为探究瘤果茶组 10 种植物叶表皮微形态和花粉形态,该研究利用光学显微镜和扫描电镜对花粉和叶表皮微形态进行观测,并分别依据花粉特征和叶表皮特征进行聚类分析,为该组植物的系统演化、分类鉴定等提供依据,其中 10 种植物的花粉形态为首次报道.结果表明:(1)10 种植物的花粉形态和大小差异不大,为近球形、长球形或扁球形;极面观为三裂近圆形或三裂近三角形;赤道面观为椭圆形或梭形,极赤比(P/E)为 0.85～1.16,萌发沟类型为三孔沟;外壁纹饰特征差异较显著,为颗粒状、皱沟状或皱波状至颗粒状形态,有较为重要的分类价值.(2)通过对测量指标提取主成分聚类分析,当欧氏距离为 4.5 时,得到 4 个分类群,部分分类结果和宏观形态学分类一致.(3)10 种植物的叶表皮细胞为无规则形和多边形,种间形态差异较大;曾氏瘤果茶和荔波红瘤果茶的上下表皮均有腺体;气孔器仅分布在下表皮,均为环列型;垂周壁样式呈现出浅波状、波状、直曲形和深波状.(4)叶表皮微形态的细胞大小和气孔器特征(大小、密度)在种间有显著差异.该研究结果表明花粉形态和叶表皮微形态在瘤果茶组中类型多样,可作为区分部分近缘种类群的依据.

目的:研究不同粒径萌发菌生产种对二次萌发状态、各级天麻产量、有效成分含量等的影响.方法:将萌发菌栽培种处理成不同大小的颗粒,与天麻花粉种子进行拌种,二次萌发后采用固定菌床方式栽培,采收后分析各级天麻产量、农艺性状、有效成分含量,并进行相关性分析及主成分分析.结果:萌发菌粒径为3～4.5 cm时,二次萌发凝结成块、不易散结、菌丝致密、洁白、芳香味浓郁,且天麻产量较高,生长状态较好.粒径为4.5 cm时,总产量最高,按统货价格计算此时的总产值最高;粒径为6 cm时,一级天麻重量最大,为373.67 g,占比最高,达29.97%;按分级销售,萌发菌粒径为4.5 cm时,商品麻总产值最高.对比统货与分级销售价格发现,分级销售后产值增加16.84～61.59元/m2,当粒径为6 cm时,销售产值增加值最大,为61.59元/m2.随萌发菌粒径增大,商品麻平均单重、长度、宽度、厚度、箭芽长度、点状横环纹环数均呈逐渐增大的趋势,长宽比则逐渐减小,天麻素与对羟基苯甲醇总含量呈先增加后减小的趋势,当粒径为3 cm时达到最大值;巴利森苷类总含量呈先增加后减小的趋势,当粒径为1.5 cm时呈现最大值.Pearson相关性分析发现,天麻单重与块茎长度、宽度、厚度呈极显著正相关,与长宽比呈极显著负相关.主成分分析结果显示,前3个主成分的累积方差贡献率为92.015%.结论:天麻有性繁殖时,萌发菌粒径大小在3～4.5 cm时较为适宜,此时的经济效益及有效成分含量较高.

原子力显微技术是研究植物细胞壁超微结构与力学性质的重要表征手段,良好的样品制备是获得可靠数据的前提.花粉管作为微米级别的植物样品,是研究细胞壁结构与功能的典型实验材料,但是制样过程中活性生理状态下的花粉管与基底黏附不牢固,难以获得活性生理状态下的花粉管原子力显微镜观测数据.该文以烟草(Nicotiana tabacum)花粉管为材料,对花粉管原子力显微样品制备和观测方法进行优化,采用固体培养基薄层作为花粉管与基底之间的黏附剂,花粉管在萌发和生长的同时完成与基底的黏附.与常规的干燥-复水法相比,优化的液下黏附法,可在液体环境下直接观测,无需经过干燥处理,避免了干燥-复水过程对花粉管造成的形貌皱缩与力学性质改变,能够获得活性生理状态下花粉管细胞壁原位的高分辨率原子力显微镜观测数据.该方法可应用于不同种属及不同尺寸花粉管的原子力显微镜观测.

运用石蜡切片技术对小勾儿茶(Berchemiella wilsonii)进行生殖生物学观察,探讨其大小孢子发生和雌雄配体发育过程是否存在濒危环节.结果显示:小勾儿茶的花具5个雄蕊和4个花药室,成熟的花药壁由花药内壁(1层)、中层(2层)和绒毡层(1层)组成.绒毡层发育正常,细胞排列整齐规则,与中层细胞联系紧密,细胞中常多核.小孢子母细胞在减数分裂时胞质分裂方式为同时型,四分体主要以四面体形式存在,花粉粒在成熟时为二细胞型、圆形或椭圆形,多数有3根萌发管.花药发育过程中绒毡层发育存在少量异常,花粉存在少量败育.小勾儿茶子房2室,只发育1室.胚珠为倒生的双珠被和厚珠心,合点端大孢子发育成功能性大孢子,经过3次有丝分裂,进一步发育成具有7个细胞和8个核的胚囊,胚囊发育方式为蓼型.子房中的胚珠发育基本一致.小勾儿茶大小孢子发生和雌雄配子体发育基本正常,不是导致其结实率低的原因.

目的 提升蜂花粉质量标准.方法 观察药材性状,并对其粉末进行显微鉴别.参照 2020 年版《中国药典》方法测定水分、总灰分、酸不溶性灰分、重金属元素(Pb、Cd、As、Hg、Cu)、浸出物含量,对TLC鉴别方法进行改进,凯氏定氮法测定总含氮量,HPLC法测定山柰酚含量.结果 蜂花粉大多为扁椭圆形,随花粉本身颜色不同花粉团颜色也有所差异;花粉粒呈圆球形、椭圆形或三角形,并可见少量不规则碎片,有的具有萌发孔.山柰酚TLC斑点清晰,分离度良好,不同来源药材中其含量差异较大.13 批样品中水分、总灰分、酸不溶性灰分、浸出物平均含量分别为 7.0％、2.8％、0.16％、52.2％,重金属含量均未超标,平均含氮量为 3.5％.结论 建议蜂花粉质量标准中增加以山柰酚为对照的 TLC鉴别项,并且水分不得超过 15.0％,总灰分不得超过 5.0％,酸不溶性灰分不得超过1.0％,浸出物不得少于 44.0％,含氮量不得少于 2.5％.

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.

在进行基因分离定律教学时,有学生认为:孟德尔对一对相对性状分离现象的解释不够严谨,测交实验也只能证明参与受精作用的含显性基因的配子与含隐性基因的配子比例为1:1,如果花粉粒萌发率或花粉管生长速度有差异,则F1产生的分别含显、隐性基因的配子比例未必是1:1.面对学生对经典与权威的质疑,抓住时机、因势利导,引领学生进行一系列探究学习活动,使学生在相信基因分离定律正确性的同时,提高学习能力和学习兴趣.

大豆(Glycinemax(L.)Merr.)是自花授粉作物,通过人工去雄的办法生产杂交种,不仅繁琐且成本高.雄性不育基因功能的研究是大豆杂种优势利用的前提之一,大豆雄性不育位点报道较少,定位及功能研究进展缓慢.随着大豆转基因体系的成熟及生物技术的发展,利用反向遗传学研究大豆雄性不育基因的功能变得相对容易.本研究通过转录组数据分析发现大豆中编码小G蛋白的GmARFA1a受到大豆雄性育性控制基因MS1(Male Sterile 1)和MS2的调控,公共数据库数据表明GmARFA1a在大豆未开放的花中表达量最高,而qRT-PCR数据进一步明确GmARFA1a在大豆授粉前雄蕊中优势表达.花粉萌发实验及结实率统计发现Gmarfa1a突变体花粉活力下降导致结实率受到明显抑制.本研究对GmARFA1a基因功能进行了初步解析,明确其对大豆雄性育性存在一定影响.研究结果不仅丰富了对GmARFA1a乃至ARF基因家族成员功能的认识,也为后续深入研究大豆GmARFA1a功能及大豆杂种优势利用奠定了基础.

[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.