东北地区是中国野生茶藨子属(Ribes L.)重要的分布区之一,很多资料对该区茶藨子属的记载是不全面甚至是错误的,急需对该地区野生茶藨子属的种类及分布情况进行归纳总结.通过对东北地区野生茶藨子属进行实地考察,查阅《中国植物志》《东北植物检索表》《东北维管束植物考》等志书,相关论文和植物名录,以及植物智、中国植物图像库、中国数字植物标本馆和中国珍稀濒危植物信息系统等网站,结果表明:东北地区野生茶藨子属共有6个亚属22种(含8个变种).黑龙江省野生茶藨子属种类最多,有12种2变种,吉林省有8种4变种,辽宁省有5种4变种,内蒙古自治区东部有7种2变种.东北地区野生茶藨子属主要分布于大兴安岭地区、小兴安岭地区、长白山区和辽东半岛沿岸及岛屿;东北地区该属种类和亚属的数量在水平分布上具有一致性,小兴安岭地区的野生茶藨子属无论在种数上还是在亚属的数量上都是最多的,是东北地区野生茶藨子属的现代分布中心;东北北部地区的茶藨子属以两性花类群为主,而东北南部地区多为单性花类群.该属从低海拔(≤200 m)到高海拔(1 800～2 100 m)均有分布,且多数种类集中分布于海拔300～800 m.该属特有现象十分明显,国内区域特有种多达15种(含6变种),占比68%.东北地区野生茶藨子属种类繁多、资源丰富、分布广泛且发展潜力巨大,但其生存环境面临威胁,应当密切关注其种群数量及分布区域的动态变化,以便采取措施及时予以保护.

小桐子是重要的能源植物,由于它是雌雄同株植物,雌花少,雄花多,雌雄花比例低,因而导致其种子产量很低,严重制约了其产业化进程.因此,了解与小桐子雌花形成、雌雄花比例提高相关影响因素的研究进展,不但对种植者进行小桐子大田种植采取必要的栽培措施具有指导意义,而且也为下一步开展相关的研究工作指明了方向.为此,综述了与小桐子单性花性别分化相关影响因素的研究进展,并对该领域未来的研究重点作了展望.与小桐子雌花形成、雌雄花比例提高相关的影响因素既有内因,也有外因,内因有开花习性、植物激素、遗传基因和结果枝的年龄与大小;外因包括植物生长调节剂、立地环境、CO2浓度、光照、水份、土壤厚度、所施肥料等环境因素.其中,最重要的影响因素是植物激素和遗传基因,二者协同作用共同调控小桐子的性别分化.

采用体视显微镜、石蜡切片和树脂切片技术对栝楼(Trichosanthes kirilowii Maxim.)不同性别花芽分化发育时期的外部形态和内部解剖结构进行了观察.结果显示,栝楼花为雌雄异株,仅有雌花、雄花两种性别分化,且雄花的发育速度明显快于雌花的发育速度.栝楼雌雄花芽长0.2 mm左右已完成性别分化;栝楼雄花为单性花,分化过程可分为6个时期,整个发育过程仅见雄蕊原基的分化及生长.栝楼雌花为“两性花”,分化过程可分为7个时期,存在雌蕊和雄蕊共同发育阶段,后期雄蕊发育败退.本研究明确了不同性别栝楼花芽发育发生的各个阶段、形态变化特点、外部形态变化特征以及雌雄花芽的分化差异,建立了雌雄花芽内部结构分化与外部形态之间相关性,为栝楼早期幼苗鉴定及性别分化研究提供了一定的参考.

热带山地雨林中植物不同性别系统的数量和空间分布特征如何?是否受自然环境条件影响?这些问题的回答有助于更深入理解群落物种多样性是如何形成的.本文以海南尖峰岭热带山地雨林60 ha大样地中胸径大于1 cm的木本植物为研究对象, 描述了样地内木本植物性别系统的数量特征, 分析了雌雄异株植物空间分布与地形因子的相关关系.结果表明:大样地内289种木本种子植物中有两性花植物176种, 单性花植物113种;在单性花植物中, 51种为雌雄同株, 62种为雌雄异株.单性花植物植株数占所有植株总数的36.2％;雌雄异株植物植株数占所有植株总数的21.5％, 占单性花植物植株数的59.5％.在20 m×20 m样方的空间尺度, 雌雄异株植物呈现聚集分布的物种共有31种.以20 m×20 m样方为分析单元, 雌雄异株植物种类的性别比例与海拔、凹凸度和坡度呈弱正相关;个体相对多度仅和海拔呈弱正相关, 与坡度和凹凸度无相关;而3个性别系统多样性指数与海拔、凹凸度和坡度均无显著关联.可见雌雄异株植物在海南热带山地雨林中占据了较大的比例, 但大部分种类种群较小, 其数量分布特征与地形因素紧密相关, 雌雄异株植物的存在对群落物种多样性的形成有较大贡献.

黄瓜(Cucumis sativus)是进行性别研究的主要模式植物之一.性别决定机制的研究对于提高黄瓜雌花结实的产量具有重要意义.研究表明黄瓜植株的性别主要受黄瓜性别决定基因、环境条件和植物激素的影响.本文综述了近年来黄瓜性别决定的研究进展,并对黄瓜单性花发育机制以及黄瓜性别决定基因的时空表达提出了展望.

为纪念《植物学通报》创刊主编曹宗巽先生诞辰100周年,该文回顾了作者与曹先生结识的机缘和承接其未竟的黄瓜(Cucumis sativus)单性花发育调控机制研究衣钵的过程,以及从实验结果到传统解释的逻辑困境,通过追溯曹先生当年带回国内的有关植物性别研究早期专著而找到问题源头的柳暗花明的经历.同时分享了由于这段独特而宝贵的研究经历而引发的对什么是科学研究这个基本问题的思考,希望对有志于探索未知自然的年轻人有所裨益.

本研究以木薯品种新选048为试验材料,观察和测定木薯花分化各时期的形态结构、内源激素及碳氮化合物含量,并开展木薯雌雄花分化的外源激素调控研究,揭示木薯花分化规律,初步探究木薯花分化的生理机制.试验结果表明:木薯从花芽分化开始到完成开花的全过程需要30 d,分化出的花序主要有全雄花序和雌少雄多花序两种类型,木薯性别分化前为同时具有雌蕊原基和雄蕊原基的两性花,花序抽出后5～8 d,雌花的雄蕊逐渐退化,花序抽出后5～7 d,雄花的雌蕊逐渐退化消失,形成单性花;在雌雄花分化过程中5种内源激素含量变化存在差异,在不同的分化时期雌花的细胞分裂素(CTK)、乙烯(ETH)含量均高于雄花;在雌雄花分化初期和分化中期雄花中的赤霉素(GA3)含量高于雌花;在分化中期雄花的吲哚乙酸(IAA)含量显著大于雌花;雌雄花的脱落酸(ABA)含量在分化各时期的差异不大;雄花蕾的碳、氮含量均高于雌花蕾,且雄花蕾的碳/氮(C/N)比值也整体高于雌花蕾,特别是在分化初期(5 d)达到了显著差异;外源激素调控雌雄花分化的研究结果表明,不同浓度的6-BA和ETH均有不同程度的促雌作用,其中浓度为60 mg/L的6-BA和1920 mg/L的ETH的效果最佳,而GA3对雄花形态建成具有促进作用,其最佳浓度为40 mg/L.由此可得出结论:木薯雌花分化的关键时期是花序抽出后5～8 d,雄花分化的关键时期是花序抽出后的5～7 d,CTK和ETH对木薯雌花的分化具有促进作用,GA3、 IAA和较高的碳/氮比更有利于木薯雄花的分化.

天南星科植物具有特殊的佛焰苞花序及多样化的传粉策略,是研究被子植物花的分化与动植物之间进化生态学联系的理想材料.本文简述了天南星科不同类型的花序结构及其传粉适应意义,总结了天南星科传粉策略的基本类型与演化历史.天南星科的苞片结构主要包括原始型、外展平面型、直立宽佛焰苞型和直立狭佛焰苞4种类型,呈现出从简单的片状与外展平面状结构向复杂的立体包裹状的佛焰苞结构演化的趋势.肉穗花序可分为两性花花序、单性花雌雄同序和单性花雌雄异序3种类型,演化路线为两性花花序→单性花雌雄同序→单性花雌雄异序.天南星科的传粉者主要有鞘翅目、双翅目、膜翅目昆虫,表现出5种主要传粉策略:食物报酬型互利传粉、气味吸引型欺骗性传粉、交配场所型互利传粉、产卵场所型互利传粉和致死陷阱型欺骗性传粉.天南星科植物通过花序的形状、颜色、产热以及花部挥发物来吸引传粉者,其中最主要的挥发物有二甲基硫化物、甲基吲哚化合物、萜类和苯类化合物,模拟食物或产卵场所信号吸引鞘翅目甲虫和双翅目昆虫为其传粉.天南星科植物的佛焰苞被认为是促进该科物种分化的一个重要结构,但该性状的演化历史及其与传粉系统分化之间的内在联系尚不明确.利用现代分子生物学技术以及模型模拟等手段,结合生理生态学方法深入探究传粉事件与天南星科植物的花多样性以及物种分化之间的联系,有望提升关于植物-传粉者互作与植物的花多样性分化之间关系的认识,并丰富对被子植物多样性演化相关研究的理解.