外来植物大花老鸭嘴在迁入地的传粉机制和繁殖策略

外来植物在迁入地的生存和繁殖策略,是入侵生物学研究的热门话题之一。开展入侵植物的繁殖策略研究,有助于深入了解入侵生物在迁入地的生存繁衍机制,对入侵植物在可控范围内的适当使用具有重要的指导意义。通过野外传粉昆虫观测、光学和电镜扫描观测和人工控制授粉等方法,对外来植物大花老鸦嘴（Thunbergia grandiflora）在广州和深圳的4个居群的开花物候、花部结构、花粉活力、传粉昆虫及其行为等传粉生物学特征进行了研究。结果表明：大花老鸦嘴的单花花期为1 d,上午10：00时花粉活力最高,长雄蕊花粉活力可达73.92%,短雄蕊花粉活力可达71.54%,随后花粉活力逐渐下降。主要传粉者为扁柄木蜂（Xylocopa latipes）,开花当天访花高峰期的9：00—10：00,单花访花频率可达5 h-1以上,之后开始逐渐减少,14：00之后未观测到扁柄木蜂访花,18：00后仅剩蚂蚁等体型较小的昆虫长期栖息于花序或花蕾。控制授粉实验结果显示,无论是人工异株授粉、自花授粉,还是自然授粉,结果率均为0,4个居群均未见结实。光学显微镜下子房发育完整;电镜扫描观测结果显示其花粉在柱头上能萌发,但花粉管不能延伸到子房位置。目前在园林栽培的大花老鸭嘴均以块根或茎为繁殖体培育苗木,虽然这些植株均能开出鲜艳的花朵,花粉传递者也充足,但未见任何结果现象。因此,初步推测本次研究区域内的大花老鸭嘴种群可能来自相同或相近的无性系,故不同居群间异株授粉的不结果现象可能为“自交不亲和”,或“染色体多倍化”所致。     

濒危红树植物红榄李开花生物学特征及繁育系统

为了解红树植物红榄李[Lumnitzera littorea(Jack.)Voigt]濒危的生殖生物学原因,结合野外观测,综合运用杂交指数、花粉-胚珠比、花粉活力和柱头可授性观测、人工授粉以及套袋实验等方法,对红榄李的开花生物学和繁育系统进行研究.结果表明:红榄李群体花期从1月底到8月底.单花开放过程可分为萌动、初展、盛开、凋落4个阶段.单花花期约为(12.60±0.80)d,单花序花期约持续(29.70±1.00)d,单株花期约为(115.20±6.00)d.单株平均开花数量为(9.60±0.03)万朵,单株平均开花振幅为(83.47±1.50)朵/d);红榄李的杂交指数为4,花粉胚珠比为21 649.08.实验发现红榄李繁育系统为兼性异交,传粉过程需要传粉者;红榄李的花粉生活力低于10%,花粉活力可维持至散粉后的第4天.但散粉2 d后,柱头可授性显著下降,花粉的高活力期与柱头可授期有1-2 d的重叠;在自然状况下,红榄李结果率较高但同时空胚率也高.人工辅助异株异花授粉对提高结果率和降低空胚率有明显作用.综上,红榄李"花期分散"的开花模式,花粉生活力低,自然状态下传粉效率低、胚败育严重和花果期虫害严重是导致其濒危的主要原因.     

番茄某些繁殖特性对增强UV-B辐射的响应

研究了增强UV-B辐射对大田生长的两种番茄(早熟型“同辉”和晚熟型“霞光”)某些繁殖特性(最大开花数、花粉萌发和花粉管伸长、果实产量、果实品质以及子代种子的数量和质量)的影响.结果表明,与对照相比,“同辉”开花数在高辐射下增加,“霞光”开花数在低辐射下减少;“同辉”果实产量在两种辐射下都明显增加,而“霞光”果实产量只在低辐射下增加;辐射抑制了“同辉”的花粉萌发和花粉管伸长,而只是降低了“霞光”的花粉萌发率;强辐射造成两种番茄果实番茄红素下降。经过一季的增强UV-B辐射处理,“同辉”种子数量增加,低辐射下种子明显变小;“霞光”种子数量减少,且明显变小.就开花数、果实产量和种子质量而言,早熟的“同辉”品种更具抗性,而晚熟的“霞光”更敏感.图3表1参29     

波斯婆婆纳的繁殖能力及其入侵原因探析

入侵植物是近年来生态关注的热点。成功入侵植物的有性和无性繁殖能力通常呈现特殊性和优势性。探究其繁殖特征,对于应对与管理植物入侵问题具有重要的生态与经济意义。以波斯婆婆纳(Veronica persica)为对象,多方面研究其繁殖能力,以期探究波斯婆婆纳在短时间内迅速扩张成为全球广泛入侵杂草的原因。进行了波斯婆婆纳开花与传粉机制的观察实验;对波斯婆婆纳自然种群的生长密度和植株构建进行调查;并通过自然传粉和人工授粉实验比较花、茎长、果实的差异,通过同质园移栽和生长实验对波斯婆婆纳的有性和无性繁殖能力进行量化和评价。结果表明,波斯婆婆纳的有性繁殖依赖于昆虫传粉,自交亲和;在自然环境、人工自花授粉和补充授粉3种方式下均有较高的座果率和结实率;种子萌发迅速,萌发率达70%,表明其有较强的有性繁殖能力。同时,波斯婆婆纳的营养生长密度大,匍匐茎发达,平均每个植株能产生8条左右的直立茎。波斯婆婆纳移栽实验的存活率达到83%,且茎长在40天平均增长6.5 cm,说明其具有较强的生长和无性繁殖能力。波斯婆婆纳的营养生长和有性繁殖之间有着极强的相关性。波斯婆婆纳繁殖能力强,环境限制因子少,为其成功地大范围扩张而成为全球广泛入侵杂草提供了重要条件。     

大花百合不同性别表型植株的开花策略及传粉差异

植物的开花及传粉策略是植物有性繁殖成功与否的关键,影响其种群的延续及发展.对湿地植物大花百合（Lilium concolor var. megalanthum）的两种不同性别表型植株进行开花策略及访花昆虫传粉行为差异的研究,比较两种性别表型的大花百合开花动态,并通过观察昆虫对植株的访花行为,探讨其访花行为生态位的差异.结果显示：在开花当天,大花百合两性植株开花时间比雄性植株晚约2 h,同时两性植株散粉时间较雄性植株晚2-3 h;研究期间观察到的大花百合的访花者有7种,其中中华蜜蜂（Apis cerana）与蓝灰蝶（Everes argiades）为大花百合两种性别表型植株的主要传粉者.中华蜜蜂主要采集花粉,蓝灰蝶主要吸取花蜜;中华蜜蜂与蓝灰蝶在空间及时间尺度上存在互补式的传粉行为.空间上,二者对大花百合花部访问的位置相互错开;时间上,中华蜜蜂对雄性植株的访花时间为双峰状,蓝灰蝶的访花高峰期则多集中于下午;蓝灰蝶对两性植株的单株访花时间显著高于中华蜜蜂（P=0.007 <0.05）.本研究表明当两性植株可接受访花时,访花昆虫多已访问过雄性植株,增加了种群中异花授粉的概率,并促进种群...     

三种类型油菜(Brassica spp.)和野芥菜(B. juncea var.gracilis Tsen et Lee)杂交亲和性及F1的适合度--潜在基因转移的研究

通过人工去雄授粉，采用荧光显微镜观察了3种类型栽培油菜花粉在两地采集的野芥菜柱头上的萌发生长情况，结合杂交后的结实率，探讨了3种类型油菜和野芥菜杂交的亲和性．结果表明，甘蓝型油菜和芥菜型油菜与野芥菜的亲和性都非常高，亲和性指数达10．0以上，而白菜型油菜和野芥菜的亲和性较低，亲和指数小于0．2．子一代的适合度研究结果表明，芥菜型油菜向野芥菜杂交一代的适合度没有降低，而甘蓝型及白菜型和野芥菜杂交一代的适合度明显下降，表现在花粉活力降低，结实率极低．上述结果表明，白菜型油菜和野芥菜的基因转移可能性最小，甘蓝型居中，而芥菜型极易向野芥菜发生基因转移．     

贡嘎山高低海拔上优势杨柳科植物性别比例与繁殖特性北大核心CSCD

雌雄异株植物的性比问题一直是进化生物学的研究热点之一.为揭示杨柳科植物不同性比格局的内在机理,从繁殖投入、种群密度和传粉效率等方面对贡嘎山两个海拔高度（2 000和2 600 m）上冬瓜杨和川滇柳的性别比例与繁殖投入进行对比研究.结果显示：（1）低海拔下冬瓜杨和川滇柳雄雌性比（M/F）接近1：1平衡;而在高海拔区域出现性比失衡,即杨树偏雄（M/F=2.36,P=0.008）,而柳树偏雌（M/F=0.62,P=0.033）.（2）冬瓜杨和川滇柳种群密度随海拔升高均明显下降,但川滇柳密度显著高于冬瓜杨,柱头接收花粉数量亦显著高于冬瓜杨.（3）枝条水平上,杨柳的总繁殖结构生物量（花序干重＋种子干重）在两个海拔上都为雌株高于雄株;相对繁殖投入在低海拔时雌株高于雄株,高海拔上冬瓜杨雌株高于雄株,而川滇柳由于叶片的补偿生长,包括更高的叶片生物量投入和光合能力,导致相对繁殖投入雌雄间无显著差异.冬瓜杨雌株繁殖投入显著高于雄株,雌株对高海拔更敏感,因而高海拔时偏雄性.川滇柳的繁殖投入在海拔间无差异,加之传粉效率较高,可能容易产生花粉管竞争,从而偏雌性.本研究发现较之低海拔,贡嘎山上杨柳科植物在高海拔上叶与繁殖结构生物量权衡关系改变容易导致性比失衡,未来需在分子水平上,结合性别决定基因、性染色体和表观遗传学等进一步深入研究.     

贡嘎山高低海拔上优势杨柳科植物性别比例与繁殖特性

雌雄异株植物的性比问题一直是进化生物学的研究热点之一.为揭示杨柳科植物不同性比格局的内在机理,从繁殖投入、种群密度和传粉效率等方面对贡嘎山两个海拔高度(2 000和2 600 m)上冬瓜杨和川滇柳的性别比例与繁殖投入进行对比研究.结果显示:(1)低海拔下冬瓜杨和川滇柳雄雌性比(M/F)接近1:1平衡;而在高海拔区域出现性比失衡,即杨树偏雄(M/F=2.36,P=0.008),而柳树偏雌(M/F=0.62,P=0.033).(2)冬瓜杨和川滇柳种群密度随海拔升高均明显下降,但川滇柳密度显著高于冬瓜杨,柱头接收花粉数量亦显著高于冬瓜杨.(3)枝条水平上,杨柳的总繁殖结构生物量(花序干重+种子干重)在两个海拔上都为雌株高于雄株;相对繁殖投入在低海拔时雌株高于雄株,高海拔上冬瓜杨雌株高于雄株,而川滇柳由于叶片的补偿生长,包括更高的叶片生物量投入和光合能力,导致相对繁殖投入雌雄间无显著差异.冬瓜杨雌株繁殖投入显著高于雄株,雌株对高海拔更敏感,因而高海拔时偏雄性.川滇柳的繁殖投入在海拔间无差异,加之传粉效率较高,可能容易产生花粉管竞争,从而偏雌性.本研究发现较之低海拔,贡嘎山上杨柳科植物在高海拔上叶与繁殖结构生物量权衡关系改变容易导致性比失衡,未来需在分子水平上,结合性别决定基因、性染色体和表观遗传学等进一步深入研究.     

加拿大一枝黄花有性生殖特征研究

加拿大一枝黄花Solidago canadensis L.是分布于我国的危害性最为严重的入侵种之一,它既可以通过有性生殖又可以通过无性生殖进行繁殖.对加拿大一枝黄花有性生殖的相关特征,如花序和小花的生物学特性、结实率和传粉方式等进行了研究.结果表明,加拿大一枝黄花的性系统为雌全性系统,每花序总花数为(15.16±1.67)个,缘花/盘花值为3.07±0.64.对成熟果实透明后进行的结实率统计表明,其结实率较低.套纱布网袋后的结实率极显著低于开放性授粉的,表明其花序是需要昆虫传粉的类型.加拿大一枝黄花的花序结构特征和开放式样显示出有利于增加异交的特点.尽管其结实率相对较低,但整个植株结实量大,仍需要防止其通过有性生殖产生的种子进行远距离的扩散和在新分布地区建立种群. 花有性生殖的相关特征,如花序和小花的生物学特性、结实率和传粉方式等进行了研究.结果表明,加拿大一枝黄花的性系统为雌全性系统,每花序总花数为(15.16±1.67)个,缘花/盘花值为3.07±0.64.对成熟果实透明后进行的结实率统计表明,其结实率较低.套纱布网袋后的结实率极显著低于开放性授粉的,表明其花序是需要昆虫传粉的类型.加拿大一枝黄花的花序结 特征和开放式样显示出有利于增加异交的特点.尽管其结实率相对较低,但整个植株结实量大,仍需要防止其通过有性生殖产生的种子进行远距离的扩散和在新分布地区建立种群. 花有性生殖的相关特征,如花序和小花的生物学     

外来入侵植物美洲商陆的繁殖生物学特性及其与入侵性的关系

美洲商陆（Phytolacca americana）是一种我国广泛分布的商陆科入侵植物。通过实验观察和人工控制套袋等方法,对其开花动态、花部综合特征、繁育系统和种子萌发率等与繁殖相关的特性进行了研究,探讨了这些繁殖特性与入侵性的关系。结果表明,美洲商陆每年6—8月开花,单花序的花期为6~7 d,单花的花期为2~4 d。其花直径、雄蕊长、花柱长、柱头直径分别为(6.43±0.15)、(2.83±0.10)、(0.92±0.06)和(1.02±0.08) mm。套袋实验表明,美洲商陆自交亲和,自交结实率较高,为(93.33±1.92)%,而其同样存在异交结实现象,开花前去雄,不套袋,自然条件下其结实率为(42.22±2.22)%,其 P/O 值为372.37±31.24,杂交指数为3。综合套袋实验、P/O 值及杂交指数,表明其繁育系统为兼性自交,有时需要传粉者。主要访花昆虫为蜜蜂科（Apidae）、胡蜂科（Vespidae）、麻蝇科（Sarcophagidae）和食蚜蝇科（Syrphidae）昆虫。种子千粒质量为6.43 g,室内萌发率相对较低,但出苗整齐,寿命长。交配机制灵活、结实量大、种子寿命长、具有克隆繁殖等特性增强了美洲商陆的入侵性,是其入侵成功的重要因素。     

城市空气花粉污染评价

以贵阳市为例 ,提出了空气花粉污染评价的 3种方法 :空气花粉种类和含量直接评价法、花粉污染指数评价法和花粉症发病率评价法。采用这 3种方法对贵阳市空气花粉污染状况进行评价 ,其评价结果是相对一致的 ,其中后 2种方法评价效果较好。     

天津地区气象要素与花粉浓度的关系

通过分析天津市1999-2005年的逐日花粉量与气象要素之间的关系,研究了相关气象要素对花粉浓度的影响。结果表明:气象条件不同,每年花粉浓度高峰期出现的时间以及花粉浓度存在很大差异,而且不同气象要素对花粉的影响程度明显不同。同时分析了不同降水、风力、云量条件下花粉量变化的百分比。根据此研究结果订正逐日花粉浓度预报方程,该方程的预报准确率较以前提高了9.5%。     

转WYMV-Nib8基因抗黄花叶病小麦花粉漂移研究

随着转基因作物的大规模商业化种植,转基因作物的花粉漂移所引起的生物安全问题倍受关注.以抗小麦黄花叶病毒(WYMV)转基因冬小麦品种N12-1为花粉供体材料,连续2 a在江苏省徐州市转基因作物环境安全实验基地进行可控的农田试验.为了研究风向对转基因小麦花粉漂移的影响,采用同心圆设计,在花粉供体周围8个方向不同距离处检测小麦花粉密度,结果显示8个方向上转基因小麦花粉密度均随与花粉源距离的增加而显著下降,但不同方向小麦花粉密度的衰减速率有显著差异,下风向转基因小麦花粉密度的衰减速率相对较慢.同时,为了研究花粉源大小对转基因小麦花粉漂移的影响,平行设置2块不同面积(100和400 m2)的花粉源,在其下风向检测小麦花粉密度,结果显示花粉源面积增大可以在一定范围内减缓转基因小麦花粉密度的衰减速率.研究结果表明,风向、风速和距离是影响转基因小麦花粉漂移的主要因素.     

新疆博格达山北坡表土花粉散布特征

基于博格达山北坡68个表土样品花粉组合特征,对比植物群落样方调查结果,借助聚类分析、主成分分析方法,探讨了表土花粉组合与现代植被分布的关系。研究表明,(1)博格达山北坡表土花粉可划归5个不同植被带,湿度是影响其分布的主要因素,藜科(Chenopodiaceae)、蒿属(Artemisia)、云杉属(Picea)花粉分布受气流影响显著,忽略它们对其他植被带花粉组合的干扰,表土花粉与现代植被分布对应良好。各植被带均有其特有的花粉组合方式,山地荒漠带藜科-蒿属组合占绝对优势,山地草原带演替为蒿属-藜科-禾本科(Poaceae)-蔷薇科(Rosaceae)组合,山地森林带以云杉属-桦木属(Betula)-蒿属-藜科-禾本科为主,高山草甸带以蒿属-云杉属-藜科-莎草科(Cyperaceae)组合为特征,高山垫状植被带表现为蒿属-藜科-蔷薇科-云杉属组合。(2)草本植物花粉含量(62.7%)优势明显,乔、灌木(37.3%)次之。蒿属(23.1%)、藜科(21.5%)、云杉属(18.1%)、莎草科(9.4%)、禾本科(8.6%)、桦木属(5.7%)、蔷薇科(5.3%)等科(属)含量高、变幅大,为最主要的花粉类型,可作为古气候研究的重要依据,藜科、蒿属产量大、易传播,表现出超代表性,云杉属代表性较好,莎草科则受自身结构及保存条件等多重因素影响呈低代表性。(3)蒿属/藜科(A/C)比值不仅能将山地荒漠带、山地草原带区分开,还能指示研究区域湿度变化,古环境重建时可作为区域有效湿度的代用指标。     

城市居民区圆柏花粉浓度的时空变化及其影响因素

通过对散粉期间居民区建筑不同位置、不同高度的圆柏花粉浓度进行了全天昼夜监测。结果表明居民楼群环境对圆柏花粉的时空分布有一定的影响,具体变化规律为:1)城市居民区内圆柏花粉浓度日变化为双峰单谷型,正午前后是首次高峰期,平均浓度为25粒/(h.cm2),凌晨左右为次高峰期,谷值出现在下午18:00时到人们晚上休息之前,平均浓度为2粒/(h.cm2)。2)总体上城市楼群边缘圆柏花粉浓度垂直分布梯度为1.5 m>13.5 m>7.5 m,楼群中心圆柏花粉浓度垂直变化梯度为13.5 m>7.5 m>1.5 m。但是不同时段内,由于主导因素不同,花粉浓度的垂直分布不尽一致。最后,还分析了气象要素对圆柏花粉浓度的影响。     

转Bt基因抗虫玉米植株叶腋处花粉中Cry1Ab杀虫蛋白的田间降解动态

以表达Cry1Ab杀虫蛋白的两种转Bt基因抗虫玉米MON810和Bt11为材料,采用ELISA方法研究了玉米散粉时沉积在植株叶腋处Bt玉米花粉中Cry1Ab杀虫蛋白的田间降解动态,比较了两种Bt玉米花粉中Cry1Ab杀虫蛋白的降解速度.结果表明, Bt玉米花粉中Cry1Ab杀虫蛋白是逐渐降解的,且降解速度逐渐加快.但两种Bt玉米花粉中Cry1Ab杀虫蛋白降解速度不同, MON810中的Bt杀虫蛋白降解较快,而Bt11中的降解较慢. D 15时在MON810叶腋处的花粉中已经检测不到Bt杀虫蛋白,而在Bt11花粉中Bt杀虫蛋白到d 18才完全降解.两种Bt玉米花粉中杀虫蛋白的初始含量差异显著,且在各个取样时间内Bt杀虫蛋白的残留量存在显著差异.玉米散粉时留在田间的Bt玉米花粉中的Cry1Ab杀虫蛋白不会在自然界累积.     

转Bt-cry1Ac棉花花粉对意大利蜜蜂生长发育的影响

研究了取食转Bt-cry1Ac棉花花粉对意大利蜜蜂的影响,主要包括意大利蜜蜂的生长发育、体内酶活性的变化.结果发现,取食转Bt-cry1Ac基因棉花花粉的意大利蜜蜂与取食非转基因亲本棉花花粉的蜜蜂(CK)相比,4、5、6日龄幼虫体重差异不显著,幼虫及蛹的历期也没有明显差异.取食转Bt-cry1Ac基因棉花花粉的意大利蜜蜂6日龄幼虫体内的谷胱甘肽-S-转移酶、总蛋白酶活力与CK相比,没有显著差异.取食转Bt-cry1Ac基因棉花花粉的意大利蜜蜂幼虫体内的α-乙酸萘酯酶、乙酰胆碱酯酶活力极显著高于CK,强碱性、弱碱性类胰蛋白酶活力极显著低于CK,类胰凝乳蛋白酶活力显著低于CK.另外,采用酶联免疫(ELISA)方法在取食转Bt-cry1Ac基因棉花花粉的蜜蜂6日龄幼虫体内能够检测到Bt杀虫蛋白.表4参12     

Spontaneous Interspecific Hybridization and Patterns of Pollen Dispersal in Ex Situ Populations of a Tree Species (Sinojackia xylocarpa) that is Extinct in the Wild

Abstract:  For endangered plants interspecific hybridization occurring in ex situ collections may lead to failure of reintroduction actions. We used Sinojackia xylocarpa , a well documented Chinese endemic species that is extinct in the wild, as a model case to address this concern. We used paternity analyses to assess the spontaneous hybridization and patterns of pollen flow between S. xylocarpa and its congener species, S. rehderiana , in conserved populations in Wuhan Botanic Garden. Interspecific hybridization events were detected in seven out of eight maternal trees of S. xylocarpa , and an average of 32.7% seeds collected from maternal trees of S. xylocarpa were hybrids. The paternity of 93 out of 249 seedlings from S. xylocarpa assigned to S. rehderiana provided convincing evidence that spontaneous interspecific hybridization occurred extensively in the living garden collection we studied. Different patterns of pollen dispersal (predominantly short-distance vs. long-distance pollination) were observed between intra- and interspecific hybridization events in the garden. Pollen dispersal within the ex situ populations was not restricted by distance, as evidenced by a lack of significant correlations between the average effective pollen dispersal distance (δ) and the geographic distances (d1 and d2) between maternal and paternal trees. The interspecific pollen-dispersal distance ranged from 10 to 620.1 m (mean 294.4 m). Such extensive hybridization in ex situ collections could jeopardize the genetic integrity of endangered species and irrevocably contaminate the gene pool if such hybrids are used for reintroduction and restoration. We recommend strongly that measures be taken to minimize the genetic risks of this kind of hybridization, including establishing buffer zones in ex situ collections, manipulating flowering phenology, testing seed lots before use in reintroduction programs, and controlling pollination for seed purity.