中国特有种枝毛野牡丹传粉生物学及繁育系统研究

对海南吊罗山国家级自然保护区枝毛野牡丹（Melastoma dendrisetosum）的开花进程,访花昆虫、访花行为、访花频率以及气候条件等进行观察记录,同时检测了花粉活力、柱头可授性、花粉胚珠比、繁育系统,并分析其致濒机制。结果表明：枝毛野牡丹是典型的异型雄蕊植物,5：30—8：30逐步开放,8：30—9：00完全开放,19：00花朵闭合,单花开放时间为12—14 h,群体花期36±2 d,无花蜜。访花昆虫主要有木蜂科、条蜂科、蚁科、食蚜蝇科的昆虫,最有效传粉昆虫为木蜂科昆虫。自然与人工授粉、套袋等试验结果表明,枝毛野牡丹不存在主动自花授粉、无融合生殖的生殖保障现象,为自交亲和的异交种,需要昆虫传粉,枝毛野牡丹繁育系统是兼性自交。枝毛野牡丹相对生殖成功率低仅为0.035,主要限制因子为花粉限制和传粉者限制。     

白花野牡丹的繁育系统研究

白花野牡丹兼具观赏性和药用价值,极具开发潜力。为更好地保护和利用该物种,对白花野牡丹的开花进程、花部形态特征及访花昆虫进行观察,运用花粉萌发、杂交指数、花粉-胚珠比及人工授粉试验等方法测定其繁育系统。结果显示:白花野牡丹的单花花期约为12 h;白花野牡丹为雌雄异熟,柱头先花药成熟;雄蕊异型,2类雄蕊产生的花粉粒极轴长有差别,萌发率也不同;领木蜂、东亚无垫蜂、蓝彩带蜂、彩带蜂是白花野牡丹的主要传粉者;杂交指数(OCI)为4,花粉-胚珠比(P/O)约为417.6~1035.2;在自然条件下白花野牡丹不能自花授粉,繁殖需要传粉者参与,没有无融合生殖,自交亲和与异交亲和;白花野牡丹的繁育系统为自交亲和的异花授粉植物,需要传粉者。繁育系统为兼性异交。     

异质生境下访花昆虫对枣花生物学特性的适应性

【目的】枣树为虫媒花果树,探索枣花生物学特征与访枣花昆虫之间的适应性,辨析不同扰动生境下访花昆虫访花行为的差异,将有助于保护枣园中访花传粉昆虫,为枣树授粉受精率的提高奠定基础。【方法】以山西省太谷县小白乡的壶瓶枣为研究对象,分别用联苯胺-过氧化氢法、碘-碘化钾染色法、微量进样器法测定枣花的柱头可授性、花粉活力以及泌蜜量;采用目测法、网捕法及粘板法相结合,调查人类高扰动和低扰动2种枣园生境中访花昆虫的数量及行为,并进行统计分析。【结果】1)枣花花期分为蕾裂期、初开期、萼片展平期、花瓣雄蕊分离期、花瓣展平期、花瓣下垂期、雄蕊下垂期7个阶段。整个开花过程在24 h内完成。花药在开花当天中午12:00左右开裂,花粉活力在13:00左右达到最大,为68.35%;柱头在16:30发育成熟,柱头可授性在开花翌日13:00—15:00最强。枣花柱头可授性与花粉活力均为先上升后下降的趋势。2) 2个样地共采集到枣花访花昆虫3 090头,经鉴定隶属8目57科,共90种,包括膜翅目、双翅目、鞘翅目、鳞翅目、缨翅目、半翅目、脉翅目和啮虫目。其中膜翅目、双翅目、半翅目和鞘翅目昆虫科数最多,分别占总科数的33.33%、19.30%、15.79%和14.04%;双翅目、缨翅目、膜翅目昆虫个体数最多,分别占总个体数的36.47%、24.72%和18.71%。3)高扰动样地访花昆虫共计43种703头,低扰动样地访花昆虫共85种2 387头,2个样地的访花昆虫均为膜翅目种数最多;高扰动样地中缨翅目个体数量显著高于其他目,优势访花昆虫为取食花朵的昆虫;低扰动样地双翅目个体数量显著高于其他目,优势访花昆虫为传粉昆虫,并且低扰动样地传粉型昆虫显著大于高扰动样地。4)枣花花蜜分泌时长约为12 h。低扰动样地13:00左右花蜜分泌量最多,访花昆虫在10:00—16:00数量最多,访花昆虫活动高峰期以及泌蜜量较多的时期与枣花花粉活力最强、柱头可授性最强的时间相一致;高扰动样地19:00—22:00花蜜分泌量最多,访花昆虫在7:00—10:00最多,昆虫访花多出现在清晨,错开了枣花花粉活力最强、柱头可授性最强的时间。【结论】低扰动样地访花昆虫种类及数量大于高扰动样地。高扰动样地优势访花昆虫为取食花朵的昆虫,低扰动样地优势访花昆虫为传粉昆虫,且传粉昆虫物种数和个体数均显著大于高扰动样地。高低扰动样地访花昆虫与枣花泌蜜特性相适应。     

云南易危植物红马银花的传粉生物学研究

以云南省玉溪地区野外分布红马银花为研究对象,进行了花部特征及开花期动态观察、杂交指数和花粉与胚珠比估算、花粉活力及柱头可授性测定、传粉者及其行为观察。结果表明:红马银花的花期主要从2月上旬到3月中旬,单花花期5-8天;根据杂交指数初步判断其繁育系统为自交亲和,有时需要传粉者,P/O比为89.91±11.17,判断其繁育系统为兼性自交;MTT染色法测定红马银花散粉后24h花粉活力达到90.6%,花粉离体萌发法测定红马银花散粉12-24h后花粉活力达82.9%;柱头可授性试验表明,红马银花开花2-4天柱头可授性最强;红马银花的主要传粉者为熊蜂和蓝喉太阳鸟,二者的主要访花频率时间分别为14:00-17:00和8:00-11:00。传粉者稀少及其自身的自交亲和特性可能是导致其繁殖失败的主要原因。     

福建省油茶林主要传粉昆虫种类及访花行为

对福建省福州、泉州、龙岩、南平、宁德等地油茶林传粉昆虫及其访花行为进行了调查,结果表明:福建省油茶林中主要传粉昆虫有24种,分属于3目11科17属,其中膜翅目的昆虫种类最多,有11种;大分舌蜂是油茶最重要的传粉昆虫,其数量多,传粉效率高;传粉昆虫日活动时间在12∶00—14∶30出现高峰,昆虫个体数量平均占全天总数的70%左右;油茶传粉昆虫的访花行为因昆虫的访花目的不同而有较大差异,温度和光照是影响传粉昆虫数量、行为和频率的主要因素。     

锈叶杜鹃的开花特性及繁育系统研究

2012年对锈叶杜鹃自然居群进行了开花物候及访花昆虫的调查,分析了其开花特性;并运用杂交指数、花粉-胚珠比和人工控制授粉方法,对其繁育系统进行了研究。结果表明,锈叶杜鹃开花时间为2月初至7月,其单花花期、单花序花期及单株花期分别为7.06±2.74 d,12.33±2.37 d和16.17±4.24 d。锈叶杜鹃的雌、雄性器官具有同熟性,但两者的最佳活性时间不同,花粉活力在开花第1天的活力最高,而柱头可授性在开花第4～6天最好。锈叶杜鹃的繁育系统为异交型,自交亲和,需要传粉者;同株异花授粉是其主要的授粉方式。锈叶杜鹃的有效传粉昆虫主要为蜂类,而象甲类、蚁类、叶蜂类昆虫是侵害性昆虫,严重影响其传粉;传粉昆虫访花频率低,可能是导致锈叶杜鹃自然杂交结实率低的主要原因。     

红雉凤仙花结籽的花粉限制

生殖力是种群兴衰的主要标志。对植物生殖能力进行评估有利于了解植物的生殖特性和生殖机制,为推断物种对环境的适应能力奠定基础。通过测定红雉凤仙花主要传粉昆虫—三条熊蜂的传粉效率及进行人工补充授粉,从花粉数量和花粉来源测定红雉凤仙花结籽是否受到花粉限制。结果发现:三条熊蜂具有较高的访花效率,单次访花时三条熊蜂从雄蕊带出的花粉数量远远大于落置到柱头上的花粉数,而落置在柱头上的花粉数量又远远大于子房中的胚珠数。人工补充授粉结果显示,异株异花授粉与自然传粉的结籽率差异显著,前者使结籽率提高了约11%,同株异花授粉与自然传粉的结籽率差异不显著。结果表明:花粉来源而非花粉数量是限制红雉凤仙花结籽的主要原因之一。     

油用芍药属牡丹组繁育系统研究

基于油用芍药属植物,从花部综合特征、传粉过程、花粉柱头活性特征、育性特征与受精卵发育命运上对该属植物繁育系统进行了研究.结果发现:1)花粉量超大,花冠硕大,无花蜜,雌性先熟,花枝建成具有母枝大小依赖性;2)甲虫等古老传粉者与高效蜂类传粉者混合而具有过渡性,符合基部被子植物的进化地位,同花期伴生植物蜂类强度大时容易发生盗粉行为;3)花粉活力变异大,存在花粉活性和柱头活性最优期,花粉初级呈现高强度采粉访问和次级呈现低强度搜索访问并存,二者传粉模式不同;4)自交亲和,杂合性在遗传亲缘性越远而越低,合子前障碍为花粉管分枝与胼胝质阻塞;5)胚胎败育可能受到结构资源限制的调节,高产促成要率先考虑结实率,其次考虑败育率.芍药属牡丹组必须适度控制同花期伴生植物种类的访花蜂群规模而不能短时超强度过度采粉,访问高峰期与单花柱头花粉最优活性相吻合,并合理化个体与构件密度,优化营养和生殖关系.芍药属尺度上繁育系统多元系统研究利于粮油潜力量化评估和定向培育技术的系统集成.     

广西油茶传粉膜翅目昆虫调查

在2012年10—12月油茶盛花期,选取广西区内有代表性的5个油茶种植试验点,对油茶传粉膜翅目昆虫进行调查。结果表明:广西区内油茶传粉膜翅目昆虫有8科13属25种,大多为蜜蜂科和胡蜂科昆虫,共有19种,值得加以保护和利用的主要有地蜂、中华蜜蜂和墨胸胡蜂。样地群落多样性,桂北地区较低,桂中南较高。为增加传粉昆虫多样性,增加油茶产量,可在林下保留一定的开花植物招引访花昆虫。     

花色多态植物紫薇花部综合特征与繁育系统

[目的]紫薇具有红色、紫色和白色等显著不同的花色以及形态、大小和颜色明显不同的2种雄蕊,使其成为花色多态型和异型雄蕊研究的良好材料.对紫薇花部综合特征和繁育系统进行系统研究,探究紫薇不同花色植株的繁殖策略以及2种雄蕊在传粉过程中的功能作用.[方法]通过野外定点观测,采用传粉昆虫调查、人工授粉以及人工控制套袋试验等方法对紫薇3种花色植株的花部形态特征、开花进程、传粉式样以及花朵的功能形态特征进行检测.[结果]1)3种花色植株的花期和单花开放进程基本相同(单花花期为4～5天).2)3种花色植株的花在形态特征上存在差异.3)3种花色植株的短雄蕊数表现为白色花植株＞紫色花植株＞红色花植株,花色间存在显著差异(P＜0.05);红色花植株的单花花粉量和P/O值显著低于其他2种花色植株(P＜0.05).4)3种花色植株的花粉活性和柱头可授性动态变化趋势相似;花粉寿命与柱头可授期有部分重叠,长雄蕊花粉活性最高时期早于柱头最佳可授期,短雄蕊的与柱头最佳可授期同步;白色和紫色花植株的柱头最佳可授期比红色花植株的长(约2h).5)2种雄蕊在形态、颜色、花粉量、人工控制试验条件下的结实率和结籽数以及传粉昆虫访花行为等方面都存在显著差异,说明2种雄蕊在传粉过程中存在功能分化,即黄色短雄蕊主要起招引昆虫作用,暗黄色长雄蕊主要起传粉作用;但2种雄蕊在花粉活性、花粉组织化学成分以及人工控制授粉后的结实率等方面均无显著差异,表明二者在生理上尚未分化;去除雄蕊试验表明,雄蕊的排列方式是影响2种雄蕊功能分化程度的重要因素.6)P/O值、套袋试验以及传粉昆虫观察结果表明,紫薇不存在无融合生殖、主动自交和自交不亲和现象,其交配方式是以异交为主、自交亲和的兼性异交繁育系统.7)传粉昆虫对红色花植株有明显偏好,访问该花色植株的频率显著高于其他2种花色植株(P＜0.01);人工授粉后,白色和紫色花植株的结实率显著提高.[结论]在自然条件下,紫薇的白色和紫色花植株存在一定的花粉限制.此时,增加对雄性功能的投入、延长柱头最佳可授期是其维持繁殖成效的适应策略;在传粉过程中,2种雄蕊既有分工,又有协作.2种雄蕊花药开裂时间不同步,花粉活力维持时间也不同,花粉的这种装配机制是紫薇提高花粉输出效率的繁殖策略.     

灰木莲的开花特性及繁育系统的研究

通过野外观察和实验室检测,研究了广西南宁市的灰木莲的花部结构、开花物候、花粉活力、访花者行为,用杂交指数(OCI)、花粉/胚珠比(P/O)及去瓣、去雄、套袋、人工授粉等方法测定了其繁育系统。结果表明,灰木莲群体在3月下旬-5月下旬开花,个体开花持续时间约28天,相对开花强度主要分布范围是30%~60%,开花的同步性指数达0.735,属于集中开花模式;灰木莲两性花为雌雄蕊异熟类型,同花雌蕊先成熟,失去授粉机能后雄蕊花药才裂开散粉;灰木莲花粉粒的生活力超过60%;花粉/胚珠比为953.2,杂交指数为4,表明灰木莲繁育系统属于异交为主,部分自交,需要传粉昆虫才能完成其繁殖;自然状态下灰木莲无结实,人工授粉后结实率为20%~30%;在灰木莲中未发现有访花昆虫,只有花蓟马在花中活动,而且未能形成有效的传粉。传粉者的缺乏可能是导致灰木莲在南宁市不能自然结实的主要原因。     

宝兴百合花柱偏转促进延迟自交试验研究

2011年7~8月对云南香格里拉高山植物园的宝兴百合(Lilium duchartrei Franch.)种群进行了传粉生物学研究实验,以期找到这种花朵开放初期雌雄异位的植物传粉生物学特点。结果表明,记录到的178次昆虫对宝兴百合的访问中能触碰到柱头的仅有蝴蝶类1次,有效传粉者传粉频率严重不足;单花期5.5~6.5 d,花开放的前3天,柱头远离花药,从花开放的第二天起花柱缓慢向上偏转,第四天将柱头从远离花药位置送到刚好可以接受自花花粉的位置,利于早期没有昆虫传粉的花朵延迟自交,自花授粉发生在花期末期,自交之前仍然保持异交传粉机制;自然状态(92.3%)及完全套袋处理(90%)的结实率接近,说明宝兴百合传粉存在花柱偏转促进的延迟自交,但2种处理的每果实种子数自然状态(121)显著高于完全套袋处理(78),又说明由昆虫传粉的异交更利于宝兴百合结实。延迟自交避免了自交与异交竞争造成的花粉或者种子的折损,为宝兴百合在有效访花昆虫不足导致异交失败时提供繁殖保障。     

长白山高山草甸植物-传粉昆虫相互作用网络可视化及格局分析

传粉昆虫在显花植物起源和演化的早期起着决定性的作用(任东等,1998),对现存有花植物的生存、繁衍也具有重要的作用。在显花植物中,大约有85%的物种属于虫媒传粉,利用传粉昆虫可显著地提高作物的产量。花通过提供花粉、花蜜等酬报以及休息、狩猎、觅偶交配和取暖的场所吸引访花昆虫访花,而昆虫在访花过程中或多或少地携带了花粉,触动了柱头,对所访的花产生授粉作用(钦俊德,1987)。     

生态园访芍药花昆虫物种形态特征及访花行为

本文对山西省万柏林生态园内访芍药花昆虫进行调查,共鉴定出11种,隶属于双翅目食蚜蝇科、膜翅目蜜蜂科、隧蜂科、切叶蜂科和半翅目盲蝽科3个目5个科。其中,膜翅目的丰富度值为6,最高,占54. 55%。长尾管蚜蝇、短腹管蚜蝇和意大利蜜蜂的多度值较高。4—6月,意大利蜜蜂有3段时间访芍药花,是有效的传粉昆虫。5月22日,膜翅目的丰富度值最高,为6。双翅目多度值最多,为39。对11种访芍药昆虫的形态特征和访花行为进行了描述,相同科物种访花行为相似。     

三个木槿品种花蜜分泌、花粉展现和昆虫传粉特性比较研究

木槿三个赏花品种玫瑰(Hibiscus syriacus‘Duede Brabaul’)、红心(Hibiscus syr‘.Red Heart’)、白花(Hibiscus sy‘r.Jeanned Art’)在开花期表现出一定的泌蜜、花粉展现和昆虫传粉共性和差异性。研究表明:三者花粉量存在显著差异,白花木槿花粉量最多,红心木槿最少,而花粉展现时间(即雄性功能持续时间)则相反,两者有一定的互补性;三个木槿品种的主要传粉昆虫是东方蜜蜂(Apis cerana)、西方蜜蜂(Apis mellifera)和熊蜂(Bombus sp.),熊蜂传粉效率较高,东方蜜蜂和西方蜜蜂较低且比较接近。花蜜分泌量与传粉者访花频率存在一致性,玫瑰和红心花蜜量较多,昆虫访花频率较高且比较接近,适合作为观赏性和蜜源性俱佳的木槿品种,在城镇绿化景观构建中配置使用,而白花因花蜜分泌量较少,昆虫访花频率较低,尽管花粉量较大,但作为蜜源植物的价值却较低。     

无融合生殖在核桃生产上的应用

某些木本植物能够在没有雄性花粉授粉的情况下形成果实或种子,这种现象称为无融合生殖或无性种子。用无融合体果实或种子进行繁殖,能够精确地复制与母本植株完全相同的个体,保持其母株的优良特性。例如核桃,其雌花不分泌花蜜,无昆虫采蜜,须靠风力传粉。核桃为雌雄同株、雌雄异花植物,但雌雄花异熟,一般雄花较雌花早开放8—15天;核桃花粉的生活力,在自然条件下不超过2—3天。因此,核桃植株自花授粉是罕见的。国外学者发现,在很远距离各自生长的孤立木核桃树,能够很好结实。为了证实核桃在无雄性花粉条件下可以形成果实,核桃育种学家在格鲁吉亚东部,选择两株30年生和两株100年生的实生核桃树进行试验。这些树雄花开放后8—15天雌花形成,同株核桃树不能授     

马缨丹访花昆虫种类及访花行为

以马缨丹为研究对象,采用实地调查、图像采集、视频、鉴定等方法,探究其访花昆虫种类、访花行为、访花频率和日活动规律。结果表明,马缨丹共有访花昆虫3目8科13种,访花优势种为鳞翅目昆虫。主要访花昆虫有斐豹蛱蝶(Argynnis hyperbius)、素弄蝶(Suastus gremius)、菜粉蝶(Pieris rapae)、东方蜜蜂(Apis cerana)、蓝灰蝶(Everes argiades)及琉璃灰蝶(Kaniska canace)。访花频率最高的为东方蜜蜂,其次是菜粉蝶;斐豹蛱蝶停留时间较长,平均为22.59 s。访花昆虫的访花行为受温度影响,在10:00以前和17:00之后,温度较低,未见有昆虫访花行为。     

千年桐访花昆虫初步调查研究

于2019年4月设置3个样地对千年桐盛花期的访花昆虫进行调查。调查结果,采集到访花昆虫33种,隶属8目22科,分别为膜翅目、缨翅目、双翅目、鞘翅目、鳞翅目、半翅目、革翅目和蜘蛛目昆虫,其中:鳞翅目的种类最多,为11种,膜翅目种类次之,为8种,双翅目种类位居第三,为5种;采集到的访花昆虫数量排序为:膜翅目缨翅目鞘翅目鳞翅目其他昆虫,膜翅目是千年桐花期访花传粉的优势昆虫;千年桐4目主要访花昆虫日活动规律为:在上、下午均出现出勤峰值时段,下午峰值高于上午,且出勤峰值时段不完全吻合。     

白桂木生殖物候和繁育系统研究

通过对白桂木天然林的定株观测,在对其生殖物候观测基础上,从白桂木的生殖发育过程、花序结构和繁育系统方面对白桂木有性生殖过程中的濒危环节进行了研究。结果显示:白桂木属于同步发生花期植物,花粉以风媒传播。根据Dafni的标准所得出的杂交指数(OCI)为5,大于4,表明白桂木的繁育系统为异交、部分自交亲和,需要传粉者。按照Cruden的花粉-胚珠比(P/O)的标准划分,白桂木的花粉-胚珠比(P/O)约为1 248,其繁育系统属于兼性异交类型。     

濒危植物四合木种群传粉生态学研究

为探索四合木的濒危机制，对四合木种群的传粉生态学进行了初步研究。研究地点设在内蒙古杭锦旗地区，时间为1998年3～10月。研究结果表明：四合木花部形态有以下变异：萼片4～5。花瓣4～5，雄蕊8～10，心皮4～5。四合木的花期为5月上旬至6月初，单朵花的花期约为4～5d，整株开花可持续8～15d。花在上午盛开，下午花的多数萼片、花瓣呈半合拢状。在花开之前。花丝和花柱就已伸长，而且柱头高出花药2～3mm。花盛开时，花丝进一步伸长，与柱头近相等，内轮4～5个雄蕊花药先开裂，开裂方式为背向纵裂；花药紧围靠着雌蕊柱头，柱头有分泌物，可与花药粘在一起；外轮4～5个雄蕊花药至少晚一天开裂。花将谢时，花药全部开裂；花粉散毕之后。萼片、花瓣又闭上，并在几天后脱落。四合木种群传粉媒介是昆虫(主要是蜂类和蚁类)。四合木的传粉效率较低：50％的柱头上无花粉，20％的柱头上有1～2个花粉，30％的柱头上有多个花粉；只有25％的花柱中有多个花粉管。四合木的座果率为57．36％～68．76％，结籽率为1．26％～2．8％。在生境条件较差的群落中，座果率较高，这是其适应恶劣环境所采取的生殖对策。结实率低的主要原因是传粉过程受到障碍，即传粉媒介(昆虫)的访花频率极低，使得柱头上的花粉量受到限制。