为探究猕猴桃雌雄异株变异为雌雄同株的分子机制,本研究对满天红猕猴桃雌雄同株变异株的雌花与雄花进行了转录组测序、生物信息学分析及qRT-PCR验证.转录组差异表达基因鉴定结果表明,雌花和雄花间共有337个差异表达基因,雄花中有241个基因表达量上调,有96个基因表达量下调.差异表达基因的GO与KEGG富集结果表明,与雌花相比,雄花中上调的基因主要参与氨基糖和核苷酸糖的代谢以及次生代谢物合成等路径;下调的基因则主要富集在次生代谢物合成、类胡萝卜素合成等途径.通过功能注释分析出30个潜在的性别相关调控基因,其中5个在次生代谢产物合成路径中表达.选取7个差异表达基因进行qRT-PCR验证,其在雌花、雄花中的表达水平与转录组数据一致.本研究结果为猕猴桃雌雄同株材料的创制提供了一定的理论依据.

物种-资源利用网络可以呈现不同物种在资源利用上的竞争、共享以及分化,可为从资源利用角度解释群落的物种多样性提供新的视角.昆虫群落一方面由群落内种间对资源的利用方式决定,也受寄主植物生态特征的影响.通过寄主生态特征解释物种-资源利用网络指标将深入揭示昆虫群落的组织模式和多样性决定机制.本研究采集榕属(Ficus)18种榕树的榕小蜂群落,构建每种榕树上的榕小蜂-榕果资源利用网络,分析网络指标间的关系.我们重点关注了群落物种数(物种多样性)和群落稳健度指标与其他网络指标间的关系,并比较不同寄主特征(传粉模式、生活型、繁育系统)对榕小蜂物种数以及榕小蜂-榕果资源利用网络指标的影响.结果显示,18种榕树上共收集到隶属于5科28属173种榕小蜂.榕小蜂群落物种数与网络的连接度呈负相关,与分化度呈显著的正相关;网络稳健度与物种数无显著相关关系,但与连接度、加权嵌套性、互作Shannon多样性、分布重叠度呈显著正相关关系,而与互作专化度、分化度呈显著负相关.与雌雄异株榕树相比,雌雄同株榕树的榕小蜂资源利用的互作专化度高,种间分布重叠度小,分化度高(资源利用分化高),所以雌雄同株榕树比雌雄异株榕树上榕小蜂物种数多.本研究支持资源利用的特异性和分化促进了榕小蜂物种多样性,支持竞争导致的资源利用分化在促进近缘种多样化过程中发挥重要作用.群落对资源丢失的稳健度与群落的物种数无关,但是与物种的资源共享程度(由连接度、分布重叠度表示)正相关.此外,繁育系统间榕小蜂物种数的差异可能与雌雄异株榕树繁殖功能的分化和专化以及对非传粉榕小蜂产卵的防御能力有关.

探究多壁碳纳米管在水蕨配子体发育及孢子体产生中的作用,以期为濒危蕨类植物的保护和繁育奠定基础.以蕨类模式植物水蕨(Ceratopteris thalictroides)为供试材料,设置0(对照)、0.5、1.0、2.5、5.0 mg·L-1多壁碳纳米管5个处理组,采用光学显微镜观察不同质量浓度多壁碳纳米管对水蕨配子体发育及孢子体产生的影响.结果显示:与对照组相比,0.5～2.5 mg·L-1多壁碳纳米管处理可使水蕨孢子萌发提前约15 d,其中,0.5 mg·L-1多壁碳纳米管对水蕨孢子萌发的促进效果最好,0.5～1.5 mg·L-1多壁碳纳米管对丝状体和片状体产生的促进效果最好,2.5 mg·L-1多壁碳纳米管对原叶体和孢子体产生的促进效果最好.高质量浓度(5.0 mg·L-1)多壁碳纳米管处理会导致部分配子体出现畸形,精子器退化,细胞中叶绿体出现失绿现象,部分发育出的孢子体上的细胞也出现叶绿体失绿等衰退现象.此外,多壁碳纳米管的加入促进了水蕨雄配子体的产生.综上所述,0.5～2.5 mg·L-1多壁碳纳米管处理可以明显促进水蕨配子体发育和孢子体的产生,且精子器数量明显增多,有雌雄同株和雌雄异株配子体同时出现,高质量浓度多壁碳纳米管处理会使水蕨配子体发育出现"高浓度抑制"现象,在实际应用过程中应根据具体的需要选择相应的添加量.

在雌雄同株植物中,花性别被认为是两性资源分配对环境条件的响应,了解个体性别随时间的变化对探讨植物性系统的变异有重要意义.早春短命植物新疆郁金香(Tulipa sinkiangensis)多为两性花居群,前期调查显示一些居群由雄花和两性花构成.为了探讨新疆郁金香雄花的发生与变化,我们连续7年对一个居群的花性别及其变化动态进行了跟踪.结果显示:(1)该居群主要是由一朵花植株和两朵花植株构成,分别占居群植株总数的74.5％和23.0％.两种性别的花随机分布在不同类型的单株上,形成了以两性花植株为主,含有雄株、雄花与两性花同株(andromonoecy)的居群结构.(2)雄花相对较小,子房退化,无胚珠发育,在植株或居群中花期较晚出现.与相同大小的两性花相比,雄花在单花花粉量、花粉败育率、花粉粒大小及形态、雄性功能等方面没有差异.(3)7年间,雄花在居群中的比例经历了2011-2014年间的显著下降(23.4-3.1％)和2015-2017年间相对稳定的零星分布(1.5-1.0％)两个阶段.居群中一朵花植株数量和两朵花植株数量在年份间呈波动性变化.(4)雄花的出现可能是植株受自身资源状况及环境条件等因素的影响在花性别选择上作出的可塑性反应.

小桐子是重要的能源植物,由于它是雌雄同株植物,雌花少,雄花多,雌雄花比例低,因而导致其种子产量很低,严重制约了其产业化进程.因此,了解与小桐子雌花形成、雌雄花比例提高相关影响因素的研究进展,不但对种植者进行小桐子大田种植采取必要的栽培措施具有指导意义,而且也为下一步开展相关的研究工作指明了方向.为此,综述了与小桐子单性花性别分化相关影响因素的研究进展,并对该领域未来的研究重点作了展望.与小桐子雌花形成、雌雄花比例提高相关的影响因素既有内因,也有外因,内因有开花习性、植物激素、遗传基因和结果枝的年龄与大小;外因包括植物生长调节剂、立地环境、CO2浓度、光照、水份、土壤厚度、所施肥料等环境因素.其中,最重要的影响因素是植物激素和遗传基因,二者协同作用共同调控小桐子的性别分化.

对叶榕隐头花序及花被的观察是桑科植物花部形态解剖实验的难点.以新鲜的对叶榕隐头花序为材料解剖,发现对叶榕为雌雄异株,但也存在雌雄同株的现象,且雄花、瘿花和雌花均具花被,而非如《中国植物志》所述仅雄花具花被.据此对前人有关对叶榕的花的形态描述进行补充补缺,并以此为例培养学生的质疑精神及探究学习和自主学习能力.

啤酒花是桑科葎草属多年生草质蔓生藤本,雌雄同株,花单性,雌性球穗花序简称酒花.通过查阅近几年国内外有关文献,进行整理分析并归纳总结;考察啤酒花的现代研究进展,为今后该药材的进一步开发应用提供参考依据.对啤酒花药理作用进行简要概述,发现啤酒花具有较好的应用前景,值得进一步研究和开发.

热带山地雨林中植物不同性别系统的数量和空间分布特征如何?是否受自然环境条件影响?这些问题的回答有助于更深入理解群落物种多样性是如何形成的.本文以海南尖峰岭热带山地雨林60 ha大样地中胸径大于1 cm的木本植物为研究对象, 描述了样地内木本植物性别系统的数量特征, 分析了雌雄异株植物空间分布与地形因子的相关关系.结果表明:大样地内289种木本种子植物中有两性花植物176种, 单性花植物113种;在单性花植物中, 51种为雌雄同株, 62种为雌雄异株.单性花植物植株数占所有植株总数的36.2％;雌雄异株植物植株数占所有植株总数的21.5％, 占单性花植物植株数的59.5％.在20 m×20 m样方的空间尺度, 雌雄异株植物呈现聚集分布的物种共有31种.以20 m×20 m样方为分析单元, 雌雄异株植物种类的性别比例与海拔、凹凸度和坡度呈弱正相关;个体相对多度仅和海拔呈弱正相关, 与坡度和凹凸度无相关;而3个性别系统多样性指数与海拔、凹凸度和坡度均无显著关联.可见雌雄异株植物在海南热带山地雨林中占据了较大的比例, 但大部分种类种群较小, 其数量分布特征与地形因素紧密相关, 雌雄异株植物的存在对群落物种多样性的形成有较大贡献.

我国有记录的苋属植物20余种,主要为外来杂草.苋属植物形态相近,常被误鉴.作者从送检的误鉴的标本中发现2个新外来种,根据拉丁文名种加词释义,分别命名为鲍氏苋(Amaranthus powellii S.Wat-son)和布氏苋(A.bouchonii Thell.).鲍氏苋和布氏苋形态相近,分别产自美国西南部和欧洲,雌雄同株,具3～5雌花花被片,花被片不等长,等于或短于胞果,胞果开裂或不开裂.鲍氏苋和布氏苋可通过花被片数目和形态、胞果是否开裂、苞片大小相区分.该文还提供了鲍氏苋和布氏苋的中文形态描述及彩色图片,并对其分布、生境和危害状况进行了报道.

土壤镉(Cd)污染和酸沉降(AR)是当今全球性的环境问题,而雌雄异株植物对逆境胁迫的差异性性别响应也是植物逆境生理生态研究的重要内容.为探讨桑树雌株、雄株和雌雄同株幼苗对土壤Cd污染和酸沉降的性别响应差异,以盆栽模拟法研究Cd (50 mg/kg)、AR (pH 3.0)及两者复合处理对不同性别桑树幼苗生物量积累与分配、光合荧光特性的影响.结果表明:(1)Cd处理显著降低了3种性别桑树幼苗的总生物量积累和光合速率,且存在性别差异,与对照相比,雄株总生物量仅下降了23.54％,而雌株和雌雄同株下降幅度分别为对照的29.43％和36.38％;雄株光合速率下降程度也低于雌株和雌雄同株.(2) Cd处理改变了桑树的生物量分配,雌株以减少茎生物量为主,与对照相比,雌株茎生物量降低了37.45％,但根、叶生物量仅降低了7.72％和9.71％;而雄株和雌雄同株以减少根、茎生物量为主,叶生物量仅降低了9.17％和5.28％.(3)3种性别桑树幼苗光合速率的下降是气孔导度和PSⅡ实际光量子产量下降导致的,与对照相比,Cd处理与复合处理下,雌株气孔导度降低了47.39％和57.82％,PSⅡ实际光量子产量降低了21.59％和18.49％;雌雄同株气孔导度下降了46.57％和58.88％;PSⅡ实际光量子产量降低了26.63％和19.81％;而雄株气孔导度和PSⅡ实际光量子产量下降程度均低于雌株和雌雄同株.(4)AR的加入导致了Cd胁迫下,雌株和雌雄同株叶生物量积累和光合速率的进一步下降,但是对雄株影响不大.由此可见,Cd通过降低光合能力抑制了3种性别桑树幼苗的生物量积累,对雄株的影响小于雌株和雌雄同株,而光合能力的下降是由气孔和非气孔因素共同作用引起的.