异型花柱是被子植物的一种花柱多态现象,表现为具有交互式雌雄异位的花型间传粉的亲和性,以及花型内和自交的不亲和性.而同型花柱(homostyly)是在异型花柱形成与演化中出现的一种雌雄蕊同长且自交亲和的花型.驼舌草属为白花丹科中较早出现二型花柱的属,野外调查发现分布于新疆的驼舌草(Goniolimon speciosum)自然居群出现大量雌雄蕊同长(H)的花型,类似于同型花柱.该花型的产生背景是否已转变为型内和自交亲和,它与典型的长(L)/短(S)花柱型花之间的亲和性关系等问题尚不清楚.该研究对驼舌草5个自然居群的花型构成与频率、花部特征参数和柱头花粉负荷进行统计,并检测附属多态性和异型不亲和系统.结果表明,所有居群均由L、S和H三种花型构成,但在花粉纹饰和柱头表皮细胞形态上仍具二型性和严格的非选型交配,表现为花粉纹饰和柱头乳突细胞形态不同的花型间亲和,反之则不亲和.研究表明,H型花可能是由L型和S型花的雌雄蕊间距缩短所致,是花型间交互式雌雄异位变异的结果,但该花型并未转变为同型花柱.对于该物种而言,这种交互式雌雄异位的变异与生理不亲和性的转变可能相对独立.

二型花柱植物通常具有自交不亲和性,在不同植物中所表现的可育性不同.欧报春(Primula vulgaris)是典型的二型花柱植物,为了探究欧报春的繁育特性,通过温室栽培,对欧报春的长花柱和短花柱的花部特征、花粉和花柱形态、花粉活力、柱头可授性、花粉/胚珠比、杂交指数、杂交亲和性、花粉管观察进行研究.结果表明,(1)长花柱和短花柱的花冠直径、花冠筒长度、柱头高度、花药高度和花筒中部直径均表现出两型性;(2)花粉和柱头观察发现花粉极轴长、花粉赤道轴长、花柱直径、柱头乳突细胞和花粉数量均有差异;(3)长花柱的花粉/胚珠比为384.20,短花柱为369.70,属于兼性异交类型;长花柱和短花柱的花粉活力和柱头可授性能在较长时间内维持较高活力;(4)长花柱杂交指数值为5,短花柱为4,表明繁育系统类型为异交,部分自交亲和,需要传粉者;6种授粉组合均能结实,异型花间授粉的结实数明显高于同型自花授粉和异株同型授粉;短花柱为母本的异型花间授粉组合亲和性优于其他组合;欧报春存在自交不亲和性,长花柱的自交不亲和性低于短花柱.

荞麦是禾本科之外的谷物类作物,具有较高的营养和药用价值.栽培荞麦有甜荞(Fagopyrum esculentum)和苦荞(F.tartaricum),这两种一年生草本分别为自交不亲和的二型花柱、自交亲和的同型花柱植物;前者结实依赖昆虫传粉.根据国内外调查研究,前人对蓼科荞麦属(Fagopyrum)记录了30个物种名,已有形态学和遗传多样性的调查表明该属的物种多样性中心位于我国西南地区,特别是长江上游的三江并流区域;甜荞和苦荞的起源地和祖先物种也认为在该区域.本文在论述前人研究的基础上,指出对荞麦属的分类修订、野生种质资源的分布、种间关系的调查、优良品种的选育亟待研究.孢粉学和考古学的证据显示在我国长江流域,人们在4,500年前就开始种植荞麦.荞麦可能曾经是山区人民的主粮,为孕育长江流域文明提供了食物资源.加强对荞麦基础生物学特性的研究,运用现代基因组学的方法有望澄清栽培荞麦的起源并探究产量不高的原因,挖掘和利用其经济和药用价值的性状,为荞麦成为一类优良的粮食作物提供参考依据.

黑果枸杞(Lyciumruthenicum)是中国西北地区极端环境中分布的国家二级保护植物,该物种在新疆南部的自然种群中出现了同型花柱类型(同位花)和柱头探出式雌雄异位类型(异位花)个体,并且遭遇沙尘暴频繁的种群中异位花个体出现频率减少.该研究对喀什市自然种群中黑果枸杞两种不同花型植株的花部综合征和传粉特性进行比较研究,以期探讨该物种不同花型植株在南疆早春极端环境中的花部特征的可塑性及其适应性机制.结果表明:同位花雌雄蕊高度间无显著差异,而异位花雌蕊高度显著高于雄蕊;同位花花冠直径、花冠筒长、胚珠数均高于异位花,而异位花雌雄蕊空间距离、花粉数及花粉胚珠比均比同位花高.黑果枸杞同位花个体比例(68％)高于异位花个体(32％),种群水平及个体水平同位花花期((117.00±2.25)d,(101.65±1.98)d)比异位花((26.00±1.00)d,(18.75±1.00)d)长,而单花水平上异位花单花寿命((4.50±0.14)d)比同位花((3.13±0.11)d)长.两种类型花在花早期(紫色)分泌的花蜜量均高于花后期(白色).在紫色花阶段(花开放早期),同位花上的主要传粉者意大利蜜蜂、熊蜂和食蚜蝇的访花频率和停留时间均高于异位花;而白色花阶段(花开放后期)意大利蜜蜂、熊蜂在异位花上的访花频率比同位花高.在不同花色阶段,同位花柱头花粉落置数、花粉移出率、花粉传递效率均比异位花高,并且同位花自然坐果率及结籽率均比异位花高.在新疆南部的沙尘暴极端环境下,同位花通过较高的自交亲和性保障繁殖,而异交为主的异位花提高了异交率.异位花与同位花在花部综合征和花报酬上的差异,是影响其繁殖成功的主要因素.