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.

泛热带分布的苦苣苔科(Gesnenaceae)在我国南方具有极高的物种丰富度与特有率,花部特征变化丰富,是研究物种形成与适应演化的代表类群.镜像花(mirror-image flowers)是极为特化的传粉系统,在苦苣苔科中出现了较多的不同类型,可能与苦苣苔科物种多样性形成与维持有关.该研究总结与分析了苦苣苔科镜像花的类型多样性以及系统分布与适应演化等,讨论了镜像花对苦苣苔科物种形成与维持的积极意义.结果 表明:镜像花仅分布在亚洲和非洲的苦苣苔亚科(Didymocarpoideae)的7个属,在历史上就至少发生了5次独立起源.长冠苣苔属(Rhabdothamnopsis)、南洋苣苔属(Henckelia)及长蒴苣苔属(Didymocarpus)镜像花的花柱与可育雄蕊分别向左、右两侧偏转,形成互补镜像花;蛛毛苣苔属(Paraboea)、喜鹊苣苔属(Ornithoboea)、非洲堇属(Saintpaulia)镜像花缺乏与花柱对应侧偏的可育雄蕊(非互补镜像花);而海角苣苔属(Streptocarpus)直立堇兰亚属(subg.Streptocarpella Engler)则同时出现了互补、非互补镜像花.不同于其他被子植物(离瓣花、缺乏花冠筒),苦苣苔科中的镜像花大多伴随着明显的花冠筒、内藏的雄蕊、合生的花药,以非互补镜像花为主;传粉者以小型的无垫蜂(Amegilla spp.)和熊蜂(Bombus spp.)为主.这些特殊的花部综合征与特化的传粉机制,提高了传粉精确性,可能促进了传粉隔离与物种适应辐射.今后的一个研究重点应通过分子系统发育方法,进一步揭示苦苣苔亚科互补与非互补镜像花的进化顺序及其在物种分化与长距离扩散过程中的可能作用.

丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)与宿主植物所形成的互惠共生体系是生态系统中广泛分布的共生体系代表类型之一.AMF除能够促进宿主植物生长发育外,也可以对宿主植物的繁殖过程产生多方面影响.研究宿主植物在AMF共生状态下繁殖策略的变化规律,对于深入理解植物繁殖适合度的变化具有重要理论意义.该文综述了AMF对宿主植物繁殖影响的相关研究,包括AMF的侵染对宿主植物繁殖分配、花部特征、虫媒传粉和花期的影响.目前已有研究发现某些AMF能够促进宿主植物增加繁殖资源投入,提高花朵产生的数量或花冠直径,同时增加花粉数量和花蜜量来影响访花昆虫的行为,以及造成开花提前及花期延长,但其作用的具体机制尚不明确,且因宿主植物的差异,并未有完全统一的结论.然而,由于AMF与植物共生的普遍性,其在植物繁殖过程中发挥的重要作用不可忽略.今后除了在以上各方面开展更深入的研究外,还需在AMF对宿主植物繁殖性状的影响机制、AMF共生条件下植物有性繁殖过程中雌雄功能的资源分配,以及对无性繁殖和后代适应性的影响等方面进行更深入的研究.

被子植物的花回馈、雌雄蕊时空分离特征和花粉呈现式样等花部特征及传粉者效率会影响雄性适合度和有性繁殖过程.宁夏枸杞(Lycium barbarum)是中国宁夏、新疆、内蒙等干旱和半干旱地区分布的特有种.该研究对新疆喀什地区宁夏枸杞自然种群的花部综合征、花粉呈现式样、花回馈、传粉者行为与交配方式的关系进行观察及统计分析,以探讨其花粉逐步呈现的适应性及其在提高雌雄繁殖过程中的意义.结果表明:(1)宁夏枸杞的单花寿命为(4.07士0.15)d,而雄性持续时间(0.07士0.01 d)比雌性持续时间短(4士0.01 d);花寿命内雌蕊长度比雄蕊长,属柱头探出式异位类型;花粉呈现式样为不完全逐步呈现.(2)花寿命不同阶段花回馈间存在显著差异.(3)意大利蜜蜂(Apis mellifera)、熊蜂(Bombus sp.)、食蚜蝇(Syrphidae sp.)是宁夏枸杞在自然居群的主要访花者,其中熊蜂和食蚜蝇是主要传粉者,但传粉者效率低,属于高移出低沉积类型.(4)宁夏枸杞的花粉胚珠比(2 448.11±448.32)及授粉实验结果均表现出兼性异交特征;自发自交及人工自花授粉花的座果率及结籽率很低,属于自交不亲和类型;自然传粉花的座果率及结籽率比人工去雄异花低,存在其较高的花粉限制(40.71％).研究发现,宁夏枸杞花部综合征表现出雌雄异位和花粉不完全逐步呈现式样,这是避免雌雄功能及雄蕊各花药间的干扰、减少花粉同步移出及保障其雄性适合度的有效途径,但自然居群的传粉者种类限制、传粉效率低以及自交不亲性是导致宁夏枸杞花粉限制及降低雌性繁殖成功的主要原因.

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.

圆唇苣苔属(Gyrocheilos)是苦苣苔科的中国特有属,有 5 种,全部狭域分布在我国西南及广东的高海拔山区.圆唇苣苔属所有物种的花柱侧偏且花柱顶端呈 90°弯折,使得柱头位于花开口的中央位置.这种独特的侧偏弯折花柱结构,说明圆唇苣苔属可能有着特殊的演化历史和适应机制.为揭示这种特殊的花柱侧偏弯折现象的发生范围、发育过程及其传粉适应机制,该研究在圆唇苣苔(Gyrocheilos chorisepalus)、折毛圆唇苣苔(G.retrotrichus)和微毛圆唇苣苔(G.microtrichus)3 个物种中开展了花部综合征观察,并研究了广东大雾岭保护区内的折毛圆唇苣苔花发育过程、花部特征和繁育系统以及传粉过程.结果表明:(1)微毛圆唇苣苔只有花柱左偏弯折现象,而圆唇苣苔和折毛圆唇苣苔虽然大部分花是花柱左偏弯折,但在部分个体中出现了少量的花柱右偏弯折现象(占种群总花数的 2％～3％).(2)传粉观察发现,折毛圆唇苣苔在花蕾期即出现了花柱弯折现象,2 个可育雄蕊的花药合生、位于花冠筒喉部中央位置,与侧偏花柱不存在左右镜像对称关系.(3)折毛圆唇苣苔的花粉胚珠比(P/O)为 456.98±15.55,属于兼性异交繁育系统.折毛圆唇苣苔存在一定的传粉限制,自交授粉可以结实,但异交种子萌发率更高,可能存在近交衰退.(4)折毛圆唇苣苔的访花昆虫较少,访花频率较低,主要访花昆虫有隧蜂、熊蜂、食蚜蝇等;熊蜂体型较大,访花时降落在弯折花柱和花瓣下唇,胸部侧面及下部能有效接触到柱头.(5)反射率结果显示,折毛圆唇苣苔花瓣反射波长范围集中在紫光和蓝紫光区域,花冠的反射波长范围与蜂类视觉范围一致且花冠筒外侧和花瓣下唇的反射强度最大,更容易吸引蜂类落置在花冠宽大的下唇;圆唇苣苔属的花柱侧偏弯折现象可能来自近缘的长蒴苣苔属(Didymocarpus)的花柱下弯现象或镜像花(mirror-image flowers).综上认为,这种侧偏弯折的花柱,可能通过提供昆虫降落平台,使得柱头位于花开口中央和花瓣下唇的上方位置,提高了柱头接触访花昆虫的概率,是适应高海拔地区低频率访花者的一种机制.