笔管榕榕小蜂的群落结构与物种多样性

笔管榕为桑科榕属落叶乔木,雌雄同株,为福建地区的常见树种。笔管榕榕果内生活着多种榕小蜂,它们与笔管榕共同构成了榕树-榕小蜂共生体系。通过全年(2011年7月至2012年7月间)对福州地区不同样地的30株笔管榕进行的定时、定点、定株观察与采集,在15批次830个榕果中,共收集到50817头榕小蜂。笔管榕榕果内有7种小蜂,隶属于小蜂总科中的6个科(亚科)7个属,其中榕小蜂科的Platyscapa ishiiana为传粉小蜂,其余6种为非传粉小蜂,分别属于金小蜂科、广肩小蜂科、姬小蜂科及隐针榕小蜂亚科。非传粉小蜂中的Philotrypesis sp.、Acophila mikii、Otitesella ako、Sycophila sp.和Sycobiomorpha sp.小蜂几乎在全年的每个月都可采集到,属常见种。Aprostocetus sp.全年仅收集到2头,为偶见种。笔管榕榕果内的榕小蜂种类在不同月份、不同季节没有明显变化,但不同种类榕小蜂的数量变化明显。在笔管榕榕小蜂群落结构中,全年有9个月均是传粉小蜂占优势,但在1月、9月和11月的采集批次中,非传粉小蜂占优势。非传粉小蜂(Acophila mikii、Sycophila sp.、Philotrypesis sp.和Otitesella ako)常呈爆发性发生,每批次中往往是1-2种的非传粉小蜂数量较多,但不同批次,数量较多的非传粉小蜂种类往往不同,因此在小蜂群落结构中未见某种非传粉小蜂占明显优势。福州地区笔管榕榕果内小蜂群落的的多样性指数为0.72,均匀度指数为0.37,丰富度指数为0.55,优势集中性指数为0.68。分析了6种小蜂的性比,结果表明:传粉小蜂的性比极度偏雌,非传粉小蜂虽然也偏性,但均高于传粉小蜂,推测榕小蜂性比与雄蜂的翅型和交配场所有关。非传粉小蜂的数量和传粉小蜂总数、雌蜂数和雄蜂数均呈极显著负相关,和性比呈极显著正相关关系,说明非传粉小蜂对传粉小蜂的雌、雄蜂都有负面影响,且传粉小蜂雌蜂减少的幅度大于传粉小蜂雄蜂,从而导致其性比升高。非传粉小蜂中Acophila mikii、Sycobiomorpha sp.、Otitesella ako Ishii为造瘿类群,Philotrypesis sp.、Sycophila sp.属于寄居者或寄生者类群,非传粉小蜂中的寄生或寄居类群与造瘿类群相比,对传粉小蜂的负面影响更大。研究结果为榕-蜂协同进化研究,以及城市绿化和生物多样性保护提供科学依据。     

榕小蜂传粉行为对榕树种子繁殖的影响*

 在西双版纳热带雨林中,对叶榕Ficus hispida的传粉榕小蜂Ceratosolen solmsi marchali不同运载花粉过程对寄主榕果和自身后代的繁殖都有影响。对叶榕传粉榕小蜂主动地为对叶榕传粉,在雌株上的榕果内,雌花受精发育成种子,没有榕小蜂寄生繁衍;在雄株上的榕果里则只榕小蜂而没有种子。从雄花期榕果内出来的传粉榕小蜂雌蜂,飞到其它雌树上寻找雌花期的榕果传粉,一只雌蜂在一个榕果传粉产生种子（810.38±235.13）粒,平均种子形成率是0.41％。通过控制实验阻断繁殖雌蜂的飞行过程,一只雌蜂在一个榕果传粉产生种子（1 124.05 ±281.41）粒,平均种子形成率是0.56％。飞行运载花粉的代价为直接减少了传粉榕小蜂给榕果传粉产生种子的数量。通过控制实验阻断繁殖雌蜂的飞行过程,并且不让雌蜂携带花粉,榕果在8～12 d全部掉落,产生的种子数是0个,种子形成率0。用在雄株周围飞翔的小蜂进行放蜂,一只雌蜂在一个榕果传粉产生种子（1 012.20 ±271.97）粒,平均种子形成率为0.50%。     

对叶榕及其传粉榕小蜂的繁殖特点研究*

 2004年在西双版纳热带地区，统计了对叶榕隐头果接受的传粉榕小蜂数量，以及所生产的种子和传粉小蜂繁殖后代数量。结果表明：对叶榕具有执行不同繁殖功能的雌果和雄果，在性别间和性别内单果接受的传粉小蜂数量都不一样，进入榕果内传粉和产卵的榕小蜂中，仅有34.71%传粉榕小蜂进入到雄果果腔内产卵繁殖；有52.06%的传粉榕小蜂进入雌果果腔内传粉，其他榕小蜂被夹死在苞片通道里。果腔内小蜂数量分布格局雌果是2.72只/果，雄果是2.08只/果。 雌果单果平均生产的种子数量1891.63粒/果，雄果内平均繁育榕小蜂的数量630.21只/果。     

高榕榕果内Eupristina属两种榕小蜂的遗传进化关系

对生长在福州地区的高榕进行长期追踪观察,发现高榕榕果内仅生活着Eupristina altissima和Eupristina sp.榕小蜂,前者为高榕的传粉小蜂,后者无传粉行为,两者雌蜂之间在体色、触角、花粉袋和花粉刷等部位存在细微的差异,而两者雄蜂之间无形态差异。通过克隆福建地区5个样地的高榕榕果内收集到的E. altissima和Eupristina sp.榕小蜂,以及细叶榕的传粉小蜂Eupristina verticillata(外群)的Cytb及COI基因,并进行碱基组成及遗传距离分析,用邻接法构建系统发育树,分析两榕小蜂群体之间的遗传进化关系,结果显示:(1)榕小蜂COI及Cytb序列碱基组成中A+T的含量(Cytb序列中A+T=75.3%,COI序列中A+T=75.5%)显著高于G+C,符合膜翅目昆虫线粒体基因碱基组成特征。(2)对两群体小蜂进行遗传距离分析显示,Cytb序列中E. altissima和Eupristina sp. 群体内各样本之间的平均遗传距离分别为0.0092和0.0030,而E. altissima与Eupristina sp. 群体间的平均距离为0.1588;COI序列中E. altissima 与Eupristina sp. 群体内各样本之间的平均遗传距离分别为0.0065和0.0205,而二者群体间的平均遗传距离为0.1043,表明两者群体间的遗传距离明显大于各自群体内各样本间的遗传距离。统计GenBank中下载的6个属34种榕小蜂Cytb序列的种间遗传距离为0.0811-0.1723,6个属28种榕小蜂COI序列的种间遗传距离为0.0939-0.1986。由此认为E. altissima和Eupristina sp.之间的遗传距离差异已经达到了种间水平,即E. altissima与Eupristina sp.为两个不同的种。(3)在形态上,两种小蜂的雌蜂之间有微小差异,而二者雄蜂之间无差异,但Cytb与COI序列分析结果一致表明:E. altissima与Eupristina sp.雄蜂之间,以及二者雌蜂之间的遗传距离均差异显著,表明形态变异滞后于基因变异。雌蜂在表型上进化快于雄蜂,可能是由于雌蜂羽化后从榕果出飞,受到外界环境因素的影响较大,且两种雌蜂在传粉功能上存在差异,故二者之间的形态差异较大,而雄蜂寿命短,又终生生活在黑暗封闭、环境变化相对恒定的榕果内,两种雄蜂在行为上不存在差异,故二者表型变异较为缓慢。E. altissima和Eupristina sp.小蜂对宿主的专一性不强,在榕-蜂协同进化过程中,可能发生过宿主转移事件。     

基于28S, COI和Cytb基因序列的薜荔和爱玉子传粉小蜂分子遗传关系研究

薜荔和爱玉子均属于桑科榕属植物,二者为同一物种的原变种与变种的关系,早期研究认为这两种榕树与同一种传粉榕小蜂(Wiebesia pumilae (Hill))建立了稳定的互利共生关系,但近期在形态学、生态学、传粉生物学等方面对二者的研究结果表明,薜荔传粉小蜂和爱玉子传粉小蜂之间可能发生了遗传分化。实验用核糖体28SrDNAD1-D3区、线粒体Cytb及COI基因部分序列,对采自福建3个不同样地的薜荔传粉小蜂和3个不同品系的栽培爱玉子的传粉小蜂进行分析,结果表明:(1)薜荔传粉小蜂和爱玉子传粉小蜂的核糖体28S序列的碱基组成中A,T,G,C 4种含量较平均,C+G的平均含量(56%)稍高于A+T的含量(44%)。线粒体Cytb序列中A+T的含量(76.1%)明显高于C+G的含量(23.9%),COI序列中A+T的含量(71.9%)也明显高于G+C的含量(28.1%),这是膜翅目昆虫线粒体基因的普遍特征。在薜荔和爱玉子传粉小蜂的线粒体Cytb及COI基因中,密码子第三位点A+T的含量最高。(2)比较薜荔和爱玉子传粉小蜂的3种分子标记的变异范围显示,28S进化速度较Cytb及COI序列慢,比较保守,更适合科、亚科等较高分类单元的研究。薜荔传粉小蜂与爱玉子传粉小蜂之间的亲缘关系较近,采用Cytb与COI序列进行分析更为精确。(3)用Cytb及COI序列对薜荔传粉小蜂与爱玉子传粉小蜂之间的遗传距离进行分析显示,薜荔传粉榕小蜂个体间Cytb序列平均遗传距离为0.0054,爱玉子传粉小蜂个体间的Cytb遗传距离为0.0164;薜荔传粉小蜂与爱玉子传粉小蜂群体之间的Cytb序列平均遗传距离为0.1385;COI序列的薜荔传粉榕小蜂个体间遗传距离为0.0048,爱玉子传粉小蜂各样本间平均遗传距离为0.0102;薜荔传粉小蜂与爱玉子传粉小蜂群体间COI序列平均遗传距离为0.1896,两群体间的遗传距离(差异大于10%以上)明显大于群体内各样本之间的遗传距离,表明薜荔传粉小蜂与爱玉子传粉小蜂之间已经发生了很大的遗传分化,其变异水平达到了种间分化水平,即薜荔传粉小蜂与爱玉子传粉小蜂为两个不同的种。     

聚果榕非传粉小蜂产卵行为及其食性研究*

 对聚果榕五种非传粉小蜂的产卵行为进行了详细的观察,并对金小蜂Apocrypta westwoodi和长尾小蜂Platyneura agarensis的食性进行了深入研究。聚果榕上的5种非传粉小蜂的产卵顺序依次为,P.testeace,Apocrypta sp.,P.mayri,A.westwoodi,P.agraensis。在榕果的生长发育期内适合P.testeace,P.mayri 和P.agraensis产卵的时间分别约为 6 d,11 d,22 d。Apocrypta sp.和A.westwoodi分别紧随其寄主P.testeace和P.mayri产卵,适合这两种小蜂产卵的时间依次约为 6 d,33 d 。Platyneura属的3种长尾小蜂的产卵姿势比较相似,Apocrypta属的2种金小蜂产卵姿势也是相似的。金小蜂A.westwoodi仅寄生于长尾小蜂P.mayri,并不寄生于传粉榕小蜂Ceratosolen fusciceps。长尾小蜂P.agraensis是传粉榕小蜂的寄生者,并非植食性造瘿者。     

榕与榕小蜂协同进化研究获进展

榕属植物的花序是隐头花序,膨大的花托将花序包裹在一个几乎完全封闭的球果内,仅通过由苞片形成的小孔与外界相通,只有形态特化的榕小蜂才能通过该孔口进入,利用产卵器通过柱头和花柱把卵产在子房底部,产卵后雌花子房膨大,花梗伸长,一只榕小蜂在一枚雌花内只产一枚卵。在榕与榕小蜂的共生系统中,还有寄生类昆虫——非传粉小蜂,它们不为榕树传粉,通常具长的产卵器在花序外壁把卵产在花序内的雌花中或直接把卵产在已有传粉小蜂产卵的虫瘿内,因而靠近花序壁的雌花     

聚果榕传粉榕小蜂性比率调节机制初步研究

【目的】榕小蜂是检验局域交配竞争和近交条件下性比调节机制的模式动物,通过控制放蜂试验可进一步了解榕小蜂的性别资源分配策略。【方法】通过控制亲本雌蜂数量(1～12头),统计在不同亲本雌蜂数的情况下,榕小蜂后代的性比(sex ratio)、窝卵数(clutch size)和后代数(broods size),并用R软件对数据进行分析。【结果】不同亲本雌蜂量的后代性比调节与LMC模型的预测基本一致,尤其是当用基于分子方法估计近交系数(inbreeding coefficient) F=0.21时,模型预测与试验结果最为接近。同时,亲本雌蜂量为1头和多头的平均每头雄性后代数有明显差异;当亲本雌蜂量超过1头时,平均每头雌蜂的雄性后代数基本保持不变,但窝卵数(clutch size)则随着进蜂量的增加而减少,窝卵数与性比存在显著的负相关关系。【结论】聚果榕榕小蜂的性比率调节基本符合局域交配竞争理论的预测,但通过定量的模型预测与实际试验得出的性比仍存在误差,且认为该误差一方面来源于近交对榕小蜂的影响,另一方面来源于聚果榕榕小蜂在1头蜂和多头蜂时存在不同的评估局域交配竞争强度的方法。     

爱玉子传粉小蜂飞出节律的研究

利用单果套袋方法研究两季爱玉子(Ficus awkeotsang Makino)传粉小蜂薜荔榕小蜂[Wiebesia pumilae(Hill)Wieb.]的飞出节律,了解光照、温度和湿度对小蜂飞出节律的影响。结果表明,小蜂初飞多在上午,单花序内小蜂飞出的全过程需3～4d,每日飞出的高峰期在上午的8∶00～9∶00,小蜂飞出期的温度范围为20～30℃,湿度范围为72%～96%。光线是影响小蜂飞出节律的主要因子,温度和湿度对小蜂飞出也有一定的影响。第一季单花序小蜂飞出数量略高于第二季,而第二季初蜂时间和日均出蜂高峰时间较第一季有所提前。     

爱玉子与其传粉小蜂共生体系的研究

[目的]为爱玉子栽培和育种提供科学依据。[方法]观测爱玉子花序的发育过程及传粉小蜂生活周期,并统计各种类型的花和榕小蜂数量。[结果]爱玉子与传粉小蜂之间为专一性互惠共生关系。阐明了人工栽培爱玉子种群的生活史,论述了爱玉子果实发育的异步性以及结构、功能的统一性,指出雌花序退化花存在及雌、雄花序内变异花产生的生物学意义。[结论]爱玉子与其传粉小蜂的结构与功能的统一性是二者专一性互惠共生关系建立的基础。     

干旱胁迫对臭椿4种源幼苗生长及生理特性的影响

[目的]为我国西部地区森林植被建设中的种苗调拨、营林实践提供理论指导。[方法]设置4个土壤含水量水平W1、W2、W3、W4,处理臭椿苗木盆栽,测定干旱胁迫对臭椿4种源幼苗生长及其生理的影响。[结果]不同土壤含水量水平对幼苗苗高的影响显著(P<0.05),随着土壤含水量水平的增加幼苗苗高呈增高趋势,在W1、W2水平下,苗高增量最大的是宁夏平罗、河南宝丰种源的幼苗;不同种源间、不同土壤含水量水平间的幼苗地径增量差异极显著(P<0.01);不同土壤含水量水平下,山东鲁中、河南宝丰种源的臭椿幼苗的质膜透性、叶绿素含量、MDA含量等的变化幅度较小,POD活性较高,表现出较强的抗旱特性。[结论]4个种源中,山东鲁中种源幼苗的抗旱性强,其次为河南宝丰种源,宁夏平罗、北京密云种源幼苗的抗旱性较弱;臭椿幼苗可忍耐的干旱程度在轻度干旱与中度干旱之间。     

薄层色谱分离技术提取臭椿有效成分的研究

[目的]为开发和利用臭椿提供理论依据。[方法]臭椿叶用乙酸乙酯提取旋转蒸发得浓缩液。利用薄层色谱法进行有效成分的分离,并用气-质联用法进行定性分析。[结果]用展开剂乙酸乙酯∶石油醚∶甲醇为6∶17∶1能够从浓缩液中分离出8个点。确定臭椿叶中有效成分为:庚烷、3-氯-辛烷、十四烷、十六烷、十七烷、十八烷、二十一烷、二十六烷、三十六烷、9,12-二烯-十八烷酸、2,6-二-(1、1-二甲基乙基)-4-甲基-苯酚2、,6,10,14,18,22-六甲基-2,6,10,15,19,23-六烯-二十三烷、邻苯二甲酸异丁醇二酯、8,11-二烯-十八酸甲酯、十八酸甲酯等成分。[结论]该研究方法为臭椿叶有效成分的分离纯化奠定了基础。     

用正交设计法优化臭椿SRAP-PCR反应体系

[目的]确定臭椿SRAP-PCR反应条件,为进一步研究臭椿SRAP分子标记提供依据。[方法]以新疆吐鲁番3号和江西臭椿叶片DNA为材料,利用引物组合EM1-EM8进行SRAP-PCR反应的L16(45)正交试验,建立了臭椿SRAP-PCR反应体系,新复极差法对体系进行方差分析,并对体系的稳定性进行检测。[结果]确定臭椿SRAP-PCR反应体系为:模板DNA 2.5 ng/μl、Mg2+1.75 mmol/μl、dNTPs0.3 mmol/μl、Taq酶0.3 U/μl、引物0.6μmol/μl、10×PCR Buffer 2.5μl;该体系稳定,适用于臭椿的SRAP反应。[结论]该试验优化的SRAP反应体系,将为臭椿种质资源多样性评价、分子标记,以及遗传连锁图谱构建奠定基础。     

膜荚黄芪传粉昆虫的研究

[目的]研究膜荚黄芪传粉昆虫的种类及其传粉特点,为膜荚黄芪的育种奠定理论基础。[方法]以膜荚黄芪为研究对象,调查膜荚黄芪传粉昆虫的种类及访花形为。[结果]膜荚黄芪访花昆虫共有16种,其中,红光熊蜂、明亮熊蜂、蜜蜂、狭带贝食蚜蝇和斑缘豆粉蝶为主要传粉昆虫;主要传粉昆虫的日活动规律出现单峰型、双峰型和直线型3种,活动高峰期有一定交错;昆虫的传粉频率与停留时间呈负相关关系。[结论]昆虫访花行为对植物与传粉者相互作用等方面产生直接影响,对于理解植物的多样性与生殖生态过程具有重要意义。     

膜荚黄芪传粉昆虫的研究(英文)

[目的]研究膜荚黄芪传粉昆虫的种类及其传粉特点,为膜荚黄芪的育种奠定理论基础。[方法]以膜荚黄芪为研究对象,调查膜荚黄芪传粉昆虫的种类及访花行为。日活动规律观测在晴天进行,7:00～18:00每1h绕样地走1圈,约用时间3min,记录每一时间段出现在视野里的不同昆虫种类和数量。盛花期在样地于晴天7:00～18:00对每种传粉昆虫固定1头进行跟踪观测,用秒表记录其在花上停留时间。访花频率采用追踪法,尽可能连续记录其整个访花过程及时间。[结果]膜荚黄芪访花昆虫共有16种,其中红光熊蜂、明亮熊蜂、蜜蜂、狭带贝食蚜蝇和斑缘豆粉蝶为主要传粉昆虫;主要传粉昆虫的日活动规律出现单峰型、双峰型和直线型3种,活动高峰期有一定交错。在正常气候条件下,蜜蜂和食蚜蝇呈双峰活动规律,蜜蜂在7:30～11:00和13:30～15:00有高峰,食蚜蝇在早晨和傍晚有高峰;斑缘豆粉蝶在11:00～13:00出现1个活动高峰,为单峰型;红光熊蜂和明亮熊蜂在1d中的数量比较稳定,除了在1d中最热的一段时间,都可观察到它们的传粉活动,为直线型。红光熊蜂和明亮熊蜂的每小花停留时间相似,分别为(2.05±0.07)s和(2.57±0.05)s,蜜蜂的每小花停留时间为(3.78±0.13)s,食蚜蝇为(5.28±0.16)s,斑缘豆粉蝶的每小花停留时间最长,达(46.72±2.79)s。红光熊蜂访花频率最高,为11.4次/min,明亮熊蜂、蜜蜂、食蚜蝇的访花频率处于中间状态,分别为10.7、7.1、2.7次/min,斑缘豆粉蝶访花频率最低,为0.9次/min。昆虫的传粉频率与停留时间呈负相关关系。[结论]昆虫访花行为对植物与传粉者相互作用等方面产生直接影响,对理解植物多样性与生殖生态过程具有重要意义。     

椿皮挥发油化学成分的GC-MS分析

[目的]通过研究椿皮挥发油的化学成分,为椿皮的开发利用提供理论依据。[方法]运用水蒸气蒸馏法提取椿皮挥发油,采用气相色谱-质谱联用技术（GC-MS）对挥发油成分进行分离鉴定,并采用面积归一化法确定各成分的相对百分含量。[结果]从椿皮挥发油中共鉴定出53个化学成分,占挥发油总量的88.02%,其中相对百分含量较高的有（＋）-Spa-thulenol（11.59%）、顺-α-可巴烯-8-醇（8.37%）、α-胡椒烯（5.87%）、△-杜松烯（5.76%）、α-荜澄茄油烯（4.40%）。[结论]该法简便、快速、灵敏度高,分离度好,是分析椿皮挥发油成分的有效手段。     

红叶椿营养钵根段育苗试验

[目的]为红叶椿科学栽培提供依据。[方法]对红叶椿根段按粗度分成0.5~<1.0、1.0~<1.5、1.5~<2.0、2.0~<2.5、≥2.5 cm5个等级,用泥炭2+蛭石1、发酵花生壳2+沙壤土1、发酵花生壳2+珍珠岩1、发酵花生壳、沙壤土5种基质进行扦插育苗,调查育苗效果。[结果]粗度1.0~<1.51、.5~<2.0 cm处理生根率均达92.2%,移栽成活率分别为92.8%、91.6%;沙壤土、泥炭2+蛭石1处理的生根率分别达92.2%、91.1%,移栽成活率分别达90.4%、91.5%。[结论]用直径1.0~<2.0 cm根段,泥炭2+蛭石1、沙壤土基质进行营养钵插根育苗,效果最好。     

组培红叶臭椿遗传变异的RAPD分析

[目的]研究组织培养条件下红叶臭椿的遗传变异,为进一步遗传育种提供理论依据。[方法]以组培红叶臭椿苗为试材,通过CTAB法提取其基因组DNA,利用RAPD技术对其遗传稳定性进行相关分析。[结果]由同一母株茎尖再生的组培苗遗传物质稳定,在DNA水平上经RAPD鉴定未见明显变异,保持了母株的特性;遗传聚类结果显示,组培苗之间相似系数较高,母株与7个组培单株之间相似系数平均为0．8988,变异幅度很小,进一步证实同一母株茎尖培养后的组培苗后代具有较高的遗传稳定性。[结论]茎尖再生植株具有较好的遗传稳定性。     

不同父本授粉对库尔勒香梨及其芽变品种沙01果实性状的影响

[目的]研究不同父本品种授粉对库尔勒香梨及其芽变品种沙01果实性状的影响,以期为合理配置授粉树提高沙01果实品质和产量提供理论依据。[方法]分别以库尔勒香梨和沙01为母本,采用不同品种花粉进行人工授粉试验。通过测定果实外在品质和内在品质性状,观察其对坐果率和当年果实产量及品质的影响。[结果]授以单一父本对沙01的坐果率和果实品质无显著父本直感效应。授以混合花粉后,库尔勒香梨和沙01坐果率和果实品质显著增高。[结论]在实际生产中,合理安排不同品种混栽有助于提高库尔勒香梨和沙01的果品产量和质量。