宽幅精播技术节水高产理论机制仍不明确.本研究于2017-2019年小麦生长季,以'济麦22'为试验材料,在测墒补灌节水栽培条件下,设置宽幅精播、常规条播两种种植方式和20、25、30 cm3种行距,研究了种植方式对小麦根系生物量、衰老特性、水分利用特性、棵间蒸发量和籽粒产量的影响,以探索宽幅精播种植方式对小麦根系生理特性、耗水特性及籽粒产量的影响.结果表明:宽幅精播条件下行距为25 cm处理(K25)0～20和20～40 cm 土层根重密度、根系可溶性蛋白含量、根系活力较其他处理分别提高7.2％～23.9％、8.7％～25.1％、10.7％～29.9％和 7.3％～27.6％、8.0％～38.5％、15.2％～32.7％;同一行距下,宽幅精播处理土壤贮水消耗量及其占总耗水量的比例显著高于常规条播处理,而灌溉量和棵间蒸发量低于常规条播处理;K25处理开花至成熟期耗水量及耗水模系数显著高于其他处理,籽粒产量、水分利用效率和灌水利用效率也显著高于其他处理.综上,本试验条件下采用基本苗180～270株·m-2、行距25 cm是黄淮海麦区宽幅精播种植方式下节水高产的适宜种植模式.

为探讨石碌含笑(Michelia shiluensis)濒危的内在原因,对花器官形态特征、开花动态、访花昆虫进行观察,并对花粉萌发率和柱头可授性、繁育系统特性进行了检测.结果表明,开花时,石碌含笑的雄蕊群和雌蕊群自然形成空间隔离,花被片横向弯曲形成球形空间,保护雄蕊群;雌蕊群柄持续伸长,将雌蕊群推出雄蕊群和花被片.圃地栽培植株的主要访花昆虫和传粉昆虫为西方蜜蜂(Apis mellifera).花被片开放至最大直径 50％时的Ⅵ和Ⅶ阶段柱头可授性最强;Ⅵ阶段花粉活性也最高,离体萌发率达(66.96±11.28)％.同株同花或同株异花授粉均不能结实,但异株授粉座果率为 100％.可见,石碌含笑为严格的异株异花授粉植物,异交亲和,自交不亲和,不存在无融合生殖现象,与含笑属其他种类亦有生殖隔离.石碌含笑花被片和雌蕊群的动态变化揭示了其巧妙规避自交的生物学机制.

通过野外调查及人工授粉实验,对三峡大坝下游宜昌点军胭脂坝残存疏花水柏枝(Myricaria laxiflora(Franch.)P.Y.Zhang et Y.J.Zhang)居群开花特性及繁育系统进行观测和研究.结果显示:(1)疏花水柏枝残存居群花期较长(9月至次年4月),群体盛花期为10-11月,单花花期2～7 d,单花雌雄蕊在时间和空间上有一定重叠,有利于自花授粉;(2)杂交指数(OCI)为2,花粉胚珠比(P/O)为329,均显示疏花水柏枝为兼性自交(异交)系统;(3)人工控制授粉实验结果表明,疏花水柏枝具有部分自交亲和性,但异交处理的结实率显著高于自交处理.推测该残存居群存在自交成分偏高的现象,保护措施应以减少人为干扰和保护生境为主,并加强对残存居群遗传多样性水平的监测.

以滇西北熊蜂多样性全球分布中心为研究区,在群落花末期选取了香格里拉市境内19个开花植物群落,深入调查了熊蜂及开花植物的多样性.本研究计算了熊蜂的多样性指数,并量化了每个植物群落景观组成和景观配置的多种变量.广义线性模型分析结果显示,总体上熊蜂的多度和物种丰富度与调查群落的花资源密切相关,而熊蜂的香农多样性指数则主要受景观尺度林地覆盖比例的影响.由于不同特性的熊蜂对群落花资源和景观特征的反应可能不同,本研究进一步对不同体型和喙长的熊蜂进行了分析.结果表明,根据飞行能力,大体型的熊蜂对周围林地和耕地覆盖比例的变化更敏感,而中小体型熊蜂更依赖调查群落里的花资源及周围生境间的连通性.从喙长来看,短喙的熊蜂主要依赖调查群落的花资源,而中长喙熊蜂由于其取食策略不同,更依赖景观尺度上的资源.研究结果阐释了花资源的可用性与景观特征对熊蜂多样性的影响式样及其潜在机制,发现飞行能力和觅食策略显著影响了不同熊蜂对环境依赖式样的差异.

本文以分布于枝江关洲岛的濒危物种疏花水柏枝(Myricaria laxiflora(Franch.)P.Y.Zhang et Y.J.Zhang)为研究对象,调查其种群开花和结果性状沿高程的变化,分析该残存种群有性繁殖的时空变化规律;同时结合三峡大坝-葛洲坝水利水电工程修建所引起生境地水位消涨节律的变化,分析其对残存种群有性繁殖的影响.结果显示,残存疏花水柏枝种群的有性繁殖在不同高程之间存在显著差异.消涨带上部植株的每株花枝数、每枝花朵数、每株花朵数分别比消涨带中部植株高 66.09%、50.14%和 98.63%,比消涨带下部植株高79.50%、283.33%和461.05%.消涨带上部植株的每株果枝数、每枝结果数、每株结果数、每果种子数和种子发芽率分别比消涨带中部高60.17%、25.26%、88.05%、6.96%和30.69%,比消涨带下部高97.39%、82.45%、208.31%、19.12%和45.91%.相关性分析结果表明,植株的开花结果特性与高程、出露时期、土壤含水量以及温度变化极显著相关.环境因子对有性繁殖的影响强度依次为出露时间>高程>日均温度>土壤含水量.上游水利水电工程对疏花水柏枝残存种群的有性繁殖具有一定的影响.

[目的]SQUAMOSA promoter binding protein-like(SPL)转录因子在植物开花诱导中起重要的调控作用.从核桃基因组中鉴定SPL(JrSPL)基因家族成员并分析其表达特性,为探究SPL在核桃开花诱导中的功能研究提供参考.[方法]采用生物信息学方法鉴定JrSPL基因家族成员,并预测其基本理化性质、保守结构域、进化关系、启动子顺式作用元件等;利用转录组测序和RT-qPCR技术分析JrSPL家族成员在核桃不同组织及嫁接诱导开花后的表达水平.[结果]JrSPL家族有 28 个成员,其基因结构和蛋白结构均高度保守,分布在核桃 14 条不同的染色体,与拟南芥和毛果杨分别存在17 处和 24 处共线性关系,根据系统发育关系可分为 8 组.JrSPL启动子存在大量的光响应元件、激素应答元件、胁迫响应元件等.转录组测序分析显示,JrSPL基因在核桃不同组织表达量有差异,在雄花、雌花、顶芽及叶中均有表达,多数基因在雌花中的表达量都比较高,有 6 个基因最为显著,它们可能在开花诱导中起关键作用.在嫁接诱导核桃开花材料中,检测的 12 个JrSPLs中除了JrSPL8 外,在开花材料中的表达量均高于对照,JrSPL2 和JrSPL25 在混合花序的雄花中表达显著,JrSPL8 在顶芽中高表达.[结论]JrSPL基因在核桃成花中具有重要作用,其高表达是花期提前的主要因素.

深入了解濒危物种的繁殖特性,能为物种制定有效保护策略提供科学依据.于2022和2023年对中国科学院西双版纳热带植物园迁地保存的纹瓣兰(Cymbidium aloifolium)的繁殖生物学特征进行了观察和研究,主要包括开花物候、繁育系统、花部形态特征、昆虫传粉特征以及花的挥发性成分等.结果表明,纹瓣兰的盛花期在4月中旬,单花花期7 d;群体花期约为36 d.花粉活力在开花第1天时最高,约为47.15%,之后呈下降趋势.柱头在整个单花期一直具可授性,开花第2天可授性最强.人工授粉实验表明纹瓣兰自交亲和,不存在无融合生殖和自动自花授粉,繁育系统属于兼性异交繁育并依赖传粉者,自然结实率较低为 6.9%.唇瓣的先端和基部的表皮细胞分别为锥形和指状突起,基部的指状突起细胞外附着有油脂颗粒,可能是传粉者的报酬.药帽黄色,其表皮细胞为锥形细胞,能够反射光线,可能起到吸引昆虫的作用,中华蜜蜂(Apis cerana)是纹瓣兰唯一的有效传粉昆虫.纹瓣兰的挥发性气味中(E)-乙酸-2-癸烯-1-醇酯含量最高.因此,纹瓣兰的花部结构与传粉昆虫具有显著的适应性.

[目的]深入了解针垫花的开花结实特性,探求结实率低的原因,推动其种子生产、杂交育种、花期调控以及新品种培育工作.[方法]以针垫花为主要材料,对其开花物候、花部特征、花粉活力、柱头可授性、杂交指数、授粉结实特性进行研究.[结果](1)针垫花的花期一般在冬末、早春至夏季;(2)最适合测定其花粉活力的离体萌发培养基为30 g/L蔗糖+150 mg/L硼酸+50 mg/L氯化钙;(3)在开花第1-7天柱头可授性逐渐加强,第5-7天时最为强烈;杂交指数估算结果表明针垫花部分自交亲和,异交,需要传粉者;(4)田间观测发现,在自然状态下结实率较低,但可以自发完成授粉,不存在无融合生殖现象;(5)人工授粉试验发现针垫花异株异花授粉的结实率最高,为17.14％,而自花授粉的结实率最低,为4.94％.[结论]针垫花的雌雄蕊异熟是导致自然结实率低的原因;雌蕊花柱与子房部位的胼胝质以及花粉管顶端膨大畸形也是造成结实率低的重要原因.

为种质资源保护和乡土园林树种推广提供技术支持,对野生露珠杜鹃(Rhododendron irroratum)繁育系统和杂交亲和性进行研究,试验包括开花生物学特性,繁育系统特性,与高山杜鹃优良园艺品种杂交授粉,荧光显微镜观察授粉花粉萌发及花粉管生长过程,以及坐果率和结实率统计.结果表明:(1)露珠杜鹃开花时间为4月下旬到5月下旬,花粉活力与柱头可授粉性随开花时间的延长逐渐下降.(2)杂交指数(OCI)为3,P/O值为343.47.(3)主要传粉者为膜翅目中华蜜蜂(Apis cerana),繁育系统为兼性异交型,自交亲和,需要传粉者,属虫媒花.(4)人工控制授粉发现不存在无融合生殖,能自动自花授粉,异株异花、同株异花、自花授粉坐果率分别为46.96%、45.03%、37.16%,人工授粉平均坐果率与自然传粉坐果率基本一致.(5)露珠杜鹃作为亲本进行人工杂交授粉表现出杂交不亲和,母本花粉管中存在胼胝质栓塞,导致花粉管不能延伸至子房.通过观察发现,露珠杜鹃杂交亲和难点在于花粉管生长过程.

膜苞鸢尾(Iris scanosa)为鸢尾科鸢尾属的多年生春季开花植物,具有重要的观赏价值.为了探究该物种的花部综合征和繁育系统特性,促进其杂交选育和种质资源挖掘利用,该研究以膜苞鸢尾为研究材料,采用野外观测和控制性实验相结合的方法,对其开花物候、花部综合征、繁育系统及传粉特性等方面进行了研究.结果表明:(1)该物种于5月初进入始花期,5月中旬进入盛花期,5月下旬进入末花期,开花持续时间为16 d.(2)花为蓝紫色,具有特殊气味和少量花蜜,单花花期为2.5～3.0d.(3)人工授粉实验结果表明,该物种属于专性异交的繁育系统,不存在无融合生殖和自主自交能力.(4)该物种属于泛化传粉系统,意大利蜜蜂、中华蜜蜂、隧蜂是主要传粉者,访花频率分别为(0.57±0.05)、(0.42±0.04)、(0.19±0.03)times·flower-1·h-1.膜苞鸢尾花具有的艳丽颜色、较大的花展示、昆虫访花高峰期与花粉活力最高时期及柱头最佳授粉期相吻合,外花被片中脉上的黄色须毛状附属物等特征对保证其传粉过程的顺利完成并促进异交繁殖成功具有重要意义.该研究结果为膜苞鸢尾的资源利用与种质创新提供了重要的理论资料.