刺五加、短梗五加的花蜜分泌节律、花蜜成分及访花者多样性的比较研究

野外定位观测刺五加（Eleutherococcus senticosus）、短梗五加（E.sessiliflorus）的花蜜分泌节律、访花者的多样性,室内分析其花蜜的主要成分。结果表明,刺五加雄株的花杂在开花1－3（4)d分泌花蜜,雌株在开花5－7,6－8或7－9d分泌花蜜;短梗五加以及刺五加两性株的部分花杂,在开花后有两次分泌花蜜的过程：第1次与花药开裂散粉时间一致,第2次与柱头具可授性的时间一致。而且,刺五加和短梗五加都由动物帮助传粉,花蜜分泌的时间与多数访花者的访花时间一致,在一天之中,散出花粉的花朵分泌花蜜的时间早于接受花粉的花杂,这种时间差异应该是植物控制该 花者流向并导致传粉成功的关键。短梗五加与刺五加之间以及刺五加不同性别的植株之间,花蜜的成分及相对含量各有特点,但都以果糖和葡萄糖为主。在刺五加、短梗五加花朵上记录到的访花昆明分别为50余种和40余种,多数隶属于膜翅目、鳞翅目、鞘翅目和半翅目。其中膜翅目的胡蜂、马蜂、熊蜂,双翅目的食蚜蝇、寄蝇等是刺五加、短梗五加的常见访花者。     

刺五加和短梗五加叶片初生代谢的发育特异性调控研究

利用GC-MS技术对刺五加（Acanthopanax senticosus（Rupr. et Maxim.） Harms）和短梗五加（Acanthopanax sessiliflorus（Rupr. et Maxim.） Seem）叶片初级代谢产物进行了代谢组学分析,运用PCA和OPLS-DA方法分析后,将刺五加和短梗五加叶片划分为3个发育时期：生长期（Growth period）、旺盛期（Exuberant period）、凋落期（Autumn period）。刺五加叶片3个时期筛选出糖类、氨基酸、有机酸、脂肪酸、多元醇等共53个差异化合物,短梗五加叶片3个时期筛选出糖类、氨基酸、有机酸、脂肪酸、多元醇等共51个差异化合物。进一步分析表明,刺五加和短梗五加叶片在旺盛期和凋落期之间差异化合物最多,其中刺五加主要是糖类、有机酸;短梗五加则除了上述两类化合物外,还包括脂肪酸、多胺类化合物。两者作为同属植物,在差异化合物的组成类型方面具有较高的相似性。结果初步揭示了2种同属药用植物叶片不同时期初级代谢物的积累模式,为2种植物叶片利用提供理论基础。     

刺五加、无梗五加花粉的亚显微形态学研究

用扫描电子显微镜观察了刺五加和无梗五加花粉的亚显微形态特征。花粉粒的赤道面观呈近圆形,极面观呈三裂圆形,具三孔沟。无梗五加、刺五加雄株的花粉表面纹饰为网状;刺五加两性株的花粉的表面纹饰亦呈网状,但有些花粉网脊不连续。无梗五加的花粉粒大小为26.5μm×27.4μm;刺五加雄株的花粉粒大小为21.1μm×22.1μm;刺五加两性株的花粉粒大小约为21.6μm×23.9μm。研究结果表明,无梗五加和刺五加雄株花粉的亚显微形态特征支持传统的属级和种级水平的分类;刺五加两性株某些花粉粒亚显微形态的独特表现可能与其发育不正常有关。     

短柄五加开花及传粉生物学研究

本文对短柄五加（Ｅｌｅｕｔｈｅｒｏｃｏｃｃｕｓｂｒａｃｈｙｐｕｓ）的花期物候、开花式样、访花昆虫种类、访花行为及访花频率进行了观察,对花粉活力、柱头可授性、花粉胚珠比以及传粉效果和繁育系统做了检测。初步结果表明,短柄五加以根茎进行无性繁殖,１个居群为１个无性系。虽自交亲和,但昆虫的访花活动可显著提高座果率。昆虫传粉主要在无性系内异花间进行,属于广义的自花传粉。传粉者为多种不同的昆虫,包括马蜂和胡蜂在内的蜂类、蝇类和甲虫。其花期物候、花粉活力、柱头可授期和蜜汁分泌期等特征使其能够适应环境,从而获得较高的座果率。平均座果率为６５％,饱满种子率为４５．５％。自然条件下未发现实生苗,广义的自花传粉导致的种子质量低下可能是其原因,也是限制短柄五加分布范围的重要因素。     

云锦杜鹃的开花动态与繁育系统研究

对3个云锦杜鹃种群的开花动态和传粉方式等野外定位观测结果显示:花芽在花朵开放后形成雏 形,经过8～9月的生长后成形,次年4月复苏,形成含6～12朵花的总状伞形花序,5月初开花,花期接近25 d。花生命周期为5～8d,其中种群G的周期最短,平均为5.8d,主要原因是光照时间长,湿度相对较低,花形 态较小。开花后第二天到第三天,花药开裂,散出粘连成串的花粉,悬挂在花柱的中上部,同时柱头进入可授 期;第五天到第六天,花瓣与花托分开并前移到花柱,使花柱倒垂,花粉串能粘附到柱头上。根据人工授粉试 验和花粉落置观察的结果,云锦杜鹃的繁育系统为混合交配型,自然条件下为花后自花授粉,主要借助花瓣脱 落来传播花粉;但根据杂交指数估算和花粉-胚珠比测定,云锦杜鹃的繁育系统为异交,自交亲和,需要传粉 者,说明云锦杜鹃可能是由虫媒传粉向自花传粉演化。     

基于GC-MS分析刺五加和短梗五加不同器官的代谢差异特性

通过研究刺五加（Acanthopanax senticosus）与短梗五加（A. sessiliflorus）不同器官的初级代谢差异特性,探讨两者药效差异、药用价值及资源利用结构。利用代谢组学的研究策略,使用GC-MS技术从初生代谢的角度比较刺五加与短梗五加不同器官代谢差异特性。结果表明：在2种药用植物不同器官中共鉴定出186种初生代谢物,总体研究结果显示2物种在初生代谢上存在差异。进一步分析得到根中52种差异代谢物、茎中34种差异代谢物、叶中39种差异代谢物、叶柄中48种差异代谢物。差异代谢物涉及到的主要代谢途径有氨酰基-tRNA生物合成途径,缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的生物合成途径,甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢途径,精氨酸的生物合成途径,丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢途径,丙酮酸代谢途径等。此外,发现4种连接初生代谢和次生代谢的关键性代谢物在两者不同器官中的水平存在差异。刺五加和短梗五加在不同器官初生代谢方面显著不同,这可能是造成2物种不同器官药理效应和次生代谢存在差异的原因之一。     

短葶飞蓬(Erigeron breviscapus)的花部综合特征与繁育系统

通过野外观察,运用杂交指数、花粉．胚珠比、套袋实验等方法,对短葶飞蓬自然种群的开花状态及繁育系统进行研究。结果如下：短葶飞蓬具头状花序,由外围舌状花及中央的管状花构成。种群花期一般为4～7月份,一个花序的花期约为19～25d。管状花单花花期一般为7～10d,聚药雄蕊,先熟,药室内向开裂,成熟的花粉散于花药筒中。花开后花柱快速伸长,导致雄蕊伸出花冠,同时将药筒中的花粉粒“推”出药筒,形成花冠、药筒、柱头三者在空间上的分离。花序中不断有小花开放,同一花序内的小花间具相互传粉的机会。杂交指数≥4,判断繁育类型属于异交,部分自亲和,需要传粉者。P／O值约为1373,判断繁育类型属于兼性异交。套袋实验证明短葶飞蓬异花授粉,虫媒,蜂、蝶为主要传粉者。在自然状况下,短葶飞蓬结实率较低的原因可能是花粉竞争。此外,短葶飞蓬存在天然雄性不育植株,为遗传育种提供了材料。     

短葶飞蓬（Erigeron breviscapus）的花部综合特征与繁育系统

通过野外观察,运用杂交指数、花粉-胚珠比、套袋实验等方法,对短葶飞蓬自然种群的开花状态及繁育系统进行研究。结果如下：短葶飞蓬具头状花序,由外围舌状花及中央的管状花构成。种群花期一般为4~7月份,一个花序的花期约为19~25d。管状花单花花期一般为7~10d,聚药雄蕊,先熟,药室内向开裂,成熟的花粉散于花药筒中。花开后花柱快速伸长,导致雄蕊伸出花冠,同时将药筒中的花粉粒“推”出药筒,形成花冠、药筒、柱头三者在空间上的分离。花序中不断有小花开放,同一花序内的小花间具相互传粉的机会。杂交指数≥4,判断繁育类型属于异交,部分自亲和,需要传粉者。P/O值约为1373,判断繁育类型属于兼性异交。套袋实验证明短葶飞蓬异花授粉,虫媒,蜂、蝶为主要传粉者。在自然状况下,短葶飞蓬结实率较低的原因可能是花粉竞争。此外,短葶飞蓬存在天然雄性不育植株,为遗传育种提供了材料。     

珍稀濒危植物瑶山苣苔开花生物学及繁育系统研究

对仅分布于广西金秀老山自然保护区的国家Ⅰ级保护植物瑶山苣苔进行了开花生物学和繁育系统研究.结果显示:(1)瑶山苣苔花期从8月底至11月初,开花无固定时间.单花开放过程可分为萌动、露白、盛开、凋落4个阶段,且花朵具明显的增大再生长现象.(2)单花、花序、单株水平上的开花物候都表现出开花不同步性,单花花期约5~14 d,单花序花期约11~20 d,单株花期约8~20 d.花粉活力在散粉后6 d内相对较高,但花粉在野外通常于散粉3 d内被昆虫啃食完.(3)柱头在花药散粉时明显高于花药,便于接受异花花粉,柱头在散粉后第4天具可授性,可持续5~6 d.(4)瑶山苣苔杂交指数(OCI)为5,花粉-胚珠比(P/O)为379.64±145.61,繁育系统为兼性异交,自交亲和,传粉过程需要传粉媒介.研究表明,不稳定的传粉环境可能是该物种至濒的主要生殖生物学原因,自发自交"是其在开花期间对不稳定传粉环境的一种适应.     

5种地黄花部综合特征与繁育系统的初步研究

生殖隔离是物种分化与延续的基础,地黄属植物是否存在生殖隔离仍不清楚。通过实地观测地黄属5个物种(天目地黄、湖北地黄、裂叶地黄、地黄和茄叶地黄)自然种群的花部形态、开花动态、花蜜体积、花蜜的糖浓度及其日变化、杂交指数、花粉-胚珠比等指标,结合人工授粉套袋,对地黄属植物的花部综合特征和繁育系统进行研究。结果显示:(1)地黄属植物的花为两性花,单花花期5～7 d,种群花期40～60 d;5种地黄在花序类型、花形态、花粉量、花粉-胚珠比等方面都存在差异,其中茄叶地黄的花粉完全败育。(2)5种地黄属植物的繁育系统属于异交,部分自交亲和,需要传粉者,不具有无融合生殖特性,地黄与茄叶地黄存在强烈营养繁殖。(3)5种地黄属植物的花朵基部有蜜腺可以产生糖浓度较高的花蜜,这也支持传粉者的存在,但除地黄确定为蜜蜂传粉外,其它地黄植物在野外并未观测到有效的传粉者,可能与地黄的散生特性、生境相互隔离以及传粉观测期气象条件恶劣有关。研究认为,5种地黄属植物较长的花期能有效弥补传粉者访问频率低的不足;除遗传屏障外,推测地黄属5个物种花展示方式的差异可能吸引不同的传粉者,加之地理、生态因素的作用导致了5种地黄属植物繁育系统的分化。     

广西特有属——异裂菊属开花生物学及繁育系统特征

以异裂菊属5个种的实生苗为试验材料,通过田间观察,采用TTC法、联苯胺-过氧化氢法、杂交指数、花粉-胚珠比等方法,对异裂菊属的开花物候、花部特征、繁育系统及访花昆虫行为进行了研究。结果表明:(1)绢叶异裂菊的花期最早,为6~7月份;小花异裂菊和柳州异裂菊花期为6~8月份;凹脉异裂菊和异裂菊的花期为8~12月份,整个花期持续约5个多月,单花花期约为3d,单个花序花期约为5d。(2)异裂菊属的花粉在开花后1~18h具有活力,柱头的可授性持续约48h;杂交指数OCI为4,花粉/胚珠比(P/O)为1 450~2 250,繁育系统属于异交、部分自交亲和,需要传粉者。(3)传粉昆虫主要是食蚜蝇科灰带管食蚜蝇和胡蜂科黑尾胡蜂,昆虫访花高峰期在上午10:00~12:00,每次可连续访问多朵花,每朵花访问时间约为2~10s。     

Studies on Sexual Reproduction and Vegetative Propagation of Eleutherococcus senticosus (Araliaceae)

Eleutherococcus senticosus has two reproduction modes: vegetative propagation and sexual reproduction. In this paper, flower number per inflorescence, seed set and plump seed ratio,some aspects of rhizome morphology and morphogenesis of three morphs with different filament lengths are reported, and the breeding system is studied by hand-pollination. It is clear from the two tables presented in the present paper that plants with long filaments cannot fruit, plants with short filaments can fruit annually, but their seed setting ratio is different in different years and different habitats, plants with medium-long filaments can also fruit but their plump seed ratio may be low. In ordinary years, the seed setting ratio of plants with short filament reaches 40% and plants at the edge of forests have slightly higher seed setting ratio than those on cleared area and those in natural secondary forests. Considering the existence of only a few populations with medium-long filaments in the area studied,we conclude that most of seeds in Eleutherococcus senticosus should be the products of cross pollination;and with the coexistence of vegetative propagation and sexual reproduction, the species of Eleutherococcus senticosus should not be endangered,if not destructed by human beings.     

香石竹开花结实生物学研究

通过田间观察,运用TTC法、联苯胺-过氧化氢法、杂交指数、花粉-胚珠比和套袋实验等方法,对香石竹的开花状态及繁育系统进行了研究。结果表明:在人工栽培条件下,香石竹种群可周年开花,单株花期35～61d,单花花期9～15d;花粉在开花第1～5天具有活力,柱头在开花第4～12天具可授性,第8～11天可授性最强;杂交指数为5,P/O值为307.84～790.52,结合坐果率结果,判断其繁育系统属于异交,部分自交亲和,需要传粉者。     

7种蓼属植物繁育系统的初步研究

观测了7种蓼属植物的花部形态特征,并运用花粉-胚珠比和杂交系数的方法对其繁育系统进行了初步研究。结果表明这7种蓼属植物的繁育系统应为自交和异交并存的混合交配型。P/O比与花序长度和花朵直径有明显的正相关关系,异型花的P/O比要明显高于同型花的P/O值。     

濒危植物肉苁蓉（Cistanche deserticola）繁育系统研究

在自然居群中通过野外定位观测,运用杂交指数（OCI）;花粉—胚珠比（P/O）;去雄、套袋、人工授粉等方法对濒危植物肉苁蓉（Cistanche deserticola Ma）的花序发育、开花特性、花粉活力、柱头可授性、传粉方式、繁育系统进行了研究,结果表明：肉苁蓉穗状无限花序的生长发育期可明显分为拱土期、出土期、开花期、结实与种子成熟期四个阶段。两性花,单花开放时间2~3d,花序有花期持续20~25d。种群开花历时36~38d。开花时柱头略高出花药,柱头较大,下垂。重力玻片法检测,风媒导致的异株异花传粉完全可以忽略。主要访花昆虫为蜂类。扫描电镜观察虫体,蜂类携带大量花粉,但传粉飞行距离大部分为0。杂交指数为3;花粉—胚珠比为35.45±8.56;结合去雄、套袋和人工授粉试验结果,认为肉苁蓉属于以自交为主的繁育系统。     

濒危植物缙云卫矛繁育系统研究

运用花粉萌发、联苯胺-过氧化氢法、花粉—胚珠比、杂交指数和套袋实验等方法,对缙云卫矛(Eu-onymuschloranthoidesYang)花粉活力、柱头可授性及繁育系统进行了研究。结果表明缙云卫矛花粉-胚珠比为764~1340,杂交指数等于3,结合人工授粉和套袋实验结果可以确定该物种的繁育系统属于自交亲和,有时需要传粉者。根据套袋实验及实地观察可以推测该物种以风媒传粉为主。其花粉活力较高,持续时间较长,花粉质量可能不是导致该物种濒危的主要原因。其雌雄性功能表达具一定的重叠期,提高了同株异花授粉的几率,雌雄性功能表达在时间上的差异不是影响其结实率的主要原因。气候条件对传粉过程的限制可能是导致该物种濒危的原因之一。     

枸杞新品系NQ-2开花生物学研究

为探讨枸杞新品系NQ-2纯系种植结实率低的原因,采用TTC法、联苯胺—过氧化氢法、花粉—胚珠比、杂交指数和套袋试验等方法,对NQ-2花粉活力、柱头可授性及繁育系统等进行了研究。结果表明:NQ-2单花花期为3~4 d,花后8 h散粉结束,开花当天花粉活力最高,花粉寿命可持续9 d以上;开花前一天柱头已具可授性,开花第1天柱头可授性最强,开花第3天柱头基本失去可授性;枸杞新品系NQ-2平均花粉-胚珠比8615,OC I=4,结合人工授粉实验结果确定其繁育系统为专性异交。自交不亲和是导致NQ-2纯系种植落花落果结实率低的主要原因。