上体现较为复杂, 有雌株, 雄株, 雌花和两性花同株, 雄花和两性花同株, 雌雄异花同株及雌花、雄花、两性花同株6种类型; 在细枝柃花部构件生物量分配中, 雄花(包括雄株花和变异株雄花)花部构件生物量分配中雄蕊生物量的分配低于雌花(包括雌株花和变异株雌花)中雌蕊生物量的分配; 两性花中, 雄蕊生物量分配低于雌蕊, 这是其优化资源分配的手段, 进而获取最大适合度收益。