珍稀濒危沉水植物水菜花传粉生物学研究

水菜花(Ottelia cordata)是珍稀濒危的沉水植物,现仅分布在中国海南岛北部海口至文昌一带的淡水湿地,其造型优美,极具园艺观赏价值。然而,受人类活动影响,水菜花的生境急剧退缩且更加破碎化,濒临灭绝。为探究水菜花的繁殖特征和繁殖规律,该研究分析了水菜花的花部形态、性比、花粉活性、柱头可授性、反射光谱、花粉限制与无融合生殖及其传粉者类型与行为。结果表明:(1)水菜花雌雄异株,雌、雄个体的性比约为1∶2;水菜花雌、雄花形态相似,但雌花略大于雄花。(2)水菜花花粉活性和柱头可授性在花蕾期和开放期均较高。(3)中华蜜蜂(Apis cerana)是水菜花的主要传粉者,传粉效率较高且访问雄花的频率显著高于雌花。(4)水菜花雄蕊、雌蕊间的花色距离显著高于中华蜜蜂辨别的阈值(P<0.001)。(5)在自然授粉和人工授粉下,水菜花坐果率分别为95.29%和98.42%,并且不存在无融合生殖现象。综上所述,水菜花两性模拟的欺骗性传粉并不完美,传粉者可以从视觉上区分雌花和雄花;而由于水菜花雄花数量较多,传粉者低频率的“错访”足以达到水菜花雌花的繁殖需求。因此,在今后开展水菜花迁地保护、人工种群恢复等保育工作时,应重视水菜花种群大小、性别比例和当地传粉者种群数量。

不同支持物对攀援植物——葎草雌雄株光合特性及生物量结构的影响

葎草[Humulus scandens(Lour.)Merr.]为草本雌雄异株攀援植物,采用野生种群人为控制的方法,设置分枝找到乔木支持物(高度(3±0.5)m)、灌木支持物(高度(1±0.5)m)和无支持物3种生长方式,测定雌(♀)、雄(♂)株分枝的叶面积参数、光合参数、叶绿素含量、可溶性糖含量及茎、叶、花在分枝、构件、单株水平下生物量分配比等指标,分析支持物对分枝光合特性和生物量结构的影响,探讨雌、雄分枝利用支持物的性别差异及响应支持物的生态适应差异。结果表明:(1)分枝的单叶面积、总叶面积、叶面积比率、比叶面积对支持物响应存在性别差异,♀株叶面积参数均大于♂株;支持物差异主要影响叶绿素a含量,对叶绿素b、叶绿素a/b影响不显著。(2)支持物差异对分枝叶片的光合参数均有显著的影响(P<0.05),支持物对光合参数影响顺序为Gs>Pn>Tr>Ci,性别差异影响顺序为Gs>Tr>Pn>Ci;可溶性糖含量在性别间、支持物间均表现出极显著的差异(P<0.01),♂株糖含量显著高于♀株。(3)在分枝水平下,♀株叶、茎及花生物量分配比都未受到支持物不同的影响(P≥0.05),而♂株在叶、茎的生物量分配比方面受影响显著(P<0.05);在构件水平下,支持物差异显著影响了♂株分枝间的营养生长构件分配比,显著影响了♀株分枝间的生殖生长构件分配比;在单株水平下,叶分配比仅在支持物间差异显著(P<0.05),而茎、花分配比在性别间、支持物间均有显著差异。(4)雌雄分枝的光合特性和生物量结构对不同支持物的响应差异明显,使葎草单株的生理整合性和适应性大幅度提高。研究以雌雄异株攀援植物为材料,从分枝水平分析支持物对雌雄株光合特性及生物量结构的影响,研究结果对探讨雌雄异株攀援植物的生态适应性具一定的价值。

美国红梣雄株和雌株茎导管分子的形态解剖比较

运用离析法和显微照相技术,比较美国红梣雄株和雌株茎次生木质部导管分子的特征。结果表明:美国红梣茎次生木质部导管分子中存在着许多不同的样式。雄株茎导管分子具有长导管性、宽导管性、梯纹-网纹导管和单穿孔等特征,这些特征为雄株在生长季节旺盛的水分需求提供强有力的结构保证。雌雄株导管分子差异的发现为该树种的性别鉴定奠定了理论与实践基础。

酚类物质在鉴别园艺雌雄性植物中的应用研究

一、目的与材料方法 植物性别差异,关系到对其利用。

与薜荔性别相关的SRAP分子标记

薜荔植株的雌、雄性别在结果前难以通过枝叶等形态特征进行辨别．薜荔实生树定植后需3～5a才能开花结果，而不同性别的薜荔植株有着不同的经济价值．本文将序列相关扩增多态性（SRAP）标记首次应用于植物性别鉴别研究，以期能够在薜荔苗期鉴别出个体的性别，从而提高栽培效益，缩短育种进程．实验以薜荔雌、雄植株生殖枝上当年生叶为材料，用优化的十六烷基三甲基溴化胺（CTAB）法提取其全基因组DNA．利用SRAP标记技术对薜荔雌、雄株进行性别鉴别研究，建立了完整的PCR反应体系，扩增效果好，结果稳定可靠，可重复性强．在153个SRAP两引物和1500个三引物中，只有引物me1-em2-em14扩增得到1条雌性多态性片段．此片段存在于试验所用材料的所有雌株中而雄株没有，将其命名为FPme1-em2-em14 230．研究结果表明，SRAP标记可在薜荔分子生物学研究领域中广泛应用．

营养生长期雌雄葎草表观性状对水分胁迫响应的性别差异

通过设置4个水分梯度,对营养生长期的葎草进行干旱胁迫处理,于性别可识别时,测定雌雄单株的根、茎、叶等构件数量性状、鲜重干重及占生物量比例等指标。结果表明,葎草通过显著缩短营养生长持续期应对水分胁迫,雄株比雌株对水分缺乏更加敏感;根首先,叶次之,茎第三对胁迫做出响应;根通过降低自身含水量满足茎、叶对水分的需要,同时茎叶通过减少叶片数与茎分枝数,缩小单叶面积与茎长度,降低单株对水分的消耗;雄株的叶总面积,茎分枝、长度与体积,根长与体积显著低于雌株;水分对各构件鲜重、干重均存在极显著影响,但性别间仅根系生物量存在显著差异;雄株的总生物量显著低于雌株,但性别对构件生物量分配比例无显著影响。通过减少营养生长投入,快速转入生殖生长应对水分胁迫,为葎草种群繁衍与扩展奠定基础。

支持物改变葎草形态可塑性和繁殖特性

通过葎草(Humulus scandens)以乔木支持物、灌木支持物和无支持物3种生长方式,测定雌、雄单株生物量分配、形态特征和繁殖特征等指标,分析支持物对葎草形态可塑性和繁殖的影响。结果表明,支持物对雌株和雄株茎、叶、花穗性状均有显著影响(P<0.05),支持物对雄株主茎长、主茎直径、单叶面积及花穗长的影响均大于雌株(P<0.05),支持物对雌株的分枝率、总茎长、叶片数及花穗数的影响均大于雄株;支持物对雌株总生物量、茎和叶分配比均无影响,对雄株总生物量、茎和叶分配比则有显著影响(P<0.05);支持物对雌、雄株的花分配影响较小,雄株的繁殖分配、繁殖效率指数、繁殖指数和繁殖比率均显著大于雌株(P<0.05),且支持物对雄株繁殖特性的影响小于雌株,雌株比雄株具有更高的繁殖可塑性。总之,有无支持物及支持物种类对葎草形态可塑性和繁殖有明显影响。

爱玉子(Ficus awkeotsang)不同品系的繁殖生态学比较

对不同品系爱玉子（Ficus awkeotsang）的繁殖系统进行了研究。推算表明：爱玉子栽培的雌、雄株数量配植比例可以从目前的4～5：1提高到23—24：1，以使传粉小蜂种群达到合理密度，提高结实率和成虫瘿率，增加单位面积雌株的栽培数量，提高爱玉子单位面积产量，增加土地栽培效益。比较爱玉子不同品系雌、雄花序的B期（雌花期）与雄花序的D期（雄花期）花序数量变化及持续时间，结果表明：栽培爱玉子雄花序D期时长约1个月，而雌、雄花序的B期时长却是2～3个月，B、D期不能完全重叠，导致B期花序因没有小蜂传粉（或产卵）而脱落。因此建议对雄株的B期花序进行人工引蜂的方法修复小蜂种群，从而延长雄性品系D期时长；而雌、雄品系配植模式应为1：2～4，即1个雌株品系与2—4个D期依次衔接的雄株品系配植。福建省的爱玉子栽培急需引进和选育D期早熟和晚熟的雄性品系。

木本植物雌雄株生物学差异研究进展

雌雄异株的性系统在木本植物中普遍存在,关于雌雄差异已有很多研究,且一直是研究热点,因此本文对木本植物雌雄株在形态解剖学、生理学、分子生物学及化学防御方面的差异进行综述,以期为雌株、雄株在生产实践中的选择性运用及理论研究提供参考。在形态解剖学方面,多年生植物雄株株型高、叶片和生物量大,逆境条件下细胞器受损较轻,适应不良环境的结构特征明显,其生长优势;而结一次果或生命较短、结多次果的植物则是雌株占生长优势,如叶生物量比及叶面积比大、叶片旱生结构特征明显、生态可塑性大等。在生理学方面,虽然正常条件下一些植物的雌雄株无显著差异,但是逆境条件下差异显著。大多数植物雄株的光合作用、渗透调节作用、保护酶活性等高于雌株,且逆境条件下受伤害程度小于雌株。雌雄株脱落酸、赤霉素等内源激素含量存在显著差异,且该差异与发育时期密切相关;逆境条件下雌株脱落酸含量显著高于雄株,雌株对逆境条件反应敏感。在分子生物学方面,雄株可通过基因表达水平的上调和一些关键蛋白的高表达,应对不良环境;雄株中,大部分基因与激素生物合成、光合作用、活性氧清除酶系统等有关,且与电子传递、光系统稳定、氧化还原平衡以及应激反应有关的蛋白丰度较高。在一些物种中已找到与性别基因位点相连锁的标记,可用于雌雄异株植物的性别鉴定。在化学防御方面,雌株的酚类等物质含量高、叶片韧性值大,对病虫害的防御能力强。有关雌雄差异的研究中,来源于天然种群的雌雄株个体间遗传差异较大,而同一家系的雌雄株仍存在一定程度的遗传变异,因此最好选择固定父母本的杂交子代。目前大多数雌雄差异研究主要集中在生长发育的某一阶段,而雌雄差异与植物的发育时期密切相关,为了更全面地了解雌雄差异,有必要对不同发育时期的差异进行研究。另外,加强雌雄株在生理、分子等水平的差异研究,可为雌雄异株植物的性别鉴定提供理论依据。

罗汉松雌雄株叶形态结构的比较研究

该研究以雌雄异株植物罗汉松(Podocarpus macrophyllus)成熟叶为研究材料,采用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜观察比较罗汉松雌、雄植株叶在形态、显微结构和超显微结构的差异,以明确罗汉松雌、雄株在进化过程中叶对环境功能的适应性。结果显示:(1)罗汉松雌株的叶片大于雄株,且两者的叶长、叶宽和叶柄长差异极显著,而叶柄厚、叶面积、叶体积、叶质量、比叶重(SLW)、面积与体积之比(A/V)等性状无显著差异。(2)雌株叶片的气孔相对较大,密度较高,且雌株气孔宽度极显著大于雄株;雌株叶片的上表皮长细胞宽度和下表皮短细胞宽度均显著大于雄株,但雌株叶片的上表皮长细胞和短细胞的长度则显著小于雄株。(3)罗汉松雌株叶片的栅栏组织厚度、海绵组织厚度、传输组织长度和宽度、上下角质层厚度、维管束厚度、叶片紧密度(CTR)及疏松度(SR)均极显著大于雄株,而雌株的下表皮厚度极显著小于雄株,但雌雄株叶片的上表皮细胞厚度和栅海比差异不显著;雌株叶片的栅栏组织细胞、叶绿体和线粒体均较雄株的长而细,且雌株的线粒体宽度极显著小于雄株。(4)罗汉松雌株叶片上表皮蜡质饰纹、下表皮角质层纹饰、气孔外拱盖纹饰及内缘类型等4个微形态特征与雄株差异明显。(5)叶表皮蜡质层能谱分析表明,罗汉松雌株叶片含有9种元素,而雄株叶片仅有8种(缺少K元素);且雌株的Si元素含量高于雄株,而雄株的C、O、Na、Mg、Al、Ca和Au元素含量均高于雌株。研究表明,罗汉松雌、雄植株之间存在明显的第二性征,雌株叶片结构有助于提高光合等性能以满足生殖需求;罗汉松雌、雄株叶形态结构的差异是其长期进化形成的有利于物种繁衍的适应策略。

不同温度下雌雄葎草营养生长期的生长特性

通过测定15、20、25℃培养条件下,雌雄葎草(Humulus scandens)单株营养生长期持续时间,根、茎、叶等构件数量性状及鲜质量、干质量和生物量分配等指标,分析温度对营养生长期雌雄葎草生长特性的影响。结果表明,温度对葎草营养生长持续期有极显著影响(P<0.01),雌株比雄株更易受影响;温度极显著影响根、茎、叶等构件数量性状及其鲜质量与干质量;温度极显著影响营养生长期雌、雄葎草单株的生物量总量及构成,雄株通过减少叶生物量、雌株通过增加根系生物量来为生殖生长提供物质基础。

葎草性别相关SRAP分子标记的鉴定

葎草是一种研究雌雄异株植物性别分化分子机制的理想材料。本研究以葎草雌、雄基因池为模板,采用序列相关扩增多态性(SRAP)分子标记技术筛选与性别相关的分子标记,从256对引物组合中筛选出了50对可以稳定扩增出特异条带的引物组合,聚丙烯酰胺凝胶电泳结果显示,50对引物组合共扩增出671条带,247条呈现多态性,多态率为36.81%。后以葎草5个雄性单株、5个雌性单株为材料,采用琼脂糖凝胶电泳对引物组合me15+em11,me14+em16,me13+em12和me7+em10扩增结果再次进行验证,结果表明尽管扩增条带有所不同,但是雌、雄性特异条带是比较稳定的。对本研究中获得性别相关特异条带进行克隆、测序及染色体定位,将会有助于研究葎草性染色体演化的分子机制。

沙棘雌雄株叶片解剖结构比较研究

为了研究沙棘雌、雄株叶片的第二性征,本文采用石蜡切片法观察了沙棘雌、雄株叶片结构的差异。结果表明:(1)沙棘雌、雄株叶片均由表皮、叶肉和叶脉3部分组成,表皮均由1层细胞构成,表皮毛发达,上表皮有拟泡状细胞;叶肉栅栏组织与海绵组织分化明显。(2)雌株上表皮具更多的拟泡状细胞,其主脉韧皮部薄壁细胞及其下方的一些薄壁细胞含较多的后含物,下表皮的表皮毛更浓密;而雄株的叶片厚度、叶片上表皮厚度、栅栏组织厚度、栅栏组织厚度/海绵组织厚度均显著大于雌株,且其主脉维管束更发达。结果表明,沙棘雌雄株叶片解剖结构存在明显差异,这些差异是第二性征的表现,也是沙棘长期进化中形成的稳健的适应策略,可能有利于该物种的繁衍。

银杏性别特征表现与鉴别研究进展

为满足生产实践及科学研究中对银杏性别鉴定的需求,系统地对银杏雌雄株在形态学、耐药性、生理生化指标、同工酶谱、染色体核型、分子标记以及特异蛋白质表达等方面的特征表现与鉴别研究进行了综述与评价。形态特征鉴别法最为直观简易,但形质指标差距较大,判断结果不稳定;化学药剂处理鉴别法简单易行,但仍处在定性阶段,缺乏准确的量性标准;同工酶法及染色体核型分析法均可靠,但难以应用于大规模实践;分子标记法及特异蛋白方面的研究更为准确,但尚需较高的科技支撑。在基因沉默、过量表达、基因修饰、制备DNA探针、研制试剂盒、绘制代谢指纹图谱等方面的深入研究工作,或将为银杏雌雄性别的高效快速鉴定及揭示银杏性别分化分子机理提供有价值的科学依据。

坛紫菜的细胞学观察

为了阐明雌雄异体紫菜减数分裂的发生时期,对坛紫菜生活史的各阶段进行了细胞学研究。用卡诺固定液(无水酒精∶冰醋酸=3∶1)分别固定室内培养的坛紫菜各生活阶段的活体材料,在明亮处放置数日使细胞褪色至白色。然后,先用铁矾苏木精染液对固定材料进行染色处理,再进行压片、显微观察和拍照记录。观察结果表明,精子囊细胞、叶状体营养细胞和2个细胞的壳孢子萌发体中的核相是单倍的,染色体数N=5;果孢子、丝状体细胞、膨大细胞和壳孢子的核相是双倍的,染色体数2N=10。精子囊细胞、果孢子和丝状体细胞的分裂是有丝分裂。在壳孢子萌发的第1次细胞分裂过程中,观察到了减数分裂的细线期、偶线期、双线期、终变期、中期和后期等;壳孢子萌发的第1次细胞其分裂结果导致了染色体数目减半。上述研究结果表明,在雌雄异体的坛紫菜生活史中,壳孢子萌发的初始分裂是减数分裂。

杨梅雌雄株同工酶和酚类物质的鉴别

用聚丙烯酰胺凝胶光聚合电泳法、高压液相色谱法和酒石酸铁比色法分别分析测定了杨梅雌雄株及实生苗的过氧化物酶同工酶、醇溶性酚类组分和水溶性酚类含量。结果表明：杨梅雌雄株的过氧化物酶同工酶在快带区存在差异并表现出规律性：♀为１Ｆ，而♂为３Ｆ，液相色谱图中，杨梅雌雄株不仅表现出共同的物种峰，而且呈现出３个性别差异峰，在水溶性酚类总量上，雌株总是大于雄株．

雌雄异体生物种群的性比失调及其调控研究现状

雌雄异体生物性比失调现象报道很多,本文总结了该类生物种群性比失调现象及其调控研究现状。Fisher法则认为雌雄异体生物理论性比为1:1,但大量案例却表明,自然界雌雄异体生物性比偏离1:1,而呈现偏雌或偏雄的现象,即性比失调。从遗传决定、环境决定的观点,以及大小依赖性上阐明了种群性比失调的问题。单二倍体机制、染色体重组、局域配偶配置理论、交配次数、基因片段等反应了遗传决定的观点;环境物质诱导现象、寄主依赖性、光照调节、温度依赖性、拥挤假说、食物调节、水分调节、生态位分化等揭示了环境决定的观点;性比阶段性概念、年龄特异性、尺寸特异性也反映了性比失调的大小依赖性现象。还分析了产卵时间现象、雌性寿命长现象、人为调控现象、不适应假说等性比失调现象的解释,并强调了性比失调解释的综合性与主导性,并指出加强雌雄同体性比失调研究的重要性。

雌雄异株葡萄的性别鉴定研究

通过扫描电镜观察花粉的形态；分析叶片超氧化物歧化酶同工酶（ＳＯＤ）；ＲＡＰＤ分析基因组ＤＮＡ多态性，来鉴别葡萄的性别。结果表明：葡萄雌雄株的花粉形态存在着较大的差异；在本实验条件下葡萄雌雄株叶片ＳＯＤ同工酶谱带一致；一些引物的ＲＡＰＤ产物间存在着多态性，在葡萄雌雄株的基因组ＤＮＡ序列中存在着碱基排列顺序的差异。实验指出，花粉形态和基因组ＤＮＡ的多态性分析是进行性别鉴定的有效方法。

毛叶山桐子性别相关ISSR分子标记的筛选与分析

为筛选与毛叶山桐子性别相关的分子标记,本研究优化了毛叶山桐子ISSR-PCR反应体系,并利用优化后的体系逐一筛选100条ISSR引物,然后通过聚丙烯酰胺凝胶电泳进行多态性检测.实验确立出最佳的25μL反应体系为：55ng DNA模板,1 U Taq酶,2μL dNTPs（2.5mmol/L）,2μL引物（10μmol/L）,2.5μL 10×Taq Buffer（含Mg2＋）,超纯水补足总25μL.利用该体系逐一筛选ISSR引物,在多次重复后只有UBC841引物扩增出的差异性条带可以稳定存在.PAGE电泳结果显示,UBC841扩增产生一条差异性条带,大小在250-300bp之间,存在于毛叶山桐子雌株中,但后期的测序发现该条带可能是由大小相近的条带组成的混合条带.虽然如此,引物UBC841仍可以作为毛叶山桐子性别相关的分子标记.

营养生长期葎草对干旱胁迫应对机理的性别差异分析

通过设置4个水分梯度,对营养生长期葎草[Humulus scandens(Lour.)Merr.]进行干旱胁迫处理后,测定其雌、雄单株总含水量及根、茎、叶的水分分配比例,分析雌、雄单株叶片中过氧化物酶(POD)、丙二醛(MDA)、叶绿素、可溶性糖、脯氨酸等物质含量的差异。结果表明,雄株的总含水量及根、茎、叶的含水量均显著低于雌株,雄株将更多水分分配到叶片以应对胁迫;干旱胁迫显著降低了根冠比,但性别间差异很小;在轻、中度干旱胁迫时,雄株的POD活性、MDA含量、叶绿素与可溶性糖含量均大于雌株,在重度干旱胁迫时雄株的MDA含量、叶绿素与可溶性糖含量小于雌株;雄株的游离脯氨酸含量在各水平干旱胁迫下均大于雌株。干旱胁迫强度对雌、雄株水分分配比例与生理生化指标均有显著影响。雄株对干旱胁迫较雌株更敏感,雌株的抗旱潜力较大。