水芹为中国重要的水生蔬菜作物之一,其花两性、花小、花发育不一、种子难发芽以及缺乏雄性不育材料的特点限制了水芹杂交育种和种质的创新.本研究从贵州省毕节市七星关区燕子口镇野生环境中获得水芹雄性不育材料(OtBY001),通过形态、花药和花粉发育的观察、遗传分析等,对OtBY001的不育特征进行研究.结果表明获得的水芹雄性不育材料为多裂叶水芹种(Oenanthe thomsonii C.B.Clarke),其不育原因为花发育过程中花丝萎缩,花药不能形成有活力的花粉,但能够接受外来花粉形成种子.遗传分析表明,该雄性不育材料可能由隐性核单基因控制.暗处理后,OtBY001黄化特征明显,口感优良.

[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.

高寒草甸具有辐射强、低气压、风大、昼夜温度骤变等不利于植物生长的环境特征,为了探讨中国特有种大理白前(Cynanchum forrestii)对高寒环境的生态适应,以川西南九龙县高寒草甸(海拔3 100～3 500 m)的大理白前为对象,采用光学显微镜技术和扫描电镜技术研究了大理白前的形态解剖特征,并采用TCC法分析了花粉和种子的生活力.结果表明:大理白前的叶、茎、花均被有丰富的单列细胞组成的表皮毛;叶片和茎的表皮角质层较厚;叶的气孔较大而下生,栅栏组织和海绵组织发达;茎表皮细胞小、细胞壁厚,皮层由7层细胞组成,排列紧密,细胞内储藏有丰富的物质,维管柱所占比例较大,木射线数量较多,髓部发达且储藏物质丰富;根维管组织发达,皮层细胞储藏有丰富的物质;种子和花粉活力较高、合生花冠、合蕊柱、种子具有种毛,以及种皮厚而坚硬等特征为提高繁殖效率提供了保障.上述结果表明,大理白前具有一整套适应高寒环境的外部形态和内部结构特征,使其保持较高的抗辐射、抗旱和抗寒能力,为大理白前在高寒环境中成功生存和繁衍奠定了结构基础.

川芎是著名的川产道地药材,原植物Ligusticum chuanxiong长期采用无性栽培,存在有性生殖障碍,制约其种质创新.该研究基于比较解剖学研究思路,通过形态解剖、石蜡切片、染色压片以及结合扫描电镜技术,对川芎及其近缘野生藁本L.sinense的生殖生长各个阶段的花部特征、果实、种子进行了比较研究.结果表明川芎花药花粉母细胞减数第二次分裂期间存在异常,四分体时期小孢子大小不均匀、数量不一致;花药发育过程中绒毡层细胞未退化完全;花粉成熟期,花药壁存在细微裂缝,花药大部分不能正常释放花粉;成熟花粉粒表面凹陷、部分畸形,花粉无活力且不能进行体外萌发,花粉内淀粉、多糖和脂类物质明显不足;川芎开花盛期花丝较短,向下反曲;果期可见双悬果,但果实干瘪,种子皱缩.对比观察同期藁本,花药发育正常,花粉粒有活力,双悬果饱满;开花盛期,花丝较长且直立,明显高于柱头.川芎和藁本子房内均可见成熟胚囊,未见明显不同,柱头也无明显差异.结论认为,川芎雄蕊发育过程中,花粉母细胞减数分裂、四分体、绒毡层、花丝等结构异常发育,川芎具有雄性不育特征,是其有性生殖障碍的重要原因.

为筛选出优质亲本及杂交组合,确定最佳授粉时期,探究观赏海棠品种间的杂交亲和性,为观赏海棠的新品种培育提供参考,该研究以15个性状互补的海棠品种为供试材料,用离体培养法测定花粉活力、悬液法测定花粉含量并对其雄性育性进行评价;联苯胺-过氧化氢法测定其不同开花时期的柱头可授性;荧光显微观察法观察授粉后花粉管的生长及受精情况;人工控制授粉法研究5个杂交组合的坐果动态变化情况.结果显示,(1)根据花粉活力可将15个海棠品种的雄性育性分为不育型、较低型、中等型、优质型4类,其中'印第安之夏'、'冬红'等6个品种为优质父本.(2)海棠从开花前1 d至第6天的柱头可授性呈现"弱—强—弱"的变化规律,开花第3天时的柱头可授性最强.(3)授粉后4～8 h花粉开始萌发,48～96 h完成受精.(4)花粉育性和柱头可授性与杂交坐果率、种子饱满率间均存在显著的正相关性.授粉后2个月内是落果集中期,此后至果实成熟坐果率基本趋于稳定.'冬红'×'印第安之夏'、'草莓果冻'×'印第安之夏'为高坐果率杂交组合.研究表明,海棠雌雄蕊存在发育不同步现象,选择育性优质的亲本是杂交取得成功的关键,而受精后障碍是本研究中海棠杂交不亲和的主要原因.

杂交育种是最为传统的选育新品种的方式之一,花粉生活力能够影响其中遗传物质的传递.胀果甘草是3种药典收录的甘草之一,具有许多特殊活性成分.通过TTC法和离体萌发法对2个胀果甘草(Glycyrrhiza inflata)种质资源GJJ-7 和GJJ-9花朵开放 5 个时期(a～e)的花粉生活力进行测定.结果表明,GJJ-7 花粉生活力趋势在 5 个时期呈现波浪型,在a、d时期达到最高;GJJ-9 花粉生活力会随着花瓣展开度的变大而升高,在e时期达到最高.离体萌发结果表明GJJ-7 和GJJ-9 花粉生活力随花朵开放程度增大呈先升高后降低的趋势,萌发力均在c时期最高.杂交结荚率则与离体萌发结果一致,说明离体萌发法测定花粉生活力比TTC法更可靠.以光果甘草(G.glabra)S-7和S-12为母本的杂交组合结荚率低,但能够获得发芽率高的种子;以乌拉尔甘草(G.uralensis)GDN-16为母本的杂交组合结荚率高,但种子发芽率低,说明在甘草杂交中父母本的选择对结荚率有重要影响.

高山地区生境极端,却拥有许多形态特化的植物,非生物因素在塑造花部性状及其进化过程中发挥着重要作用.该研究选取龙胆科典型高山植物喉毛花(Comastoma pulmonarium)为对象,探究其毛状副冠在多雨、强辐射的极端高山环境中的适应意义及其对植物雌雄繁殖适合度的影响.结果表明:通过比较自然状态和人工去除副冠的花,毛状副冠有效减少了雨水对花粉的冲刷(t=2.61,P<0.05),提高了受精比率(t=2.05,P<0.05),但是对种子的质量,即种子重量和种子萌发率的影响不显著.另外,花粉浸泡在蒸馏水中后,其萌发率显著低于蔗糖溶液中(t=30.67,P<0.001),表明毛状副冠能够有效减小雨水浸泡对花粉活力的影响;同时,与自然状态相比,去除毛状副冠后的花,经太阳暴晒后,其花粉萌发率同样极显著地降低(t=9.89,P<0.001),表明毛状副冠有效地避免了太阳辐射对花粉质量产生的不利影响.该研究结果表明喉毛花的毛状副冠结构是应对高山恶劣环境的一种适应策略,对植株的雌性和雄性繁殖成功都具有重要意义,从而进一步证实了非生物因素在植物花部特征演化中的重要作用.

菊科植物具有极强的有性繁殖能力,对外来菊科观赏植物的引进存在极高的入侵风险.本研究以武汉常见的菊科12种外来观赏植物为对象,通过有性繁殖特征调查,研究植株的花部特征、花粉活力、传粉系统、种子产量,分析各物种有性繁殖能力的差异,评估其入侵能力.结果显示,多数物种可在隔绝传粉者情况下结实;访花昆虫类型多样,共观察到26种访花昆虫,其中膜翅目蜂类是主要的传粉者;结实情况具有一定差异.综合考虑花粉活力、传粉情况和结实情况,认为黑心金光菊(Rudbeckia hirtaL.)、松果菊(Echinacea purpurea (L.) Moench)、大花金鸡菊(Coreopsis grandiflora Hogg.)、蛇目菊(Sanvitalia procumbens Lam.)的有性繁殖竞争力较高,对本地传粉环境可能有较大影响.本研究对近缘物种有性繁殖特征的综合分析结果可为评估外来物种的入侵风险提供一定的参考.

寄生是生物有机体之间一种常见的互作关系,其有趣的生理、生态和进化问题日益受到关注与研究.以小红花寄生(Scurrula parasitica var.graciliflora)为研究对象,研究了该植物的开花物候、繁育系统、种子萌发特性及寄生关系的建立.结果表明:小红花寄生的开花高峰期为4月中下旬至5月下旬.花冠筒闭合期间与花冠筒开裂24h后的花粉活力均＞90％,且两者之间没有显著差异(P＞0.05),但花冠筒开裂48 h之后的花粉活力≤70％.柱头可授性在花冠筒闭合期间显著高于花冠开裂之后(P＜0.05).自然授粉的对照组和花蕾期套袋的实验组的座果率(分别是82.5％和83.1％)显著高于花开放之后的异花授粉的实验组的座果率(33.8％)(P＜0.05),而去除雄蕊的花则未能结实.小红花寄生的种子对脱水敏感,严重脱水显著降低种子萌发率.适宜的种子萌发温度为25℃和30/20℃.仅在桂花幼树的茎顶叶腋处获得了6.25％的寄生成功率,而其他部位的人工寄生均不成功.综合分析表明,两性花的小红花寄生依赖于前自交型的自花授粉;种子萌发表现出明显的温度偏好性,但对光照没有依赖性.人工寄生成功率显示,种子依附的寄主部位直接影响小红花寄生的幼苗与寄主寄生关系的建立.

目的:研究岗梅的花粉活力、柱头可授性和种子特性,为种子采收提供理论支持.方法:通过TTC(氯化三苯基四氮唑)染色法测定岗梅花粉活力、联苯胺-过氧化氢法测定岗梅柱头活性;田间调查岗梅花期、访问昆虫和传粉方法;沙盘发芽法检测岗梅种子发芽率.结果:岗梅雌雄异株,开花期9～13 d.雄花花药4～6枚,花粉数量为16 587 ～21 717个;雌花子房具有4～6心皮,每心皮仅有1枚胚珠.雄花花粉活力1～3d,雌蕊柱头可授性为3～5d.风媒为主,偶见东方蜜蜂、麻蝇;不存在无融合生殖现象.岗梅种子千粒质量和发芽率随种子采收期延迟而提高,岗梅种子发芽率与采收期和千粒质量相关性具有统计学意义(P＜0.01).结论:降雨可能影响岗梅授粉和种子质量.