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。     

濒危植物凹叶厚朴的花部综合特征和繁育系统

为了解凹叶厚朴(Magnolia officinalis subsp.biloba)濒危的生殖生物学原因,通过野外观测,运用杂交指数、花粉-胚珠比、花粉活力和柱头可授性观测、人工授粉和套袋实验等方法,对凹叶厚朴种群的开花生物学、繁育系统进行了研究。结果表明:凹叶厚朴单花花期一般为4～5d,单花花期根据形态和散粉时间可分为4个时期:蕾期、初开期、盛开期和凋零期;种群于4—5月开花,一般开花历时30d左右,但不同地点、年份间有所差异;种群无开花高峰,单株平均开花数量为171.4～188.8朵,平均开花振幅为5～6朵·株-1·d-1;凹叶厚朴杂交指数为4,花粉胚珠比为5728.86,结合人工套袋和授粉实验结果可确定,繁育系统为异交,传粉过程需要传粉者;花粉活力较高(94%),且花粉活力可维持至散粉后的第6天。散粉后,柱头可授性显著下降,花粉高活力期与柱头可授期有5～6h的重叠;自然状况下结果率和单果出种百分率低,异株异花授粉可明显提高结果率和单果出种百分率,二者相对自然状况分别提高14.25%和43.66%。表明自然状态下传粉效率低、柱头最佳可授期短、同株自花授粉败育严重是其濒危的主要生殖生物学原因。     

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。     

濒危植物伯乐树传粉生物学特性研究

通过野外观察和室内测定等方式,对伯乐树的花部结构、访花昆虫及访花行为进行了观察,并利用石蜡切片法对开花期的雌蕊花柱及柱头进行显微观察,有关其传粉生物学特性的研究结果表明:伯乐树自然开花正常,其有效胚珠的比率为23.3%。伯乐树为虫媒植物,传粉者主要依赖黄胸木蜂,伯乐树的授粉方式可能属于居群内的花粉交流,石蜡切片显示柱头与花柱道相通,花柱道长,空隙很大,在一定程度上影响本物种的传粉。     

蛛网萼开花物候、花部特征及繁育系统研究

为探讨蛛网萼(Platycrater arguta)传粉生物学特性,该研究以江西上饶广丰铜钹山国家级自然保护区、江西阳际峰国家级自然保护区蛛网萼为材料,采用野外观察和人工授粉等方法,对蛛网萼开花物候、花部形态及繁育系统进行了研究。结果表明:(1)蛛网萼为伞形花序,种群花期一般在6月中下旬至8月中旬,单花花期为2~3 d,花序花期持续10 d。两个保护区由于年均温度与光照的不同,花期进程有显著不同。(2)蛛网萼可孕花与不孕花从绿色变为白色时对访花昆虫有吸引作用,不孕花能够增加昆虫的访花频率。(3)蛛网萼花粉胚珠比(P/O)为2 520~3 100,杂交指数即是3或4。(4)繁育体系属于以异交为主,部分自交亲和,需要传粉者;熊蜂(Bombus sp.)、四条蜂(Apis florea)和油茶地蜂(Andrena cammelia)是蛛网萼的有效传粉昆虫。(5)套袋和人工授粉结果显示,蛛网萼为兼性自交和异交授粉,异株异花授粉能显著提高坐果率及结籽率,这主要与生境中有效传粉昆虫种类、数量少,花粉传递效率低,种群间基因流交流降低以及柱头自花及同株异花传粉等有关,从而表明在蛛网萼现有生境中植株的早期生殖成功受到影响。蛛网萼种群分布范围扩张以有性繁殖为主,无性繁殖作为重要补充及繁殖保障。     

入侵植物美洲商陆的传粉生态学特性

从开花物候、花朵数量性状、花粉活力、花粉组织化学、柱头可授性、花粉在柱头上的萌发状况、杂交指数、花粉胚珠比、传粉媒介以及繁育系统等方面,研究了外来入侵植物美洲商陆(Phytolacca americana)的传粉生态学特性,为揭示该物种成功入侵的机理提供依据.结果表明:美洲商陆种群花期可达45~70 d,单花花期为2~3d,可进一步分为杯状花期、花瓣平展期、花瓣下垂期、花瓣反卷期;花冠直径在下垂期最大且不超过1 cm,花药与柱头间距离在1 ~2.5 mm,有利于自交的发生;花瓣平展期与花瓣下垂期花粉活力差异显著(P<0.05),杯状花期与花瓣平展期花粉活力差异不显著(P>0.05),花瓣平展期花粉活力可达85%;雌蕊柱头可授性在花瓣平展期最强;杯状花期合生柱头开裂,花瓣平展期柱头9~ 10裂,接受花粉的表面积增大;花药散粉时间与合生柱头开裂时间相吻合,有助于柱头接受花粉;扫描电镜下观察到花粉在花瓣平展期的柱头上已萌发;每朵花可提供1667~3222粒花粉,胚珠9~10个,花粉胚珠比(P/O)为340.88±34.99,表现为兼性自交;美洲商陆杂交指数(OCI)为3,花粉粒属于含脂型,主要传粉昆虫有蜜蜂、胡蜂、食蚜蝇、细腰蜂.综上所述,美洲商陆自交亲和,花粉活力高、柱头可授性强,且高花粉活力与强柱头可授性出现在相同的时期,增加了花粉落置柱头及在柱头上萌发的几率;虫媒花,访花者行为与花朵相适应,有利于提高坐果率,这样的繁殖机制与传粉特点是美洲商陆成功入侵的主要因素之一.     

报春花属滇海水仙花开花传粉特性研究

通过田间观察,运用杂交指数、花粉及柱头活力、花粉/胚珠比、坐果率等指标,对滇海水仙花人工种群的花部特征、开花动态及授粉特性等进行研究。在人工栽培条件下,滇海水仙花花期为12月至翌年2月,单株花期30～45 d,单花花期为9～14 d,花朵有长花柱花和短花柱花之分。滇海水仙花的传粉昆虫主要是蜜蜂,此外还有蝴蝶和蝇类,其繁育系统为兼性自交。     

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.     

全红型软枣猕猴桃花器结构和开花授粉生物学特性

对全红型软枣猕猴桃天源红花器结构、雌花开放动态及寿命、花期温度、柱头可授性、有效授粉期、有效受精期、花粉管行为等进行了系统研究,以探讨影响天源红结实率低下的原因.结果表明:(1)雌花枝可分为以下5种类型:短缩花枝(0~5 cm)、短花枝(5~10 cm)、中花枝(10~30 cm)、长花枝(30~50 cm)和徒长性花枝(>50cm);(2)柱头属于干性柱头,具有一道裂沟,乳突呈长圆柱形;(3)开花过程可分为以下5个阶段:花萼开裂期、花萼大裂期、花瓣变色期、大蕾期和开花期;(4)整个开花过程温度平稳,开花整齐,雌花单花期为1~2 d;(5)柱头可授性在花后1~2 d最强,花开后3~5 d可授性逐渐降低,花后第6天丧失可授性;有效授粉期为开花第1天和第2天;有效受精时期为授粉后5~10 h;(6)授粉后0.5 h花粉就能在柱头乳突细胞表面萌发并进入花柱道生长;授粉后10 h花粉管生长到达花柱底部.初步推断,花期、有效授粉期以及柱头可授性时间短,是天源红坐果率相对较低的主要原因.     

长萼兰花蕉(Orchidantha chinensis var.longisepala)气味腺结构探究

兰花蕉科(Lowiaceae)植物开花时,位于唇瓣的特殊腺体结构——气味腺(osmophores)能够产生和释放类似粪便的腐臭气味吸引传粉者。本研究以该科植物长萼兰花蕉(Orchidantha chinensis var.longisepala)为材料,采用中性红染色法初步确定气味腺的位置,然后用扫描电镜观察气味腺表皮细胞形态、透射电镜观察分泌细胞的超微结构。结果显示,散发腐臭气味的气味腺位于长萼兰花蕉唇瓣上端近轴面;气味腺由多样性的表皮细胞及表皮下1~2层分泌细胞构成,腺体细胞具有细胞核大、细胞质浓、线粒体和内质网丰富等特点;长萼兰花蕉花气味的释放主要依靠角质小泡的破裂完成,推测挥发性的小分子有助于花气味的释放。本研究结果有助于揭示兰花蕉科植物与传粉者之间的互作关系,了解植物的传粉过程。     

黑河中游和烟台海滨中国柽柳的传粉生态学研究

中国柽柳(Tamarix chinensis)是干旱及半干旱地区的重要建群物种.为便于其有效利用和引种栽培,对黑河中游和烟台海滨的中国柽柳的开花动态、花粉活力、柱头可授性、访花者种类、花粉-胚珠比(P/O)、杂交指数(OCI)及座果率进行观测,结果表明:黑河中游和烟台海滨柽柳的花期和柱头可授性相似,花序花期为2-5天,开花当天柱头可授活性最大,之后逐渐下降,第4天柱头无可授性;花粉活力和访花者种类差别较大,黑河柽柳开花第1天花粉活力为(62±4.31)％,最高为(82.12±7.23)％,4天后花粉完全失活.烟台柽柳的花粉活力在开花后第1天最高为(89.13±7.23)％,第4天花粉活力下降为(11±1.12)％.黑河中游和烟台海滨柽柳的访花者均以膜翅目昆虫为主,黑河柽柳以黑带斑沙蜂(Bembix melanura)、卡切叶蜂[Megechile (Amegachile) kagiana]和黑带食蚜蝇(Episyrphus balteatus)等为主要访花者;烟台柽柳以姬蜂(Ichneumon sp.)、大灰食蚜蝇(Metasyrphus corollae)和灰地种蝇(Delia platura)等为主要访花者.二者P/O值、OCI及座果率差异不显著,黑河和烟台柽柳的P/O值分别为373.6±71.9和382.1±86.2;最高座果率分别为(89.72±7.76)％和(93.17±8.21)％;OCI均为3.上述研究结果显示,黑河中游和烟台海滨柽柳均为兼性异交的繁育系统.     

大花黄牡丹的开花特性与繁育系统

2019-2020年观察河南省栾川县引种栽培的西藏特有植物大花黄牡丹(Paeonia ludlowii)开花过程和访花昆虫,计算花粉-胚珠比(P/O)和杂交指数(OCI),检测花粉活力与柱头可授性并结合人工控制授粉试验,探究其开花特性和繁育系统类型.结果表明:(1)大花黄牡丹花朵昼开夜合,花朵随花冠展开下垂,伴花冠闭合...     

峨眉拟单性木兰的开花生物学特性与繁育系统

为阐明峨眉拟单性木兰(Parakmeria omeiensis)在自然条件结实率低的原因和确定最佳人工授粉时期,该文通过观察峨眉拟单性木兰的开花动态,采用杂交指数估算、花粉胚珠比、花粉活力及柱头活性检测、人工授粉试验等方法对其繁育系统进行了研究。结果表明:(1)植物园保育的峨眉拟单性木兰花期在4月底到5月中下旬,持续17～23 d,雄株始花期比雌株早3～4 d,但两者花期可遇。(2)两性花经检测雄蕊败育,实为功能上的雌性,部分雄株个体的雄花上残留1～2个心皮,其性别分化是通过雌、雄蕊选择性败育形成的,为隐性雌雄异株(cryptic dioecy)。(3)雄花、两性花开放经历佛焰苞开裂、花被片开裂、展开、闭合、二次开放、凋落6个阶段,历时4 d。(4)雄花初次展开时花粉活力最高,达92.8%,开花2 d后活力显著下降;两性花柱头在花被片展开期可授性最强,盛开后柱头部分可授。(5)杂交指数为5,P/O比为2.14×10~4。(6)套袋试验表明,峨眉拟单性木兰不能进行自花传粉,人工异花授粉的结实率和出种数显著高于自然授粉,且不存在无融合生殖。这说明峨眉拟单性木兰繁育系统为专性异交,传粉过程需要传粉媒介,自然条件下结实率低,主要是受传粉昆虫和柱头可授期短的限制。     

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。     

濒危植物丰都车前的繁育系统与传粉生物学研究

丰都车前为三峡库区特有珍稀濒危植物,目前仅在重庆市江津支坪镇涂家村附近大中坝上有一小种群分布。以野生种群和移栽种群为对象,通过野外观察和人工授粉实验对丰都车前传粉生物学及繁育系统进行研究。结果表明:(1)丰都车前单花花期约4 d,花序花期约8 d,种群花期约3个月;单花开花进程可分为6个时期:花蕾期、雌蕊伸长期、雄蕊初露期、花瓣展开期、花瓣反折期、枯萎凋谢期。(2)花瓣展开前,柱头先伸出花冠,达最高可受性,之后花瓣展开雄蕊才露出,而此时大部分柱头已枯萎失活丧失可受性,只有少部分具可受性。表现出雌雄异熟的特征,一定程度避免了自交的发生。(3)花粉活力始于雄蕊初露期,花瓣展开、花药开裂时花粉活力最高,至枯萎凋谢前均具有活力。花粉活力最高期避开了柱头可受性最佳期,仅有少部分重叠。(4)繁育系统检测显示,花粉/胚珠比为15373.29,杂交指数为3。结合套袋实验表明,丰都车前可能同时具有风媒和虫媒传粉机制,传粉昆虫为中华蜜蜂、食蚜蝇,但数量偏少,不存在无融合生殖,异交为主,部分自交亲和,有时需要传粉者。(5)开花时期避开了其分布地洪水淹没期,能够顺利完成开花授粉及座果。综上所述,丰都车前的花部特征、开花物候和繁育系统为适应分布地夏季洪水水淹胁迫提供了一定的生殖保障,促进了该种群的续存。     

濒危植物兰花蕉的核型研究

研究了濒危植物兰花蕉及其变种长萼兰花蕉的核型。结果表明,兰花蕉中期染色体的相对长度为5.00～7.78μm,核型公式为2n=6x=54=23m+3sm(1sec)+1st(sec);而长萼兰花蕉中期染色体相对长度为5.00～7.92μm,核型公式为2n=6x=54=22m+4sm(2sec)+1st(sec)。按Stebbins的分类,两者均属2A型。根据核形态的有关数据分析,进一步支持将长萼兰花蕉作为兰花蕉变种处理的观点。     

黄河三角洲柽柳的开花特性及传粉生态学研究

野外定位观测了柽柳(TamarixchinensisLour.)的开花物侯、开花动态、访花者的种类、行为和访花频率,并对其繁育系统、花粉-胚珠比(P/O)、花粉活力进行了检测。结果表明,柽柳单朵花的花期仅1d,P/O为390.9±81.0,繁育系统属于自交亲和、需要传粉者的类型。花的结构和开花式样适合以食蚜蝇为主的多种昆虫传粉。自然条件下的结实率为95.23%。柽柳的果实成熟期较短(15d),整个居群有长达几个月的花期,开花数目众多,因此能产生大量的种子,在适宜条件下会形成大片的柽柳灌丛。     

多叶斑叶兰繁育系统与传粉生物学研究

为探讨多叶斑叶兰(Goodyera folisa)的繁育系统与传粉生物学特征,对其开花物候、花粉活力与柱头可授性、人工授粉、花的挥发性成分以及昆虫传粉行为进行了研究。结果表明,多叶斑叶兰的唇瓣黄色,萼片白色或白色带红褐色;单花花期为(9.4±0.8)d;花粉在开花后第1天具备活力,柱头在开花后第2天具备可授性,花粉活力和柱头可授性都在开花后第5天达到峰值。去雄套袋和不去雄套袋都不能结实,人工自花授粉、同株异花授粉和异株异花授粉的结实率分别为93.3%、95.0%和96.7%,自然结实率为43.3%。花朵的主要挥发性成分为1-辛烯-3-醇、3-辛醇和N,N-二甲基甲酰胺。多叶斑叶兰传粉者为中华蜜蜂(Apis cerana)。多叶斑叶兰具有自交亲和能力,但在自然界不具有主动自交现象,必须依赖中华蜜蜂传粉,花色及花香气味为吸引传粉者的主要因素。