黄瓜性型分化的分子机制

黄瓜(Cucumis sativus)是雌雄异花植物性型分化研究的重要模式植物,近年来虽然其性型分化的分子机制研究取得了一定的成果,但其性型分化的调控机制尚未完全阐明。该文综合花器官发育基因、性别决定基因、内源激素、环境因子、性型分化假说,在分子水平构建了黄瓜性型分化的表达调控网络。同时对激素和性别决定基因协控的黄瓜单性花器官凋亡机制进行了阐述,并就miRNA在黄瓜性型分化调控中的作用进行了探讨。     

棉花型和黄瓜型棉蚜对寄主植物的适合度

采用寄主转换建立生命表及触角电位 (EAG)方法比较了棉蚜两寄主专化型 (棉花型和黄瓜型 )对不同夏季作物的适合度。结果表明 ,棉花型蚜转到黄瓜上及黄瓜型蚜转接到棉花上均不能正常产仔繁殖和建立种群。两种蚜型均不能在茄子和苋菜上建立种群。黄瓜型蚜能在豇豆上建立种群 ,但棉花型蚜不能 ,表现出两种寄主型棉蚜对夏寄主利用上存在显著差异。受棉蚜为害 12～ 36 h后的黄瓜或棉花植株仍不适合于棉花型或黄瓜型蚜 ,表现出黄瓜型蚜不能在被棉花型蚜为害过的棉株上正常存活和繁殖 ,棉花型蚜也不能在被黄瓜型蚜为害过的黄瓜苗上存活和繁殖。两种寄主型蚜对不同寄主叶片丙酮提取物的触角电位表明 ,黄瓜型蚜对棉花、哈密瓜和马铃薯叶片提取物的反应显著强于棉花型蚜 ,而对黄瓜和甜瓜叶片提取物的反应上两种蚜型差异不显著。文中同时对棉花型和黄瓜型棉蚜产生的生态机制进行了讨论。     

绣球茜的二型花柱及其传粉生物学初步研究

首次对绣球茜(Dunnia sinensis Tutch)的花药和柱头高度、花粉和柱头形态,以及人工辅助授粉的结实情况等进行了研究.结果表明:绣球茜在同一居群中同时具有长花柱(Pin 型)和短花柱(Thrum)两种花型,长花柱植株的柱头和雄蕊高分别为9.61±0.36 mm和6.79±0.38 mm,短花柱则为6.11±0.56 mm和8.96±0.59 mm,表现出互补式雌雄异位的花部特征.通过人工辅助授粉,两种花型植株的自交和同型植株间异交都不结实,仅在型间异交方能正常结实,说明绣球茜中存在极强的自交不亲和和型内不亲和现象.在花粉与柱头形态方面:长柱型花的单花花粉量(38555.6±6258.4)显著地小于短柱型花(52145.45±8924.5)(t=4.009,P＜0.01),长柱花和短柱型花的胚珠数分别为38.73±1.85和39.1±2.25(t=-4.13,P＞0.01);长柱型花花粉粒的大小(极径21.27±0.70 μm)显著地小于短柱花(21.92±0.79μm)类型(t=3.890,P＜0.01),而柱头乳突大小长柱类型要大于短柱类型,表现出明显的二型性.研究结果表明绣球茜是一种典型的二型花柱植物.此外,对其传粉昆虫及昆虫访花行为的观察表明,蝶类(青风蝶属Graphium)和蜂类(熊蜂Bombus sp.和木蜂Xylocopa magnifica Smith)为绣球茜的主要访花昆虫和传粉昆虫,它们能够在两种不同花型植株之间有效地传粉.     

双尾新小绥螨对五种寄主植物不同受害后挥发物的趋性

【目的】为明确不同寄主植物挥发物对双尾新小绥螨Neoseiulus bicaudus Wainstein的影响。【方法】采用Y-型嗅觉仪,观测双尾新小绥螨对不同处理(健康植株、机械损伤植株、去叶螨受害植株、带叶螨受害植株)的5种寄主植物(大豆、棉花、番茄、茄子、黄瓜)的趋性差异。【结果】双尾新小绥螨对不同处理的5种寄主植物的趋性强弱依次为:带叶螨受害叶去叶螨受害叶机械损伤叶健康植株叶洁净空气。5种螨害植株间比较时,每组均为螨害大豆的引诱率最高,且显著高于茄子,极显著高于番茄和黄瓜,但与棉花无显著性差异。【结论】双尾新小绥螨在搜寻猎物过程中,不同寄主植物的挥发物对其选择寄主的过程起到重要作用。     

Polyploidization and sexual dimorphism of floral traits in a subdioecious population of Dasiphora glabra

银露梅亚雌雄异株种群的多倍化和花特征性二态 性二态是性别分离植物的常见性状,对植物的雌性和雄性功能可能产生不同的影响。本文以青藏高原特有植物银露梅(Dasiphora glabra)为研究对象,利用银露梅同时存在两性、雌性和雄性植株的种群,探讨银露梅与传粉相关的花特征性二态现象及其对传粉者访问、花粉流和结实的影响。另外,本文还利用流式细胞仪检查了两性植株、雄性植株和雌性植株之间基因组大小的差异。研究结果表明：银露梅雌性植株和雄性植株数量约占种群中植株总数量的40%,表明银露梅两性植株数量多于雄性和雌性的植株数量。两性植株的花数量显著多于雄性和雌性植株的花数量。雄花的花大小显著大于雌花和两性花的花大小。雄花的花粉数量与两性花的花粉数量没有差异,但是雌花的胚珠数量显著高于两性花的胚珠数量。双翅目的蝇类是银露梅最主要的访花者,尽管访花者偏好访问更大的花,但是在花间连续访问对大花没有表现出偏好。模拟花粉流实验表明,两性植株和雄性植株的有效花粉转移都很低,从而导致较低的结实率。雌性植株和雄性植株的DNA含量约为两性植株的4倍,并且单性植株和两性植株之间相互授粉不能结实。以上结果表明,与两性花相比,雌花和雄花在与传粉相关的花特征二态性上分别在雌性和雄性功能上表现出优势,但这种优势在很大程度上被低效的花粉转移所掩盖。银露梅的雌性植株和雄性植株经历了多倍化事件,导致与两性植株之间存在繁殖隔离,从而维持了3种性别植株的共存。     

安徽特有植物安徽羽叶报春的繁殖生物学研究

本文分别从物候、繁育结构和传粉等方面研究了国家三级保护植物、安徽特有种--安徽羽叶报春(Primula merrilliana)的繁殖生物学特征。研究结果表明: (1) 安徽羽叶报春是典型的形态和功能意义上的花柱二型的二年生植物, 其始苗期为9月, 一直持续到第二年6月底或7月初死亡, 各居群长柱花植株比短柱花植株开花略早3–5 d; (2) 安徽羽叶报春的散孔型花粉显示其在报春花属中有重要的系统意义和进化意义。同时, 短柱花花粉量比长柱花少, 但其花粉直径是后者的1.78倍左右; (3) 长花柱的雌蕊长度是短花柱的1.64倍, 而且其柱头上的乳头状突起比短花柱上的长而稀; (4) 3个研究居群的P/O比都不相同, 我们发现花粉量比胚珠数量有更大的变异, 这可能与生境有关; (5) 安徽羽叶报春为异花授粉植物, 蓟马属(Thrips)昆虫为其重要的传粉者, 其同型花授粉可育性远比异型花授粉的高; (6) 其长、短柱型种子没有明显的形态差异, 多属不等边七面体, 少为其他多面体。据研究, 在小居群中两种花柱类型植株的比例失衡, 生境的破坏和伴生种的消失可能是导致安徽羽叶报春濒危的重要原因。     

芍药花粉活力和柱头可授性的研究

用TTC法测定了芍药花粉的活力和寿命,用联苯胺—过氧化氢法测定了其柱头的可授期。结果表明,栽培芍药单瓣花植株的花粉活力和重瓣花植株的花粉活力在开花初期(1～2d)无明显差别,但重瓣花植株的花粉活力比单瓣花植株的花粉活力下降快;通常情况下,花粉寿命约为7d。栽培品种的柱头有个体差异,单瓣花植株有的开花后2h即可分泌粘液,而重瓣花植株的柱头在开花后,有的一直不分泌粘液,有的在开花后两天才分泌粘液;单瓣花植株的柱头可授性比重瓣花植株的强,一般分别在开花后6d和3d之内具可授性。移栽的野生芍药植株的花粉活力比栽培品种下降的慢,其寿命也较长,一般为15d;柱头的可授性和粘液分泌比栽培植株强。     

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     

35种石斛兰观赏价值评价

对35种石斛兰的花期长短、花色、花香、花朵数量及花形态、叶形态和植株形态等观赏性状进行描述和数据采集。根据观赏性状可将其按花期长短、香气浓淡、花朵数量多少、花形态大小等进行归类,并综合评价得出各方面表现较佳的6种观花型石斛兰资源。     

草果两型植株的繁育差异研究

草果(Amomum tsaoko)是具有柱头卷曲机制的姜科植物,该研究通过观察和分析传粉者的访花行为、草果的花蜜分泌和最终的结实率,探索其花蜜分泌模式与传粉行为的相互关系,以及对其两型植株繁殖的影响。结果表明:草果两型植株的花蜜分泌在1 d花期的16:40—19:00期间达到高峰;上举型花比下垂型花能够提供更多的花蜜,下垂型花的花蜜分泌受环境温度、光照、湿度的显著影响,其结实率也显著低于上举型花。中华蜜蜂(Apis cerean cerana)是观察点频率最高的有效传粉者,在1 d花期里访花频率呈现双峰模式,访花行为受到温度和湿度的显著影响,78%或18℃较适宜访花。1 d花期中温度、湿度的变化,以及花蜜的动态分泌模式共同促进这一双峰访花模式的形成。草果花蜜分泌模式和双峰访花模式均与草果的柱头卷曲运动匹配,对吸引昆虫精确传粉、维持柱头卷曲机制有重要意义。草果两型植株之间,环境因素对它们花蜜分泌的影响显著不同,导致传粉者不同的访花行为反应和繁殖结果。适当增加居群中上举型植株数量,可能是提高产量的一个有效方法。     

甜瓜属一新物种(双二倍体)合成及定性

采用胚胎拯救方法,首次成功实现了栽培黄瓜(CucumissativusL.,2n=14)与同属野生种C.hystrixChakr.(2n=24)间可重复的种间杂交.杂交F1植株形态一致.其中多分枝、密棕茸毛(尤其是在花瓣和雌蕊上)、桔黄色花冠及卵圆形果实这些特征与亲本C.hystrix相似,而第一雌花节位则与亲本黄瓜(C.sativus)相似.其它性状如株径、节长、叶和花的形状和大小等都介于双亲之间而呈中间型.将杂种F1植株自交并与两亲本进行回交,结果表明F1杂种的雄蕊和雌蕊都是不育的.这可能是由于杂种染色体数目为奇数(2n=19,其中7条来自黄瓜,12条来自野生黄瓜),缺乏同源性而导致减数分裂不正常.利用体细胞无性系突变方法,对杂种的染色体数进行了加倍.流动细胞计量仪测定表明,加倍的F1植株(双二倍体)占再生植株的7.3%,形态一致,其DNA含量为2.35pg,而F1(二倍体)的含量为1.17pg.新合成的双二倍体植株能释放花粉,并且能形成含种子的果实.对生长和发育、营养价值及抗性等方面初步研究表明,这一新物种可望成为一新型作物种,在未来农业中占有一席之地.通过不同杂交可形成两种类型的果实一种为腌渍类型,该株系每株可着生30多个大约10cm长的果实,可一次性采收;另一种为耐弱光类型,果形细长,基本上无种子,适合于部分遮荫的环境,如温室栽培.营养分析表明,新物种果实的蛋白质含量为0.78%,矿物质0.35%,均分别高于普通黄瓜含量0.62%和0.27%.对根结线虫筛选试验结果表明,C.hystrix具有高度抗性,其抗性通过正反交可部分转移到F1代和双二倍体中.     

茂兰喀斯特森林木本植物性系统数量特征及其与环境因子的关系

植物性系统在群落更新、适应性和未来发展中起着重要作用。为了明确喀斯特森林性系统数量特征及其与环境因子的关系, 本研究采用相邻格子法从茂兰白鹇山山脚到山顶连续设置11个垂直样地, 同时采用该方法从山体中部沿同一等高线连续设置21个水平样地, 分析了研究区样地内胸径大于1 cm的木本植物性系统数量特征, 采用独立样本t检验分析了垂直样地与水平样地植物数量与性系统的差异, 采用冗余分析(RDA)探究了性系统数量特征与环境因子的相关性。结果表明: (1)样地内共有木本植物286种14,622株, 其中两性花植物156种(54.5%) 8,235株; 雌雄同株异花植物57种(20.0%) 3,838株; 雌雄异株植物73种(25.5%) 2,549株。垂直方向上, 随着海拔升高雌雄同株异花植物的植株数量显著增加, 两性花植物的物种比例显著下降; 坡位上表现为中坡位植物性系统多样性较低; 水平方向上, 两性花、雌雄同株异花与雌雄异株植物的植株数量、物种比例、性系统多样性指数都无明显规律。(2)雌雄同株异花植物的植株数量和物种比例在垂直样地与水平样地间有显著差异(P < 0.05); 雌雄异株与两性花植物的植株数量与物种比例无显著差异。(3)环境因子对木本植物的性系统数量特征有一定影响, 其中海拔的影响达到极显著水平(P < 0.01), 坡位的影响达到显著水平(P < 0.05)。总体上, 茂兰喀斯特森林木本植物性系统表现出与其他地区不同的丰富性、多样性和复杂性, 但大部分物种种群较小, 其数量分布特征可能是对喀斯特生境异质性适应的结果。     

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。     

黑籽南瓜砧木对黄瓜生长结实、抗病性及营养元素含量的影响

为了探索黑籽南瓜(Cucurbita ficifolia Bouché)对黄瓜(Cucumis sativus Linn.)生长的影响,以前者为砧木,‘津绿21-1'和‘津研4号'2个黄瓜品种为接穗,以自根植株为对照,对嫁接植株的形态指标、抗病性、单株产量及叶片营养元素含量进行研究.结果表明,嫁接植株在不同时期的形态指标均高于自根植株;嫁接黄瓜的单株产量显著高于自根黄瓜;枯萎病、病毒病、霜霉病和灰霉病4种病害在嫁接植株上的病情指数和发病率均低于自根植株;2个品种嫁接植株叶片的N、P、K、Ca和Mg含量均显著或极显著高于自根植株.结果表明,黑籽南瓜作为优良砧木可显著促进黄瓜的生长结实,提高其抗病性及对营养元素的吸收能力.     

黄瓜子叶节高频再生体系建立及再生植株倍性观察

以‘农城3号’黄瓜子叶节为试材,研究不同苗龄、不同激素对黄瓜离体植株再生频率及再生不定芽的影响,并对再生植株进行了根尖染色体计数和叶片气孔保卫细胞叶绿体数目的鉴定。结果表明,(1)6-BA对黄瓜不定芽诱导起关键作用,IBA不利于黄瓜不定芽的诱导。(2)MS 2.0mg/L6-BA培养基是‘农城3号’黄瓜通过子叶节进行不定芽诱导再生植株的最佳培养基。(3)正常发育的无菌苗4~5d左右子叶不定芽再生频率较高,苗龄超过5d,不定芽再生频率明显下降。黄瓜子叶再生植株与实生苗的根尖染色体数目均为2n=14,再生植株与实生苗的气孔保卫细胞叶绿体数均分布在6~10的范围内,说明再生植株的倍性没有发生改变。     

营养液温度和溶解氧浓度对黄瓜植株氮化合物含量的影响

常液温(25℃)下,当将营养液的溶解氧浓度(DO)降到1～2 mg/L时,黄瓜植株体内氮素代谢增强,根组织内各种氮素化合物含量有提高的趋势,叶和根内各种氨基酸含量显著提高,植株生长良好,对生长介质中的低氧逆境表现出较高的耐性;但高液温(33℃)下低溶解氧浓度(1 mg/L)处理,除植株可溶性氮和根组织内硝态氮含量不受影响外,叶和根中的其他各种氮素化合物含量均明显降低,而根组织内氨基酸含量则明显提高,植株生长不良,表明高液温下黄瓜植株耐低氧性明显降低.     

嗜食植物与非嗜食植物对西花蓟马成虫寄主选择性的影响

【目的】西花蓟马是世界性害虫,利用西花蓟马对寄主植物嗜食性的差异,通过驱避作用防控西花蓟马,能够为绿色治理提供依据。【方法】在西花蓟马嗜食的甘蓝和非嗜食的大蒜上互喷汁液,采用黄瓜+甘蓝、黄瓜+大蒜2种相间种植方式,研究它们对西花蓟马寄主选择性的影响。【结果】在甘蓝上喷洒大蒜汁液后,甘蓝叶片上西花蓟马的虫量和产卵量均明显减少。大蒜汁液浓度越高,减少得越多;在大蒜上喷洒甘蓝汁液后,大蒜植株上西花蓟马的虫量和产卵量明显增加,且增加程度与甘蓝汁液的浓度呈正相关。黄瓜和甘蓝相间排列时,西花蓟马在黄瓜叶片上的数量与单作黄瓜叶片上无明显差异;但黄瓜和大蒜相间排列时,西花蓟马在黄瓜上的数量明显高于单作黄瓜上的虫数,多52.4%。【结论】在嗜食寄主植物上喷洒非嗜食植物汁液或间作非嗜食的寄主可以明显减少西花蓟马的选择性。研究结果为利用非嗜食植物挥发物防控西花蓟马提供了理论依据和新的方法。     

两种姜科花柱卷曲性植物柱头的位置与其可授性的关系

花柱卷曲性是一种见于姜科山姜属(Alpinia)和砂仁属(Amomum)植物中的独特的性二态现象, 具有这一性系统的植物, 其居群包括上举型和下垂型两种表型, 所有个体的雌雄性别功能在时间和空间上分离。本研究通过操控授粉和花粉管生长两项实验, 探讨花柱卷曲性植物个体两性功能的隔离方式及其适应意义。云南草蔻(Alpinia blepharocalyx)操控授粉实验表明, 自花花粉对其异交率影响不显著(P > 0.05), 但可能由于自花花粉沉降导致胚珠贴现进而引起近交衰退, 操控条件下每果结籽数显著减少(P < 0.01)。云南草蔻和红豆蔻(Alpinia galanga)花粉管生长实验都显示无论对两种表型进行怎样的授粉处理, 花粉粒萌发和花粉管生长的速率仅在柱头处于可授位置时表现出最大值, 与自交和异交授粉方式无关; 上举型植株上午花粉囊虽未裂但其内花粉已成熟。研究结果表明即使不考虑花柱运动, 山姜属植物也具有异型雌雄异熟的特性。这一结果证实了花柱卷曲运动机制是通过互补式雌雄异位和异型雌雄异熟相结合形成的花部二态性, 异型雌雄异熟促进了异交, 而花柱运动的功能可能在于避免雌雄干扰。     

二型花柱植物金荞麦的繁殖生态学研究

通过野外实验观察和人工控制套袋等方法,从金养麦的花部基本特征、开花动态、花粉胚珠比(P/O)、花粉活力、柱头可授性、杂交指数、套袋实验及访花昆虫等方面对其繁殖生态学进行了研究.结果显示:(1)金荞麦在同一居群中同时具有长柱型(L-型)和短柱型(S-型)两种花型,短花柱花直径(7.25±0.11 mm)显著大于长花柱花直径(6.79±0.11 mm),长花柱花的柱头和花药高分别为3.39±0.04 mm和1.80±0.02 mm,短花柱花的柱头和花药高则分别为1.89±0.04 mm和3.19±0.06 rnm,表现出互补式雌雄异位的花部特征.(2)金荞麦8～10月开花,单花序的花期为15～23 d,单花的花期为1～3 d,开花进程中,内轮雄蕊先散粉,外轮雄蕊后散粉;S-型花的花粉活力高于L型花的花粉活力,但其单花花粉量低于L-型花,显示了两种花型的自我调控机制.(3)套袋实验表明,金荞麦自花自交不亲和,但具有型内和型间亲和性,L型和S-型花的P/O值分别为810±40.48和526.5±42.24,表明其繁育系统为兼性异交,需要传粉者,但L-型花更倾向异交.(4)金荞麦的主要访花昆虫为膜翅目(Hymenoptera)、双翅目(Diptera)、鳞翅目(Lepidoptera)、半翅目(Hemiptera)和蜻蜒目(Odonata) 19个科37种昆虫,其中,两种花型拥有12种共同的访花昆虫,L-型花访花昆虫14种,S-型花访花昆虫35种,表明S-型花对昆虫具有更强的吸引力.研究表明,金荞麦是典型的二型花柱植物,虽然具有严格的自交不亲和性,但显示一定的型内亲和性.     

光合菌对黄瓜光合及抗氧化同工酶的影响

以2种基因型的黄瓜(Cucumis sativus)为材料, 研究光合菌(PSB)的喷施对植物生物量、净光合速率(Pn)、叶片PSII 的最大光化学效率(Fv/Fm)及抗氧化同工酶代谢的影响。结果表明, 喷施PSB均能诱导2种基因型黄瓜的生物量显著增加, 并伴随Pn的显著提高。但是, 2种基因型黄瓜的Fv/Fm并不受PSB喷施的影响; PSB能使总过氧化物歧化酶(SOD)和抗坏血酸过氧化酶(APX)活性提高, 并使它们的多数同工酶的活性上调, 这些同工酶活性的增加在叶绿体中表现更为明显(如 Cu/Zn-SOD、Fe-SOD 和 sAPX)。研究结果表明, PSB能通过增强黄瓜抗氧化酶体系的活性改善植株的抗氧化能力, 从而在植株的生长和光合作用方面起到促进作用。