中国特有的两种同域分布凤仙花属植物的传粉生物学研究

中国是凤仙花属物种多样性分布中心之一,存在着大量的特有和同域分布现象。为更好地理解同域分布近缘种的传粉综合征分化以及传粉昆虫资源分配问题,该文以中国特有种黄麻叶凤仙花(Impatiens corchorifolia)和金凤花(I.cyathiflora)为研究对象,通过野外调查和实验完成传粉生物学的相关研究,比较分析了这两个种的开花物候、花形态结构、传粉昆虫的种类及访花行为和人工授粉实验等方面的异同。结果表明:(1)两种凤仙花的花距不同,花距的长度与花蜜量呈正比,但与花蜜含糖量无关。花距类型决定了两种植物的传粉昆虫种类的分化。具短花距的黄麻叶凤仙花的花蜜含量为(4.57±1.43)μL,花蜜糖含量为(45.48±2.28)%,由蜜蜂和胡蜂为其传粉。拥有长花距的金凤花的花蜜含量为(10.15±3.28)μL,花蜜糖含量为(46.12±1.48)%,除蜜蜂和胡蜂传粉外,天蛾和熊蜂也为其传粉昆虫。(2)两种植物虽然共享3种传粉者,但表现为明显的错峰访花,传粉行为和花通道的差异决定了传粉者携带花粉的部位不一致。(3)繁育系统实验表明,两种植物均表现出明显的种间杂交障碍和异花授粉偏好性。因此,花距形态差异显著导致了传粉综合征分化明显和传粉昆虫行为各异。两种植物授粉均需要传粉昆虫且均无法自花授粉,呈现异交优势;并且可以通过部分传粉昆虫、花形态差异以及杂交不亲和等情况维持生殖隔离。该研究结果为理解凤仙花属的传粉综合征、同域分布近缘物种传粉昆虫资源分配等方面提供了新资料。

易危植物大喇叭杜鹃的传粉生物学研究

【目的】探讨大喇叭杜鹃野外自然种群的传粉及繁殖生物学特征,为小种群物种的保护提供一定的理论依据。【方法】在野外条件下,通过研究大喇叭杜鹃花部特征、传粉昆虫及访花特性、花气味、繁育系统揭示其传粉及繁殖生物学特性。【结果】(1)相比已经报道的杜鹃花属广布物种,大喇叭杜鹃花粉活力较低,而柱头活力强,持续时间较长。(2)大喇叭杜鹃白天的主要传粉昆虫为中华蜜蜂;花朵主要挥发物1,8-桉叶素可能夜间吸引蛾类传粉。(3)大喇叭杜鹃繁育系统属于自交亲和、异交、需要传粉者。【结论】大喇叭杜鹃的花部形态有避免主动自交的趋势,同时花粉活力低,但持续强的柱头可授性可能是植物适应传粉效率较低的一种策略。传粉昆虫白天以中华蜜蜂为主,夜间可能有蛾类传粉,其繁育系统为自交亲和,在向兼性混合交配模式发展。

北江荛花繁殖特性及传粉生物学研究

为了揭示北江荛花自然结实率低的原因,本研究对花部特征、花粉活力、柱头可授性、繁育系统与传粉生物学等方面进行观测,同时采用扫描电镜进行花粉及柱头形态特征观察。结果表明,北江荛花为两性花,花朵开口小,花萼筒细长,柱头深埋于花萼筒内部,上下两轮雄蕊排列于花萼筒中上部;扫描电镜观察发现,北江荛花花粉与柱头形态正常,不存在发育缺陷。花粉活力与柱头可授性动态观测表明,北江荛花雌雄同熟,开花后6~24 h为有效授粉期(EPP),此时期内花粉活力较高,柱头可授性较强,可正常授粉。传粉生物学观测发现,风传粉对北江荛花生殖贡献大,因其花萼筒细长,动物传粉存在困难,仅有虱、蓟马等小型昆虫可能是其潜在传粉者。结合花粉胚珠比(P/O)、杂交指数(OCI)值和传粉生物学观测情况推断,北江荛花繁育系统以异交为主、自交亲和,有时需要传粉者。研究表明,北江荛花的筒状花结构使其较难进行异花授粉,可能是导致其自然结实率低的主要原因。

木瓜榕传粉生物学

木瓜榕 (FicusauriculataLour.)是雌雄异株植物 ,它只有通过大果榕小蜂 (CeratosolenemarginatusMayr)传粉才能获得有性繁殖 ,大果榕小蜂也仅在木瓜榕雄果内产卵才得以繁衍后代。经两年来的实验和研究结果表明 :木瓜榕繁殖能力在不同季节随进蜂量的多少而变化 ,雌树在 4月和 11月出现的两次结果高峰期与进蜂量最多的时期相遇 ;同时雄树与雌树在 11月挂果高峰期重叠 ,导致该期进入雄果产卵的雌蜂量减少 ,进蜂量高峰推迟到部分雄果成熟、只有稀少接受果的 3月下旬和 4月上旬。木瓜榕在与大果榕小蜂互惠共生的进化历程中 ,逐渐完善了自身保证远交的繁殖机制 ,它们在不同程度上受到雌雄异熟、雌雄异株和短花柱雌花不亲和 3种机制的共同作用。温湿度对大果榕小蜂访果行为有明显的影响 ,在温湿度变化缓和的早晚 ,有利于榕小蜂出行 ,雌蜂访果最为频繁。大果榕小蜂活动最佳的温湿度是 :温度 2 0～ 2 4℃之间、湿度 85 %～ 93%之间 ;温度高于 2 9℃、湿度低于 5 8%或风雨天均不利于该蜂出行活动。榕小蜂日活动高峰的出现先后在不同季节略有差异 ,高温高湿的夏季榕小蜂活动出现早 ,7∶40达高峰 ;秋季榕小蜂活动推迟 ,高峰出现在 11∶0 0 ;干凉的冬季最晚 ,13∶0 0才到达高峰。通过人工套袋、放蜂传粉试验 。

金钗石斛传粉生物学和种子萌发特性研究

选用金钗石斛（Dendrobium nobile Lindl）生长旺盛的大花朵进行人工授粉繁育，研究结果表明：授粉后经过6～8个月发育成熟，其蒴果大、种子数量多；从结实率可看出，开花第1天发芽力最强，结实率最高。开花后9天花粉块仍可应用。雌花（母本）最好的授粉时间是在开花后1—6天，10天以后结实效果差。同时采集3年的金钗石斛种子分别播种在KC和VW培养基上，采用固体、半固体、液体3种物理状态培养方式作种子发芽对比试验，最终研究结果为：种子萌发率以当年播种在KC培养基（液体）上的最高，可达89％以上，说明金钗石斛种子没有休眠特性。

广东地区外来种五爪金龙的传粉生物学研究

五爪金龙(Ipomoea cairica)是一种匍匐或攀援生长的入侵杂草。2006-2007年作者在广东地区开展了对该入侵种的传粉生物学研究。五爪金龙在广东全年均可开花,花序为聚伞花序,花冠为紫色或蓝紫色喇叭状。开花时间在早晨4:30-5:20之间,下午17:40闭合,持续大约12h。每朵花平均分泌花蜜量为5.82±2.47μL(n=10),花蜜平均含糖量为41.03±6.52%,氨基酸含量为0.042mg/mL。开花过程中花粉活性和柱头可受性均保持较高水平(>90%)。花粉/胚珠比率(P/O)为4,778.18±264.58(n=10)。木蜂(Xylocopasp.)是其有效的传粉昆虫,蝇类和蝶类为随机访问者。开花过程中柱头与花药相接触,有利于自花授粉。然而,繁育系统的研究表明五爪金龙是自交不亲和植物,其种子仅能通过异花授粉获得。

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。

多花野牡丹传粉生物学观察

对福州地区3个天然居群多花野牡丹传粉生物学的观察结果显示:多花野牡丹5:30-7:00开始开花,7:40-8:10完全开放,16:30-17:30花朵闭合,单花开放时间为12 h,群体花期(53±5)d,无花蜜分泌。访花昆虫主要是蜂类、食蚜蝇类和丽金龟类,传粉昆虫主要是木蜂、蜜蜂等,其中木蜂传粉活动最为活跃,为最有效传粉昆虫。完全套袋、去雄和去雌(去柱头)处理的均不结实,表明多花野牡丹不存在无融合生殖、主动自花授粉和滞后自交的生殖保障现象。而人工自交和异交均具有较高的坐果率,表明多花野牡丹为自交亲和的异交种,需要昆虫传粉。多花野牡丹繁育系统是兼性自交。

矮牡丹传粉生物学的初步研究

对山西省南部矮牡丹３个居群连续两年的野外观察和实验研究表明，共有５种蜂和４种甲虫参与矮牡丹的传粉。电镜观察和人工控制昆虫传粉试验证明，蜂类，特别是地蜂类是矮牡丹的主要传粉者，而甲虫类只是一种不稳定的传粉者。矮牡丹花无蜜液，但可散发气味，主要以花粉吸引昆虫。矮牡丹不存在无融合生殖，也没有自动自花结实现象，但同株异花能产生少量种子，具微弱的自交性。在花少的居群中自然结实率与人工异交结实率近相等。矮牡丹的结实率低，平均只有近１／４的胚珠发育成种子。

濒危植物连香树的传粉生物学研究

对人工栽培24 a生连香树的花期动态、传粉全历程、传粉日进程、柱头可受性、花粉数量等传粉生物学特性进行了研究.结果表明,连香树是风媒植物,其花部特征有许多适合风媒传粉的特点：花先叶开放,花小、无花被、无蜜腺和气味、花粉量大.重力玻片法检测的结果表明,连香树为短距离传粉,其风媒传粉发生在晴朗、昼夜温差大、空气湿度高的3月下旬;花期持续时间为12 d,传粉盛期集中在花药开裂后2-3 d,传粉时间短,具有爆发性.

桃儿七传粉生物学特性及其在进化上的意义

对分布于云南中甸县不同居群的桃儿七进行了传粉生物学特性研究，结果如下：①首次发现其具有一种适应于自花授粉的传粉机制。即在花尚未开放或刚开放时，雌蕊呈直立状，而一旦花完全开放时，子房柄会发生弯曲，以致整个雌蕊靠向某一花药，从而使柱头与花药贴合实现传粉；当完成传粉后，雌蕊又重新直立，此时受精作用也随之完成。整个传粉、受精过程仅需4～6h。②其生殖节律快，有效率高。从孢子母细胞减数分裂开始到双受精结束只需4～6d。自然居群中结果率几乎达100％，结籽率达97．32％。③桃儿七是一个种内分化强烈、在表型及生态适应上均表现出多样性的物种，具有较大的当前适合度。

益智传粉生物学的研究

益智(Alpinia oxyphylla)的花期从2月底至4月下旬;单株花期(花序)约为16～26d,通常为23～26d;单花花期一般为1 d.正常情况下,益智和其它山姜属植物一样,具有花柱卷曲性促进异花授粉的机制,表现出两种类型:花柱上举型和花柱下垂型,其花柱卷曲运动的节律与其它已报道的山姜属植物基本一致.但观察发现,当遭遇低温天气时(日最高气温＜18℃),单花花期延长为2 d,无论是上举型个体还是下垂型个体,均只表现出一种花型--下垂型:上午开花时花柱弯向上,柱头位于已开裂散发出花粉的花药上方,直到第二天上午6:30～11:00间,花柱才陆续地慢慢向下运动,柱头下降至与花药等高或位于花药下方.益智的主要传粉昆虫是蜜蜂(Apidae sp.)、木蜂(Xylocopa sp.),绝大多数的访花者的访花目的是吸蜜.益智的花蜜分泌量(8.37～15.79μl)和花蜜含糖量(30.12%～32.83%)较高,花蜜是益智作为传粉者访花的最主要的报酬.实验结果还表明,益智花部中唇瓣对昆虫访花有显著的招引作用;益智的花蜜对蜜蜂的访花频率有显著的影响,对木蜂有一定的招引作用,但并不显著.而花粉(花药)则对昆虫的访花频率影响不大.人工授粉实验结果表明益智存在自交亲和性,无论是上举型或下垂型个体自交和异交均有较高的结实率;人工自交和异交的结实率在上举型植株中存在较大的差异,而在下垂型个体中则差异不明显;去雄套袋、去柱头套袋和完全套袋不授粉等处理均不结实,表明益智不存在无融合生殖现象和自动自花授粉现象.益智的繁育系统是异花授粉交配系统.

银杏胚珠发育及其传粉生物学意义

银杏为雌雄异株、风媒传粉植物。其雌花为裸露的胚珠,胚珠在传粉期不仅负责捕捉和识别空气中漂浮的花粉,而且形成花粉进入胚珠体内的通道和贮存花粉的结构,因此胚珠结构对银杏传粉效率和繁殖成效有重要影响。本文利用半薄切片和扫描电镜等技术观察传粉前后银杏胚珠形态与结构特征的变化,以揭示银杏适应风媒传粉的机制。结果表明:银杏胚珠发育过程中珠柄原基于当年12月首先发生,翌年1月珠被原基分化;3月中旬珠心组织和珠托分化形成,珠心组织分化的同时,周围珠被组织细胞不断分裂增殖,在珠心上方围合形成珠孔道,珠心内则分化形成孢原细胞;3月下旬胚珠珠孔开始开张,珠孔道伸长,珠心组织靠近珠孔端细胞发生解体死亡,贮粉室逐渐形成,孢原细胞逐渐伸长转变为大孢子母细胞;4月上旬,珠孔开张达到最大,并形成向外翻卷的漏斗状,珠孔处产生传粉滴,珠孔道的长度达到最长,贮粉室上方形成开口,大孢子母细胞减数分裂形成四分体,此时为传粉授粉最佳时期;传粉结束后传粉滴消失,珠孔、珠孔道及贮粉室闭合,雌配子体发育进入游离核阶段。以上结果显示经过长期的自然选择与生态演化,银杏胚珠已经具备了许多适应于风媒传粉过程中接受和识别花粉的结构特征。

传粉生物学常用术语释译

本文从大量现有中外文献中分类收集整理了传粉生物学中常见的一些术语,斟酌了已有的中文译名,对一些未见中文译名的词语本着望文生义的原则进行了试译,并对一些重要或易于引起歧义的词语进行了相应的阐明和举例。

蜡梅传粉生物学研究

对南京地区引种的蜡梅(Chimonanthus praecox)进行传粉生物学研究。结果显示:蜡梅同朵花内的雌雄蕊在时间和空间上都有花期不遇的趋势。蜡梅P/O比值为2847.3±1125.0,OCI值为3,不同处理下的结实率表明蜡梅的繁育系统为兼性异交型,虽有一定自交比例,但需传粉者。传粉昆虫出现的时间一般在晴天,1天内温度较高的中午前后。访花频率和效率受温度影响大。在南京地区蜡梅的主要访问昆虫是膜翅目的东方蜜蜂中华亚种(Apiscerana cerana)和双翅目的黑带食蚜蝇(Epistrophe balteata)、黑边家蝇(Musca hervei)、巨尾阿丽蝇(Aldrichina grahami)。蜡梅品种之间的访问昆虫种类和访问频率无明显区别。

姜科、闭鞘姜科植物繁育系统与传粉生物学的研究进展

综述了姜科Zingiberaceae植物繁育系统和传粉生物学方面的研究及其进展。姜科有50余属1500多种,是一个泛热带分布的、动物传粉的单子叶植物大科。姜科植物中存在着雌花两性花异株、雄花两性花同株、花柱卷曲性、雄性先熟、自交不亲和等多种性表达方式和花部机制。姜科植物重要的传粉动物包括各种蜂类、天蛾、蝴蝶、鸟类等,不同的传粉动物对应不同的花部特征。在相对有限的研究中,姜科植物展现出了一些独特的传粉和繁育机制,在豆蔻属Amomum、山姜属Alpinia等植物中发现的花柱卷曲性被认为是植物界中一种独特的促进异交的行为机制,在对黄花大苞姜Caulokaempferiacoenobialis的研究中发现了植物界中一种全新的花粉滑动自花传粉机制,这些新的研究和发现丰富了我们对姜科植物传粉和繁育系统多样性的认识。本文提出了今后姜科植物繁殖生物学研究的建议:对更多未知姜科植物类群的传粉和繁育系统进行研究;从系统发育的角度开展姜科不同类群植物的传粉和繁育系统的演化研究;对花柱卷曲性这一独特的性多态现象开展全面深入的研究。

秦岭岩白菜的传粉生物学特性与繁育系统

对珍稀濒危植物秦岭岩白菜（Bergenia scopulosa T.P.Wang）的开花特性、传粉适应及繁育系统进行了分析研究。结果表明：（1）秦岭岩白菜为蝎尾状聚伞花序,具（29±10）朵单花,单花期约15d,遇低温雨雪天气花冠闭合,可延长3～5d,花序花期约30d,种群花期近4个月。（2）花粉活力在花药开裂后的12h内最高（约90%）,维持单花平均花粉活力在30%以上约6d;柱头在第1～4天内保持很强的可授性,维持可授性的时间约为9d。（3）秦岭岩白菜主要有效传粉昆虫为中华蜜蜂,平均访花频率为6.5朵/min,单花停留时间为（11.0±4.8）s。（4）秦岭岩白菜的花粉胚珠比（P/O）为589.8,杂交指数（OCI）为3;人工授粉实验显示,秦岭岩白菜不存在无融合生殖,自交亲和,主动自交罕见,生殖成功主要依赖传粉者。研究认为,秦岭岩白菜是兼性异交的繁育系统,胚珠受精过程中可能存在自交衰退。

油茶的传粉生物学特性

油茶是一种秋冬季开花的重要油料植物。为了探讨油茶结实率低的主要原因,从而为改造油茶低产林以提高油茶结实率提供一些有用的数据和参考资料,从花粉限制和传粉生物学的角度进行研究,对油茶花粉的活力、花粉的可育性及花粉量、花粉量与胚珠数的比率(P/O)、柱头可授性、花蜜量及花蜜含糖量进行了测定。结果表明:在开花8 h后油茶花粉的活力达到最大,平均为(71.0%±0.056%);花粉的可育率为(93.97%±1.62%)(n=30);柱头可授性在开花第2天达到最大;每朵花的花蜜量平均为(421.2±14.0)μL(n=30),其含糖量为(29.12%±0.94%);P/O为(17 675.08±302.11)(n=20)。根据C ruden(1977)的标准,P/O之比值为(17 675.08±302.11),测定结果表明了油茶的交配系统为专性异交型。

草豆蔻传粉生物学的研究

比较研究了花柱卷曲性植物草豆蔻 Alpinia hainanensis两种表型(上举型和下垂型)的传粉生物学特性。结果表明:草豆蔻的花柱卷曲运动节律与其他已报道的山姜属Alpinia植物基本一致,而下垂型花的花柱卷曲运动明显滞后于上举型花约2 h。草豆蔻的花柱卷曲运动中存在一些不同步的现象,甚至在同一花序上的两朵花的花柱运动节律亦会表现出不一致的现象,但上举型花的花药开裂时间却严格同步,都发生在同类型个体的柱头全部位于花药上方之后进行。草豆蔻上举型花的花蜜分泌量、单花花粉量、花粉/胚珠比率(P/O)均明显比下垂型花多,而两种表型的胚珠数、花蜜糖含量、氨基酸含量无显著差异。在草豆蔻的单花期内不同时间段进行人工授粉,上举型花在其柱头位于花药下方时进行人工授粉,其结实率明显比柱头位于花药上方时人工授粉的处理高,下垂型花则没有显著差异。在自然居群中,草豆蔻的主要传粉者是无垫蜂Ameglla sp.和两种木蜂Xylocopa sp.,但存在传粉者不足而影响结实率的现象。完全套袋、去雄和去雌(去柱头)处理的均不结实,表明草豆蔻中不存在无融合生殖、主动自花授粉和滞后自交的生殖保障现象。而人工自交和异交均具有较高的结实率,表明草豆蔻为自交亲和植物。草豆蔻的繁育系统是具花柱卷曲性运动的异花授粉的交配?

传粉生物学中几种花蜜采集和糖浓度测定方法的比较

花蜜的研究是花生物学中的一个重要内容,探寻实用的方法将方便野外操作。我们分别运用毛细管、注射器、滤纸条和离心法采集了5种花的花蜜,以比较各种方法的优劣,并用3种旋光测糖仪测量了慈姑SagittariatrifoliaL.的雌雄花的花蜜糖含量。目的是为寻找一种适合小型花的花蜜采集测量方法。结果表明,几种方法的适用性受花的大小、形状、蜜的分泌量及蜜腺位置的影响非常大,不同的花要采用不同的方法。对于一般的野外工作建议用毛细管采集后使用便携式旋光测糖仪测其糖含量。特别小的花和蜜量微小的花可以采用离心法收集。