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.

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.

油麻藤主要分布于热带亚热带地区,在我国广布于34.5°N以南的省区.较耐阴,喜光,喜暖湿气候,较耐干旱和贫瘠,喜肥沃深厚、排水良好的疏松石灰质土壤,其物候节律在华南地区与西南地区有所不同.目前以播种、扦插繁殖为主,非试管高效快繁技术也开始采用.啮齿动物松鼠是其有效授粉媒介,又是油麻藤的有效种子传播者,松鼠与油麻藤之间形成了"双重互惠"关系,近年来,油麻藤是研究传粉生物学、植物与动物协同进化的重要材料.油麻藤具有较高的园林观赏价值,在南方地区常用于垂直绿化,也有较高的药用保健价值,应加以推广应用,同时加强其资源的多元化利用和种质保存的研究力度.

[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.

以大别山五针松为研究对象,分析自然授粉、套袋不授粉、套袋授同株粉及套袋授异株粉等4种不同人工处理下球果的结实率及种子特性等指标.结果表明:异株授粉处理下,大别山五针松球果的结实率最高,为100.0％,单个球果平均饱满种子数为50.0粒,显著高于其他授粉组;其次是自然授粉,结实率为97.5％,单个球果平均饱满种子数为30.9粒;同株授粉球果结实率为80.0％,单个球果平均饱满种子数为3.2粒;大别山五针松在套袋不授粉情况下结实率最低,仅为17.5％,且不产生有效种子.研究为阐明大别山五针松濒危的生殖学机制和制订科学的保育策略提供重要的理论依据.

甘薯茎线虫病由马铃薯腐烂线虫引起,是严重影响甘薯产量和品质的检疫性病害.挖掘抗茎线虫病基因并通过分子设计育种培育抗病品种是防控茎线虫病的有效途径.本研究前期以抗茎线虫病甘薯品种美国红为父本,感病品种徐紫薯8号为母本,通过控制授粉有性杂交方式构建了包含274个F1子代的分离群体.以该F1群体为材料,利用室内人工接种法对F1子代的茎线虫病抗扩展性进行鉴定,结果表明,甘薯茎线虫病抗扩展性呈连续性偏峰态分布,甘薯茎线虫病发病体积比与扩展直径和扩展长度呈极显著正相关,与薯块直径、薯块长度和薯块长宽比无相关性,说明薯块的大小和薯形对抗扩展性鉴定结果无影响.甘薯茎线虫病抗扩展性遗传力为75.7％,表明抗扩展性主要受遗传因素控制.基于前期构建的甘薯SNP遗传图谱对抗扩展性进展QTL定位,获得与抗扩展性紧密连锁的QTL 10个,解释6.6％～10.7％的表型变异.候选基因功能注释表明,苯丙素生物合成、植物激素信号转导、植物病原互作代谢等通路参与抗病胁迫.筛选5个关键候选基因进行荧光定量表达分析,在接种茎线虫后候选基因itf13g19570表达量显著增高.研究结果为甘薯茎线虫病抗病基因挖掘和抗病机理解析提供了重要参考.

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.