两种同域分布马先蒿植物花特征的表型选择研究

马先蒿属植物花形态的多样化与传粉者的选择密切相关,而同域分布、花期重叠且共享传粉者的亲缘种是如何维持种间差异的,目前还不清楚。研究以青藏高原东缘高寒草地的甘肃马先蒿和半扭卷马先蒿为试验材料,连续两年测定与传粉相关的花特征,通过雌性适合度(种子产量)估计两种马先蒿不同花特征所受的表型选择大小及差异。结果发现:1)两种马先蒿各自的花特征之间均表现出极显著的相关性。甘肃马先蒿的蜜腺深度、花大小及花柱长度之间是显著的正相关,年际间保持一致,而这些花特征与花序数及株高的相关性较低,尤其蜜腺深度与花序数和株高均没有表现出显著的相关性。半扭卷马先蒿的喙长、花柱长度、花大小表现出显著的正相关,但是喙长与其他花特征的相关性在年际间有显著变化。2)两种马先蒿的花序数和株高受到显著的表型选择。除以上特征外,甘肃马先蒿的花大小、花柱长度及蜜腺深度受到显著选择,而半扭卷马先蒿中较少发现对花大小及花柱长度的选择作用,尤其花冠喙长没有受到选择作用。以上结果表明,甘肃马先蒿的蜜腺深度、花大小及花柱长度的发育及功能可能是高度整合的。半扭卷马先蒿中,花柱长度与花大小同样也可能在发育及功能上具有高度整合特性。增加开花数目、延长花期以及增加植株高度,是马先蒿属植物提高雌性适合度(种子产量)的主要手段。甘肃马先蒿种群中,花冠较大、花柱更长、蜜腺更深的个体有更高的雌性适合度,即能够生产更多的种子。半扭卷马先蒿喙长的变化不影响雌性适合度(种子产量),可能与传粉者介导的花粉扩散,即雄性适合度有关。     

甘南地区歪头菜的选择性败育及结实格局

歪头菜是甘南地区极具利用价值的饲用植物,可为家畜提供丰富的蛋白质,因此加强种子生产是歪头菜在该地区种植推广的基础。本实验着眼于歪头菜生殖过程中的选择性败育,研究了歪头菜花期不同阶段和花序不同位置果实和种子的结实格局,得出以下结果:1)2龄植株盛花期花序上结荚率最高(41.6%),5龄植株初花期花序上结荚率最高(28.8%),两者均为末花期花序上结荚率最低,且所结荚果内种子数为0。2)2龄和5龄植株均为花序中部结荚率最高,分别为43.9%和41.6%,但上、中、下部位荚果内的种子数无显著(P>0.05)差异。3)荚果内靠近柱头端和靠近小花柄端的胚珠败育的可能性更大,荚果中部(从柱头端算起第2,3,4,5位置)的胚珠形成种子时更易出现交替败育的趋势。4)每序结荚数随着每序单花数的增加呈现先增加后减少的趋势,当每序单花数为20朵时,每序结荚数达到最大8个。由上述结果推测,选择性败育引起的歪头菜果实和种子的结实分配格局可能是资源限制的原因,也可能是植物对特殊生境的一种繁殖策略,然而这一结果影响了歪头菜的实际种子产量。     

火烧对结缕草种群有性生殖的影响

研究火烧和未烧样地结缕草(Zoysia japonica)种群的有性生殖数量特征。结果表明:火烧极显著地增加了生殖枝密度,极显著地降低了花序种子数,但对千粒重没有显著影响,种子产量是未烧的1.85倍;火烧并未影响种子质量(千粒重)而是增加了种子数量(粒数)并提高其生育力;火烧未改变有性生殖数量性状(花序种子数,花序长,生殖生长比率,花序种子重和生殖分配)与生殖枝高度间的定量关系。     

水分对白三叶种子产量及产量构成要素的影响

研究水分对白三叶(Trifolium repens L)种子产量及产量构成要素的影响。结果表明:处理间花序小花数和花序荚果数差异不显著;对照与其他处理间单位面积花序数差异显著(P<0.05);对照和轻度水分胁迫区单位面积结荚花序数较多;对照小花胚珠数、荚果种子数和千粒重最小,与其他处理间差异显著(P<0.05);对照潜在种子产量和表现种子产量最高,轻度水分胁迫区实际种子产量最高,达44.97g/m²,收获系数8.7%;产量构成要素中花序数及花序小花数与种子产量间相关显著(P<0.05);无水分胁迫区主要影响因子是花序小花数及千粒重;轻度水分和重度水分胁迫区及对照区主要影响因子是花序数及花序小花数,中度水分胁迫区则是荚果种子数;种子成熟过程中胁迫越大含水量越低;水分对白三叶种子发芽率无影响,各处理硬实率偏高,均达80%以上,但差异不显著。     

白三叶种子产量及产量构成要素的研究

以拉迪诺、爱丽丝、胡依阿、考拉、瑞文德、百霸、海法、那诺克、白兰莎及贵州白三叶共10个白三叶品种为材料,研究了10个白三叶品种的种子产量及产量构成要素.结果表明:各品种间小花胚珠数差异不显著(P>0.05);百霸单位面积花序数最多,达1 825.00个/平方米;拉迪诺花序小花数和荚果数最多,与其他品种间差异显著(P<0.05);贵州白三叶英果种子数最多,与其他品种间差异显著(P<0.05);百霸千粒重显著高于其他品种(P<05);百霸种子产量显著高于同时期其他品种(P<0.05),实际种子产量高达74.50g/m2;品种间收获系数差异不显著.产量构成要素与拉迪诺、爱丽丝、瑞文德和贵州白三叶种子产量间相关不显著;胡依阿种子产量影响因子是花序小花数(P≤0.01);考拉种子产量主要影响因子是花序小花数和单粒种子重(P≤0.01);所有产量要素均与百霸种子产量呈显著正相关(P≤0.05);海法种子产量主要影响因子是单位面积花序数和荚果种子数(P≤0.01)以及花序小花数(P≤0.05).     

锦鸡儿荚果结籽特性的初步研究

种子植物的选择性败育系指植株在花粉源、传粉次序、果实在植株上的位置和发育果实中的胚珠数目等因素或者这些因素综合作用的基础上对发育中的幼果或种子选择性败育的现象。今通过自然观测及人工处理等方法对锦鸡儿（Coragoaa）进行自然状态下结籽格局的测定分析,并通过人工疏花、疏果等手段对其结籽格局的影响因素进行研究。结果显示：锦鸡儿种子形成具有明显的选择性败育现象,人工控制试验对种子的形成有显著影响。     

高寒区披碱草属种质资源花序分支与种子产量的关系分析

披碱草属牧草生态适应性强,是青藏高原地区草地质量改善的主要种质资源。为探究披碱草属花序分支与未分支花序的种子产量差异及花序分支性状与种子产量的关系,本研究以来自青藏高原不同地区的75份披碱草属种质资源为试验材料,分析比较了发生分支和未发生分支的花序种子产量,同时对花序分支性状与种子产量进行相关性分析、主成分分析和通径分析。结果发现：花序分支种子产量均显著高于花序未发生分支的种子产量(P<0.05);分支穗种子重、总花序重、分支穗种子数、小穗数与种子产量关系密切,相关系数分别为：0.94,0.99,0.71和0.86。试验结果表明,在生产中可通过增加总花序重、分支穗种子数、主轴种子数来增加分支穗种子重,进而显著提高种子产量。披碱草属花序分支性状对种子产量影响较大,可为披碱草属牧草种质资源筛选利用和小麦族的育种提供帮助。     

黄花草木樨选择性种子败育及其影响因素

黄花草木樨是一种广泛分布的豆科牧草,具6～7枚胚珠,但大多数荚果只形成1枚种子.对其种子形成过程、受精前后胚珠发育状况及相关因素进行分析,探究其种子败育原因及影响因素.结果显示:黄花草木樨种子发育从基部开始,从基部向上数3号位置以后的胚珠大量败育,最终1号位置80％ 的胚珠可形成种子;受精前,胚珠发育无明显的位置效应,...     

无核沃柑无核成因研究

为探明无核沃柑的无核成因,以沃柑和无核沃柑为试验材料,对其花药发育、自交异交亲和性和种子发育进行了观察研究。结果表明：沃柑和无核沃柑花药发育均不良,表现为花粉囊狭小甚至缺失,产生的花粉粒少,同属于败育型花药。沃柑和无核沃柑异花授粉后,花粉管均能正常生长进入子房室,但产生的种子数差异大;不同授粉组合,沃柑平均每果种子数为10-18.5粒,无核沃柑平均每果种子数为0-1.5粒。沃柑和无核沃柑种子发育动态也不同,沃柑异花授粉后4周胚珠出现明显的大小分化,授粉后12-16周合子胚从球形、心形快速发育成子叶胚,授粉后20周部分子叶胚已占满整个胚囊;无核沃柑异花授粉后2周胚珠已停止发育,部分珠心细胞解体,授粉后10周胚珠组织细胞明显解体萎蔫,授粉后12周完全萎蔫皱缩,形成0.5 mm左右的微小瘪子。研究结果表明,雌性不育、受精受阻或胚早期败育可能是无核沃柑的无核成因。     

不同磷、钾肥配比对紫花苜蓿种子产量的影响

为了研究磷、钾肥不同配比对紫花苜蓿种子产量及其构成因素的影响,试验对紫花苜蓿草地进行了不同的施肥处理,测定了种子产量、千粒重、小花数、结荚花序数、花序数、荚果数、种子数、生殖枝数、千粒重等产量构成因素,并对各处理的种子产量与其构成因素进行了方差分析。结果表明:磷酸二铵150 kg/hm2、硫酸钾150 kg/hm2处理的紫花苜蓿种子产量最高;不同施肥处理对小花数、结荚花序数、花序数、荚果数、种子数、生殖枝数均有一定影响;种子产量与生殖枝数呈显著正相关(P<0.05),而在各产量因子之间生殖枝数与结荚花序数、花序数呈显著负相关(P<0.05),花序数和结荚花序数呈显著正相关(P<0.05)。种子产量与结荚花序数和花序数呈显著正相关关系(R=0.93,R=0.91,P<0.05)。     

紫花地丁花形态的季节转化对繁育系统及结实的影响

紫花地丁是一种观赏性状优良的园林草本种质资源。本研究以紫花地丁为研究对象，观测并分析不同花形态对花期物候、花部特征和繁育系统的影响。结果表明：1）紫花地丁具有两种不同形态的花，春季花为开放花，有彩色花冠且花瓣5枚，花萼5枚；花期在4月中到下旬，花期较短，表现为集中开花模式。生于夏秋季的花无花瓣，花萼包裹雌雄蕊，为闭锁花；花期在5月初到9月初，表现为持续开花模式。2）开放花每单花平均有花粉粒7053个，P/O值为173.32~204.49。闭锁花每单花平均花粉粒179.2个，P/O值为4.46~5.95。结合杂交指数表明开放花的繁育系统为异交，部分亲和，需传粉者，而闭锁花为严格的闭花受精。3）开放花花柱具膝曲结构，下方2枚雄蕊背基部有明显的蜜腺体并伸入花瓣形成的距。蜂类传粉者通过碰撞花柱挤压柱头，推动雄蕊距状下臂做杠杆运动进行传粉，从而促进药隔附属物裂开。闭锁花属于严格的闭花受精，不需要传粉媒介。4）闭锁花的单株结实率及结籽率显著高于开放花。     

水分胁迫下雌雄异株植物葎草繁殖策略的可塑性调节

研究雌雄异株草本植物应对环境胁迫的繁殖策略及生殖分配可塑性,对发展雌雄异株植物的生活史进化理论和该类植物资源保护利用具有重要意义。实验以葎草为材料,通过设置轻度(LS)、中度(MS)、重度(RS)水分胁迫梯度,研究雌、雄单株的花芽分化、生物量分配、花穗性状、花药(或子房)数、花粉数及活力等与生殖生长相关的可塑性。结果表明:1)葎草通过提前花芽分化应对水分胁迫,雄株先于雌株进入生殖生长(P＜0.01)。2)雄株增加生殖分配应对LS胁迫,雌株减少花穗生物量应对水分胁迫;在RS胁迫时雄株的生殖分配为雌株的近3倍。3)葎草通过减少花穗数应对胁迫,雄株显著增加单个花穗的小花数来应对轻中度缺水(P＜0.05),雌株则减少开花频次降低水分胁迫下生殖能量消耗。4)轻中度水分胁迫对雌株子房宽度无显著影响;中重度胁迫虽使雄株显著缩短了花药长度、减少了单个花药的花粉数(P＜0.05),但花粉大小、花粉活性受影响较小。5)雄株花穗的POD和SOD活性显著高于雌株,雄株对水分胁迫更加敏感。在水分胁迫下,葎草在生存和防御功能稳定的基础上,可以通过协调分配有限资源,实现有性繁殖来完成草本植物较为短暂的生活史。     

醉马草内生真菌对其伴生种硬质早熟禾和针茅生长的影响

本研究以我国西北部的天然草原广泛分布的烈性毒草醉马草和其主要伴生种针茅、硬质早熟禾为供试材料,研究内生真菌侵染的禾草与其他禾草的竞争作用。结果表明,带菌(E+)醉马草抑制了针茅、硬质早熟禾种子的萌发和幼苗的生长,发芽率分别下降了17.1%和13.6%,胚芽长分别降低了23.2%和16.3%;带菌(E+)醉马草对针茅、硬质早熟禾的株高均有显著的抑制作用(P<0.05),从发芽后第1周便显著抑制了2种供试禾草的生长;在与醉马草混种时,带菌(E+)醉马草对针茅和硬质早熟禾的分蘖数以及单株生物量均有显著的抑制作用(P<0.05)。不带菌(E-)醉马草对2种供试禾草以上的各项指标均没有产生显著的影响(P>0.05),且针茅、硬质早熟禾对醉马草没有显著影响(P>0.05)。综上所述,带菌(E+)醉马草对针茅和硬质早熟禾有强烈持续的竞争抑制作用,而不带菌(E-)醉马草则对2种禾草没有显著的影响。     

紫花苜蓿配子体发育遗传调控的研究进展

紫花苜蓿种子的实际产量远低于潜在产量,胚珠败育是导致这一现象的主要因素,而胚珠败育从本质上讲就是雌、雄配子体发育不正常。所以,紫花苜蓿的配子体发育与其产量具有极为重要的关系。紫花苜蓿的雄蕊和心皮分别属于第三、四轮花器官。这2个组织生成的雄、雌配子体是紫花苜蓿完成有性生殖所必需的。本研究在总结拟南芥、水稻和玉米等模式植物配子体遗传调控的基础上,紧密结合豆科模式植物蒺藜苜蓿等配子体的发育,从遗传学、分子生物学和细胞学等角度详细地总结了紫花苜蓿有性生殖中雌配子体、雄配子体发生和发育的研究进展。     

秋水仙素诱导获得自交结实的海滨雀稗体细胞突变体

以海滨雀稗Adalayd幼穗离体诱导获得的胚性愈伤组织为材料,在愈伤组织继代培养基中添加500~2000 mg/L秋水仙素,诱变处理24,48和72 h后,离体筛选得到浅黄色颗粒状愈伤组织在分化培养基上再生出植株,再生植株结实性调查结果显示,获得的1960株不同秋水仙素处理的再生植株和688株原始对照组织培养再生植株中,经1000 mg/L秋水仙素诱变处理24 h获得的2个单株上分别收获了4和3粒种子,500 mg/L秋水仙素诱变处理24 h获得的1个单株上收获到1粒种子;3个单株上收获的M₁种子各取1粒播种于盆体,均可发芽成坪,分别记为SP2008-1、SP2008-2 和SP2008-3,M₁种子苗上分别收获到了自交结实的M₂代种子253,38和45粒,种子千粒重分别为0.471,0.440和0.496 g。染色体计数结果表明,SP2008-1和SP2008-2染色体数2n=20,与原始对照Adalayd染色体数目相同,为二倍体;SP2008-3的染色体数为20和40条的分别占86.7%和13.3%,是二倍体和四倍体的嵌合体。RAPD检测结果表明,SP2008-1、SP2008-2和SP2008-3在分子水平上均与对照Adalayd存在差异,为自交结实型海滨雀稗体细胞突变体。     

留种苜蓿单株粒重与相关性状的通径分析

不同生长年限留种苜蓿的单株粒重与相关性状的通径分析结果表明：当年生单株枝条数对单株粒重的作用表现为间接的正效应，二者呈正相关（ｒ＝０．５９），而三年生的单株枝条数对单株粒重则表现为间接的负效尖，二者呈负相关（ｒ＝－０．６３），其原因是单株枝条数的逐年增加恶化了生殖生长的环境和营养条件。有效花序数、单株干重、干粒重、且等性状在不同生长年份均与单株粒重呈正相关，且对单株粒重的作用主要表现为间接正效应。     

北京地区野生禾本科观赏草资源调查及繁殖特性研究

调查了北京地区野生禾本科观赏草资源的种类、分布和观赏特性,提出了它们在园林景观中的应用范围;在培养箱条件下研究了温度对2种具有较大观赏潜力的草种——狼尾草(Pennisetum alopecuroides(L.)Spreng.)和大油芒(Spodiopogon sibiricus Trin.)种子发芽的影响;在田间条件下研究冬前和春季分根种植对二者成活率的影响;并在盆栽条件下研究育苗基质对狼尾草和野古草(Arundinella anomalaStend)幼苗生长的影响。结果表明:北京地区适宜做观赏草的野生草种有13种,分属9个属,其中仅求米草(Oplismenus undulatifolius(Arduino)Beauv.)为一年生,其余均为多年生;20℃(白天)/15℃(夜晚)最适宜狼尾草和大油芒种子发芽,发芽率在90%以上;狼尾草和大油芒春季分根成活率达100%,冬前分根移栽覆土条件下,前者成活率可达90%以上,且地栽植株的株高、分蘖和花序数明显高于盆栽条件;育苗基质对幼苗生长具有显著影响,纯壤土基质中,植株低矮,地上和地下生物量低;添加草炭可明显提高幼苗的株高、地上和地下生物量,壤土:草炭(1:1)是狼尾草和野古草育苗经济有效的基质。     

菊苣种子产量构成因子与产量的关联性分析

采用正交施肥试验设计与大样本取样,于2007年对菊苣(Cichorium intybus L.)种子产量及其构成因子进行研究,并通过相关分析、通径分析及回归分析,明确影响种子产量的主要因子和提高种子产量的主要因子,以期了解并掌握相应的关键技术。结果表明:菊苣的花序数、生殖枝数和种子产量主要受水肥条件控制;每株生殖枝数、每株花序数和千粒重是影响菊苣种子产量的主要因素,其回归模型为Y=-13.8887+1.73862X_{2+0.00241X3+21.7579X6;提高每株生殖枝数和每株花序数是菊苣种子高产的关键技术措施。}     

Defoliation Timing Effects on Spotted Knapweed Seed Production and Viability

Spotted knapweed (Centaurea stoebe L.), a perennial invasive forb that reproduces largely by seed, often forms new flowers after prescribed sheep grazing or mowing is applied during the bolting or flowering stage. It is unknown if these new flowers produce viable seeds by the end of the growing season. The purpose of this 2-yr study was to determine the appropriate timing (or timings) or combination (or combinations) of timings of defoliation on spotted knapweed to reduce its viable seed production. Spotted knapweed plants on foothill rangeland in west-central Montana were hand-clipped at seven different timings and frequencies of defoliation: June (bolting stage); July (late-bud–early flowering stage); August (full-flowering stage); June + July; June + August; July + August; or June + July + August. Unclipped plants were controls. Plants clipped in the bolting stage were defoliated at 35–40% relative utilization. Plants clipped at all other timings had 100% of their buds and flowers removed, plus 3 cm of each bud or flower stem. Plant response was evaluated from mid-August through September, whenever the seed heads of each treatment’s plants reached maturity but while their seed-head bracts remained tightly closed. Clipping at any timing or combination of timings reduced the number of buds and flower heads per plant (P < 0.01), number of seeds per plant (P < 0.01), percentage of viability of seeds (P < 0.01), and number of viable seeds per plant (P < 0.01) compared with no clipping. Clipping during the bolting stage reduced the number of viable seeds by nearly 90% compared with no clipping. Clipping during the late-bud–early-flower or full-flower stage reduced the number of viable seeds by nearly 100% compared with no clipping. Spotted knapweed defoliation via prescribed sheep grazing or mowing in summer should suppress viable seed production of spotted knapweed.     

毛地黄鼠尾草在不同授粉条件下的繁殖成功与花性状选择

开花植物的繁殖成功在自然种群普遍受到花粉限制的影响。选择理论认为，当植物种群内不同个体的花粉限制程度存在差异时，将发生传粉者介导的自然选择。通过比较毛地黄鼠尾草在不同授粉条件下的繁殖成功和花性状选择，探究了该植物花表型的适应性及其选择机理。结果表明：1）在自然授粉条件下，该植物的繁殖效率（即坐果率和结籽率）与个体的花柱头高度存在显著的负相关关系（P<0.05），而在人工补充授粉条件下，其繁殖效率与个体的花数量之间存在显著的负相关关系，同时个体的结籽率与柱头探出花冠长度也存在显著的负相关性（P=0.031）。2）在自然授粉条件下，该植物因花粉限制导致的结籽率折损与个体的花数量和柱头探出花冠长度皆存在显著的负相关关系（P=0.006，0.041）。3）在两种授粉条件下，花产量性状均受到显著的定向选择作用，且在人工补充授粉条件下的选择强度显著低于自然授粉状态。花柱头高度仅在自然授粉条件下检测到显著的定向选择，相反，柱头探出花冠长度仅在人工补充授粉条件下检测到显著的定向选择；另外，花冠口大小与柱头探出花冠长度的组合性状受到了显著的相关选择。研究表明，毛地黄鼠尾草的花性状明显受到传粉者介导选择；其中，花部结构性状为提高传粉效率表现出明显的功能整合趋向。