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心叶凹唇姜的开花格局和雄性先熟机制

植物生态学报 2009年第3期33卷 449-459页

作者：杨淑霞高江云中国科学院西双版纳热带植物园云南勐腊666303 中国科学院研究生院北京100049

心叶凹唇姜(Boesenbergia longiflora)是分布于亚洲热带的一种姜科植物,在我国滇南地区成片生长于石灰山贫瘠的岩石缝隙和路边林下的冲积土壤上。心叶凹唇姜的花寿命为两天,第1天为严格的雄性阶段,第2天为严格的雌性阶段,是典型的花内... 详细信息

心叶凹唇姜(Boesenbergia longiflora)是分布于亚洲热带的一种姜科植物,在我国滇南地区成片生长于石灰山贫瘠的岩石缝隙和路边林下的冲积土壤上。心叶凹唇姜的花寿命为两天,第1天为严格的雄性阶段,第2天为严格的雌性阶段,是典型的花内雄性先熟,一朵花的雌、雄性阶段没有重叠,因而完全避免了自花授粉的发生。对这两种生境(石灰山贫瘠的岩石缝隙和路边林下)下的心叶凹唇姜的4个野外种群(在云南省普洱市的翠云乡彩虹洞、南岛河、澜沧县惠民乡和西双版纳州绿石林森林公园)和栽培植株的开花格局进行调查后发现,大多数个体在同一时间内只有一个花序开花,并且每隔一天才开一朵花,只有10%左右的植株同时具有雄性阶段和雌性阶段的花,这样的开花格局有效地降低了同株异花授粉发生的可能。心叶凹唇姜的平均花粉-胚珠比(Pollen-ovuleratio)为291,应该是以异交为主的混合交配系统。其自然种群存在着花粉限制,彩虹洞、南岛河和绿石林3个不同种群的平均结籽率都不到60%,这可能与其较小的花展示有关。心叶凹唇姜为泛化传粉植物,不同种群的有效传粉昆虫种类各不相同。在两种不同的生境条件下,心叶凹唇姜花的大小和开花格局都没有显著的差异,大多数个体同时只具有一种性阶段的花,说明心叶凹唇姜这种独特的开花格局是长期进化的结果。心叶凹唇姜通过隔一天开一朵花的开花格局,配合雄性先熟机制,有效地降低了自交的发生。

关键词：雄性先熟开花格局花生物学心叶凹唇姜姜科

沙生蝇子草雄性先熟及花粉序次呈现的生态适应意义

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沙生蝇子草雄性先熟及花粉序次呈现的生态适应意义

作者：刘建华新疆农业大学

学位级别：硕士

沙生蝇子草(Silene olgiana B. Fedtch)是一种多年生草本的早春类短命植物,具有典型的雄性先熟、雌雄异位和花粉序次呈现现象。本文对分布于新疆古尔班通古特荒漠车排子油田附近固定半固定沙丘的自然居群中沙生蝇子草花部综合征、传粉... 详细信息

沙生蝇子草(Silene olgiana B. Fedtch)是一种多年生草本的早春类短命植物,具有典型的雄性先熟、雌雄异位和花粉序次呈现现象。本文对分布于新疆古尔班通古特荒漠车排子油田附近固定半固定沙丘的自然居群中沙生蝇子草花部综合征、传粉特征、交配系统等进行研究,以期探讨该物种在严酷的生境中如何达到繁殖成功的,及雄性先熟、雌雄异位和花粉序次呈现的生态适应意义。2007年和2008年对花部特征指标观测、套袋控制性试验及传粉昆虫行为观测,结果表明:(1)沙生蝇子草单株花期为18±1d,单花花期为3-4d。每天19:00左右白色花瓣开始露出并展开,同时产生花蜜,且散发浓香,有利于对传粉者的吸引,白天花瓣卷曲,晚上花瓣平展,均可以进行花粉散布和柱头授粉。(2)该物种具有半同步雄性先熟、动态式雌雄异位和花粉序次呈现的花部特征,与避免自交和避免雌雄干扰密切相关,增加后代适合度,保证该物种繁殖成功。(3)居群内每天开放处于雄性阶段的花与处于雌性阶段的花比约为2:1,内外两轮花粉活力曲线相似,只是内外两轮的花药开裂时间相差24h,该植物的花粉序次呈现保证有活力的花粉得以补给,有利于吸引传粉者,柱头在花展开后48-96h具有可授性,其最佳可授性集中在开花后的48-72h,在开花约84h后可授性逐渐减弱,至96h后柱头丧失可授性。柱头可授性与花粉活力有一定的重叠时间,有利于传粉和保证繁殖成功。(4)沙生蝇子草是一个自交亲和,需要传粉者的兼性异交物种。套袋实验结果表明沙生蝇子草无风媒传粉,不存在无融合生殖现象,不能进行自主自交,对照、同株异花授粉、异株异花授粉都能够结实,后者的结实结籽率最高,说明该物种的繁殖成功依赖于传粉者的活动。(5)访花昆虫为膜翅目的淡白甜花蜂(Halictus pollens)、小黑甜花蜂(Halictus malachurus)、大喙长角花蜂(Tetralonia macroglossa)和萨尔甜花蜂(Halictus nigripes)和鳞翅目的蛾类,其中膜翅目昆虫为主要传粉者。传粉活动受外界温湿度变化的影响,蛾类夜间出现,访花时不接触柱头,为盗蜜者。

关键词：沙生蝇子草雄性先熟雌雄异位花粉序次呈现固定半固定沙丘繁殖生态

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二化螟成虫雄性先羽化现象

昆虫知识 2010年第4期47卷 736-739页

作者：肖丹凤胡阳湖南农业大学生物安全科学技术学院长沙410128 中国水稻研究所杭州310006

二化螟Chilos uppressalis(Walker)是水稻一种重要的鳞翅目害虫,作者在室内人工饲养的过程中注意到二化螟的雄虫羽化较雌虫早,因此对二化螟的雄性先熟现象进行了初步的研究,结果发现雌雄二化螟从初孵幼虫到成虫羽化阶段的历期平均长度... 详细信息

二化螟Chilos uppressalis(Walker)是水稻一种重要的鳞翅目害虫,作者在室内人工饲养的过程中注意到二化螟的雄虫羽化较雌虫早,因此对二化螟的雄性先熟现象进行了初步的研究,结果发现雌雄二化螟从初孵幼虫到成虫羽化阶段的历期平均长度存在显著差异,雄虫的历期为38.8d,而雌虫的历期为40.6d,即雄虫较雌虫要早1.8d羽化。本文对雄性先熟现象的生物学意义进行了简要讨论,同时,就利用性诱方法对二化螟进行监测和防治进行了讨论。

关键词：二化螟未成熟历期雄性先熟羽化性诱剂

温度对不同发育时期落叶松尺蠖(Erannis ankeraria)的影响

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生态学杂志 2021年第7期40卷 2194-2200页

作者：周卓段景攀韩丽王青华张永安段立清内蒙古农业大学呼和浩特市010019 呼和浩特市森林保护站呼和浩特市010000 中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所北京100091

落叶松尺蠖(Erannis ankeraria)是落叶松重要害虫之一。为探明温度变化对落叶松尺蠖的影响,本研究以华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)为寄主植物,采用水培枝条饲养法,分别设置15、19、23、25、27、29和31℃7个温度,饲养观察不... 详细信息

落叶松尺蠖(Erannis ankeraria)是落叶松重要害虫之一。为探明温度变化对落叶松尺蠖的影响,本研究以华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)为寄主植物,采用水培枝条饲养法,分别设置15、19、23、25、27、29和31℃7个温度,饲养观察不同温度下落叶松尺蠖卵、幼虫、蛹发育历期及存活情况。结果表明,温度对落叶松尺蠖各虫态发育历期、存活率、蛹重、产卵量和产卵节律有显著影响。落叶松尺蠖只有在15~19℃范围内可完成从卵到成虫的个体发育史,23℃以上成虫不能羽化,25℃以上幼虫化蛹率降低,29℃时卵的孵化率和幼虫存活率下降。落叶松尺蠖越冬卵及幼虫的发育起点温度分别为9.7和4.3℃,有效积温分别为104.2和459.8日·度。落叶松尺蠖属于喜低温型昆虫,高温抑制其生长发育,高温降低幼虫化蛹率及成虫羽化率,蛹期对温度的升高最敏感。温度升高导致雄虫比雌虫更早羽化,降低雌雄成虫相遇的机会,从而影响到后代繁衍。由此可推测,全球气温变暖,落叶松尺蠖为了生存会向北转移,因而温暖地区的落叶松受其危害程度会降低。

关键词：落叶松尺蠖气候变化繁殖力存活率有效积温雄性先熟

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新疆党参的花部综合征与次级花粉呈现

生物多样性 2011年第1期19卷 24-33页

作者：王丽谭敦炎新疆农业大学草业与环境科学学院新疆草地资源与生态重点实验室及西部干旱荒漠区草地资源与生态教育部重点实验室乌鲁木齐830052 新疆生产建设兵团农六师青格达湖自然保护区管理站新疆五家渠831300

次级花粉呈现是植物提高花粉输出和接受的效率与准确性以及促进异交的一种繁殖策略。新疆党参(Codonopsis clematidea)具有典型的次级花粉呈现特性。本文采用野外观测、授粉实验与室内显微观测等方法,对该物种的花部综合征及其次级花粉... 详细信息

次级花粉呈现是植物提高花粉输出和接受的效率与准确性以及促进异交的一种繁殖策略。新疆党参(Codonopsis clematidea)具有典型的次级花粉呈现特性。本文采用野外观测、授粉实验与室内显微观测等方法,对该物种的花部综合征及其次级花粉呈现过程进行了详细观测,并对这些特征的适应意义进行了探讨。结果表明:新疆党参钟状下垂的蓝色花冠及黑黄色蜜腺,不仅避免了雨水冲刷雌雄蕊、稀释花蜜以及风移出花粉等不利影响,还增加了对传粉者的吸引,延长了花粉活力及柱头可授性持续时间。次级花粉呈现属于亚顶端花柱呈现者,呈现机制为沉积机制。该特性限制了单个传粉者带走的花粉量,延长了花粉呈现时间,使更多传粉者参与传粉过程,增加了雄性适合度。其雄性先熟及雌雄蕊空间位置变化,避免了雌雄功能干扰,为传粉者取食花蜜、输出花粉以及柱头接受异源花粉提供了通道和机会。其泛化传粉系统的主要传粉昆虫为林野熊蜂(Bombus silvarum)、草地熊蜂(***)和树长黄胡蜂(Dolichovespula sylvestris),其较长的单花花期(6d左右),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,以及较大的泌蜜量、较高的花蜜糖浓度和较长的泌蜜时间等特征,可提高传粉者的访花频率,增加成功传粉的机会和传粉效率。在气候多变的天山山区,该物种特殊的花部综合征和次级花粉呈现机制对提高其传粉效率并促进异交繁殖成功具有重要意义。

关键词： Codonopsis clematidea 花部综合征异交雄性先熟次级花粉呈现

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雄全同株植物簇花芹花期性别分配与开花式样

植物生态学报 2012年第1期36卷 63-71页

作者：张振春谭敦炎新疆农业大学草业与环境科学学院新疆草地资源与生态重点实验室及西部干旱荒漠区草地资源与生态教育部重点实验室乌鲁木齐830052

簇花芹(Soranthusmeyeri)是古尔班通古特沙漠中常见的、具雄全同株性系统的伞形科多年生早春短命植物。该文对簇花芹花期性比(两性花数/总花数)与植株大小的关系及其开花式样进行了研究,重点对花期大小依赖的性别资源分配进行了讨论。... 详细信息

簇花芹(Soranthusmeyeri)是古尔班通古特沙漠中常见的、具雄全同株性系统的伞形科多年生早春短命植物。该文对簇花芹花期性比(两性花数/总花数)与植株大小的关系及其开花式样进行了研究,重点对花期大小依赖的性别资源分配进行了讨论。结果表明:2006–2008年簇花芹群体水平的性比分别为0.69±0.03、0.62±0.03和0.69±0.02,彼此间无显著差异(p>0.05),表明其性比是相对稳定的,可能受遗传因素的控制。雄花生物量与花粉量均比两性花的小,说明产生雄花比产生两性花所需资源少。一级复伞形花序比二级复伞形花序具有较多的两性花,说明前者易从植株上获得资源用于增加雌性适合度;而后者产生较多的雄花以避免在雌性功能上资源投入的浪费,增大花展示以吸引更多传粉者来增加花粉输出总量,提高其整体适合度。植株水平的性比与地上营养器官的生物量间呈正相关关系,说明较大个体对雌性功能的投资较大,雌性繁殖成功受资源限制。复伞形花序内各伞形花序几乎同时向心开放,且所有两性花及花序均为雄性先熟,雌雄阶段完全分离,但一级复伞形花序比二级复伞形花序早开放约5天,彼此开花重叠期约为1天。这些特征对于一级复伞形花序进行异株异花授粉以及植株内不同级别花序间的同株异花传粉、避免雌雄功能间的干扰具有重要意义。

关键词：雄全同株短命植物古尔班通古特沙漠雄性先熟资源分配性比簇花芹

雌雄异熟植物露蕊乌头开花时间对雌雄功能期及表型性别的影响

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生物多样性 2016年第6期24卷 665-671页

作者：李琳路宁娜樊宝丽赵志刚兰州大学生命科学学院草地农业生态系统国家重点实验室兰州730000 西北师范大学生命科学学院兰州730000 甘肃省治沙研究所兰州730000

开花时间决定了植物雌雄功能的交配机会,最终影响繁殖成功。交配环境假说认为雌雄异熟植物开花时间的差异能引起植物表型性别的变异,改变种群内的交配环境,影响植物对雌雄功能的最佳性分配。为了研究开花时间对雌雄异熟植物的雌雄性别... 详细信息

开花时间决定了植物雌雄功能的交配机会,最终影响繁殖成功。交配环境假说认为雌雄异熟植物开花时间的差异能引起植物表型性别的变异,改变种群内的交配环境,影响植物对雌雄功能的最佳性分配。为了研究开花时间对雌雄异熟植物的雌雄性别时期及表型性别的影响,本文以毛茛科雄性先熟植物露蕊乌头(Aconitum gymnandrum)为实验材料,记录了雄性和雌性功能期,分析了植株开花时间、花的雌雄功能期和表型性别的关系。结果表明:在植物同一花序内,较晚开放的花有更长的雄性期和更短的雌性期,性分配在时间上偏雄。雌雄功能期在时间上的相对分配随植物开花时间的变化表现出相似的趋势:较晚开的花或较晚开花的个体,花的雄性功能期相对于雌性功能期更长,在时间上更偏向雄性功能。而且,开花时间的差异影响种群内花的性比和植物个体的表型性别动态。随着开花时间由早到晚的变化,种群内早期以雄花为主,末期以雌花为主,种群内性别环境由偏雄向偏雌变化,因此植株个体的平均表型性别则从偏雌转向偏雄。本文结果支持交配环境假说,雄性先熟的露蕊乌头开花早期,种群内花的性别比偏雄,种群表型性别环境偏雄,因而植物个体平均表型性别偏雌,性别分配(即时间分配)偏向雌性功能,而晚开花个体的平均性别偏雄,更偏向雄性功能的分配。

关键词：露蕊乌头开花时间表型性别雄性先熟性别功能期

湖南沅江鼎城段河蚬的性别组成与精子形态特征

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动物学杂志 2024年第3期59卷 387-396页

作者：王旭皮杰刘林崴唐杨欣刘新华向建国李德亮湖南农业大学水产学院长沙410128 湖南应用技术学院农林科技学院常德415100

本研究以湖南沅江鼎城段河蚬(Corbicula fluminea)为研究对象,在进一步验证该群体性别组成的基础上,分析壳长组成与性别比例之间关系,探讨该群体雄性、雌性和雌雄同体之间关系;同时以单鞭毛精子为参照,分析比较双鞭毛精子的形态特征,以... 详细信息

本研究以湖南沅江鼎城段河蚬(Corbicula fluminea)为研究对象,在进一步验证该群体性别组成的基础上,分析壳长组成与性别比例之间关系,探讨该群体雄性、雌性和雌雄同体之间关系;同时以单鞭毛精子为参照,分析比较双鞭毛精子的形态特征,以期为我国河蚬的性别发生及生殖适应策略研究提供基础资料。结果显示:沅江鼎城段河蚬(n=770)雄性、雌性和雌雄同体最小性成熟壳长分别为2.92mm、5.66mm和5.30mm。697只性成熟河蚬中雄性、雌性和雌雄同体的比例近似1︰1︰6。雌雄同体的平均壳长[(22.55±0.33)mm,n=517]显著大于雄性[(20.44±1.03)mm,n=95]和雌性[(19.79±0.99)mm,n=85](P雄性与雌性的平均壳长之间差异不显著(P>0.05)。河蚬可以产生单鞭毛和双鞭毛两种类型的精子,单鞭毛精子头长范围4.93~21.79μm,平均值(14.27±0.82)μm(n=30),双鞭毛精子头长范围10.29~22.04μm,平均值(15.62±0.62)μm(n=26)。单、双鞭毛精子头长差异不显著(P>0.05)。双鞭毛精子(n=26)长尾的平均长度[(38.07±1.44)μm]显著大于其短尾[(31.08±1.60)μm]和单鞭毛精子(n=30)尾部长度[(30.15±1.75)μm](P0.05)。结果表明:湖南沅江鼎城段河蚬为雄性先熟,且可能存在雄性和(或)雌性向雌雄同体转换现象。河蚬具有单鞭毛型和双鞭毛型2种类型的精子,且双鞭毛精子的2个尾部不等长。同域共存河蚬的单鞭毛与双鞭毛精子在运动及受精能力方面的差异值得深入研究。

关键词：河蚬雌雄同体精子形态雄性先熟性转换

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弯花黄芪繁殖生态学研究

弯花黄芪繁殖生态学研究

作者：赵文忠新疆农业大学

学位级别：硕士

本文对古尔班通古特沙漠中广泛分布的豆科多年生短命植物弯花黄芪(Astragalus flexus Fisch.),于2006年4月-2007年6月从开花物候、繁育系统、传粉生物学、结实结籽格局和果实的扩散等方面进行了研究,探讨了其对荒漠环境的适应对策。主... 详细信息

本文对古尔班通古特沙漠中广泛分布的豆科多年生短命植物弯花黄芪(Astragalus flexus Fisch.),于2006年4月-2007年6月从开花物候、繁育系统、传粉生物学、结实结籽格局和果实的扩散等方面进行了研究,探讨了其对荒漠环境的适应对策。主要结果如下:1、开花物候:两年均在4月末到5月初开花,5月下旬结束开花;花序和单花开花物候稳定,花序水平物候为11d左右,每天开花数为2;单花开花持续1d。然而,2006年花期持续29d,盛花期持续20d;2007年花期仅持续14d,盛花期仅为7d,分析其原因主要是受环境因素的影响,开花物候适应不同年份环境变化所带来的影响,居群水平的开花物候随环境条件的变化而变化,低温、大风等恶劣天气会导致个体不开花;花序多的个体花期长;以上表明生境条件对该种的开花物候具有明显的影响,该种能以稳定的遗传特性完成整个开花物候。2、繁育系统:该种为雄性先熟,并具有延迟自交的能力。花为两性花,花蕾期柱头位置高于花药,表现为雌雄异位,此时雌蕊、聚合雄蕊和离生雄蕊的平均长度分别为0.73cm、0.57cm和0.50cm;雌雄蕊在不同的速度下生长,雄蕊较快;花药在旗瓣打开前12h左右散粉,柱头在旗瓣打开后具有可授性,因此该种为雄性先熟,旗瓣打开后早期花保持有雌雄异位的特性,这时柱头接受外来的花粉;而当开花后期花变色后不会再有传粉者的拜访,若花未被拜访过,则龙骨瓣内的花丝伸长并推动聚合雄蕊的9枚花药包围柱头,此时雌蕊、聚合雄蕊和离生雄蕊的平均长度分别为3.19cm、3.33cm和3.10cm,由于此时花粉具有活力且柱头有可授性,所以推断可能会发生自交,又通过人工授粉试验证明其具有异交与自交受精的能力。因此该种具有延迟自交机制,维持了繁殖保障。另外P/O值与杂交指数表明,该种属于兼性异交,需要传粉者,由此可知,在荒漠环境中,该种在传粉者数量多的情况下能够发生异交,而当传粉者数量少时,又能以延迟自交进行繁殖保障,说明其繁育系统对荒漠环境所带来的传粉者限制有特殊的适应对策。3、传粉生物学:花具有黄色的旗瓣,蝶形,为传粉者提供报酬,属典型的蜜蜂传粉花的特性;传粉昆虫有两种腔条蜂(Anthophora atricilla Eversmann)和拟雄蜂(Psithyrus sp.),通常在早晨11:00与傍晚19:00的拜访频率最高,达到6次,昆虫拜访植株时,从基部向上对花序拜访,且不拜访旗瓣未打开的花;花在9:00开花后花快速泌蜜量,13:00左右的泌蜜量达到最大,14:00以后的泌蜜量逐渐减少,在19:00以后基本稳定,传粉者拜访时,花利用弹花机制将花粉弹射到昆虫身上。通过开花时间、泌蜜动态和传粉昆虫拜访频率,可见虽然荒漠环境常常影响传粉者对弯花黄芪的拜访,但该种仍然能以其稳定的传粉生物学特性有效的吸引传粉者进行异交,并能够有效的扩散出花粉,具有重要的生态意义。4、结实结籽格局:花序中主要结实的位置在花序下部,第七朵花的结实率最高,达到40.00%,上部的结实数量较少,最高为20.00%。而第三朵花的结实率相对较小,仅为13.33%。结籽率也为果实基部较高,而在果实中部11处的结籽率最高。由此推断,这些特点与资源分配有关,而在花序中固定位置表现出结实率的一致性,可能是选择性败育造成的结果,结籽率在果实中间部位最高,可以解释为此处为避免虫食。推断产生这种现象的原因是为了有效的保证一些果实成熟扩散或避免虫食的影响,该种选择性的败育了一部分果实或种子,从而对种群的扩展具有重要的生态意义。

关键词：古尔班通古特沙漠弯花黄芪雄性先熟延迟自交繁殖保障