昆虫携带花粉网络的构建及其与植物-传粉者互作网络的关系

昆虫的访问不等同于授粉,了解植物与传粉者之间的真实相互作用关系是构建传粉网络的关键步骤。本文阐述了昆虫携带花粉网络构建的关键因素和方法,分析了昆虫携带花粉网络和植物-传粉者互作网络的利弊以及它们的关系,以期两种网络可以相互补充。从而可以更好地了解植物传粉者相互作用关系以及群落物种多样性的形成和维持机制。     

传粉生态的研究进展及在农业发展中的意义

在自然界中,传粉者为植物提供授粉服务以完成整个繁殖过程,而植物又为传粉者提供报酬。植物与传粉者之间互惠互利的相互作用构成了复杂多样的传粉生态。国内传粉生态的研究在近二十年得到快速发展然而大部分的研究集中在自然群落,很少有研究关注到农业生态系统。植物与传粉者之间的相互作用和种间传粉对植物结实的潜在影响都在农业发展中有较强的应用和意义。野生传粉者的下降可能会影响作物的产量和质量,因此未来研究应当关注于野生传粉者的保护和农业生态系统的持续发展。     

花蜜中酚类物质对群落中同花期植物传粉的影响

显花植物分泌花蜜以奖励传粉昆虫为其提供的传粉服务.许多植物分泌的花蜜中除了糖和氨基酸等物质外,还含有与植物抗虫有关的次生代谢物质,如生物碱和多酚.饲喂试验表明传粉蜂类偏爱采集含有这些次生代谢物质的花蜜.因此,花蜜中的次生代谢物质对分泌这类花蜜的植物传粉具有进化和生态上的意义.但是,花蜜中的次生代谢物质是否会影响群落中其它同花期植物的传粉尚不清楚.在2009年3-5月份,在西双版纳永久样地就中华蜜蜂(Apis cerana)的传粉行为进行研究,比较了两种饲喂条件下,整个蜂群采集花蜜的花粉种类和单个采集蜂携带的花粉团的花粉种类,以及采集蜂蜜囊中花蜜的含糖量(一组饲喂30％蔗糖糖浆,以下简称“喂纯糖浆组”另一组饲喂同样糖浆但含有0.01％槲皮素,以下简称“喂酚糖浆组”).研究结果表明:饲喂两种不同糖浆的蜂群拜访的植物种类数量上没有明显差异.但是,两组采集工蜂所选择采集植物花粉种类却存在明显差异,它们采集的花粉都包含了一些特有的花粉种类.另外,两组采集工蜂所采集含有2种以上花粉种类花粉团的蜜蜂数量存在明显差异,喂酚糖浆组明显高于饲喂纯糖浆组.两组工蜂蜜囊中花蜜的含糖量也存在显著差异,喂酚糖浆组工蜂蜜囊中花蜜的含糖量明显高于喂纯糖浆组.因此,喂酚糖浆组的工蜂拜访植物的专一性比较低,在一次采集过程中倾向拜访花蜜中含糖量高的植物.花蜜中酚类物质增加了群落中同花期植物之间的花粉传播,从而降低了整个群落的传粉效率.     

华细辛自发自交传粉机制研究(英文)

[目的]对华细辛自发自交传粉机制进行研究。[方法]通过野外观察和栽培条件下人工控制试验,对细辛属华细辛的整个开花过程进行了详细的观察,对其传粉机制进行研究。[结果]华细辛是一种以自发自交为主要传粉方式的物种。其花雌性先熟,单花期一般为3~4d,第1天为雌性期,柱头可以接受外来花粉,雄蕊花丝呈90°下弯,花药不开裂;第2及第3天,两轮雄蕊依次上举,花药依次开裂,并与柱头发生自然接触,完成自发自交传粉。人工自交和异交试验证明,华细辛的异交均是可育的,结实率均达到100%。去雄套袋试验表明华细辛不能单性结实,也没有无融合生殖现象。[结论]华细辛是杜衡亚属植物,但是其传粉机制与细辛亚属植物很相似。     

华细辛自发自交传粉机制研究

[目的]对华细辛自发自交传粉机制进行研究。[方法]通过野外观察和栽培条件下人工控制试验,对细辛属华细辛的整个开花过程进行了详细的观察,对其传粉机制进行研究。[结果]华细辛是一种以自发自交为主要传粉方式的物种。其花雌性先熟,单花期一般为3～4 d,第1天为雌性期,柱头可以接受外来花粉,雄蕊花丝呈90°下弯,花药不开裂;第2及第3天,两轮雄蕊依次上举,花药依次开裂,并与柱头发生自然接触,完成自发自交传粉。人工自交和异交试验证明,华细辛的异交均是可育的,结实率均达到100%。去雄套袋试验表明华细辛不能单性结实,也没有无融合生殖现象。[结论]华细辛是杜衡亚属植物,但是其传粉机制与细辛亚属植物很相似。     

银杏传粉滴对不同花粉的反应研究

通过体视镜观察的方法,研究和了解银杏传粉滴对不同花粉的反应情况。结果表明:①将银杏花粉授至胚珠直立生长的传粉滴上,花粉迅速下沉至珠孔内,在花粉的刺激下,传粉滴在4 h即完全消失。将银杏花粉授至胚珠倒生的传粉滴上,花粉积聚在传粉滴的近地端,即远离珠孔处,传粉滴在8 h即完全消失,刺激作用依然明显;②将黑松花粉授至胚珠直生的传粉滴上,由于黑松花粉具有气囊,所以花粉会悬浮在传粉滴的顶部,远离珠孔处,传粉滴在18 h即完全消失。将黑松花粉授至胚珠倒生的传粉滴上,花粉积聚珠孔处,传粉滴在21 h内完全消失,但刺激作用不明显;③将日本冷杉花粉授至胚珠直生的传粉滴上,由于日本冷杉花粉同样具有气囊,花粉会悬浮在传粉滴的顶部,远离珠孔处,传粉滴在21 h即完全消失。将日本冷杉花粉授至胚珠倒生的传粉滴上,花粉积聚珠孔处,传粉滴在24 h即完全消失,刺激作用同样不明显。     

毛地黄鼠尾草花部性状的变异及其对传粉昆虫访花偏好的影响

【目的】研究植物种群花性状(包括花报酬)的变异性及其对传粉昆虫访花行为的影响.【方法】以毛地黄鼠尾草为研究对象,测定了该植物自然种群中花部性状和花蜜产量的变异性及相互关系,同时观测了该种群的传粉昆虫及其访花行为.【结果】毛地黄鼠尾草的花部性状在个体间和个体内均存在较大变异,其个体间的变异程度明显大于个体内.花蜜量和小花数的变异系数最大,分别为45%和29%,柱头位置相关性状的变异程度居中(19%～24%),其他花结构性状的变异程度最小.花蜜产量与花大小性状之间存在显著的正相关性.在同一株内,传粉者更倾向于访问相对较大的花,其拜访花的花性状值显著大于未访花(P0.001);而在不同个体间,传粉者未表现出明显的访花偏好.【结论】毛地黄鼠尾草的花部性状存在较大的可塑性,但个体间相对更大的遗传变异反映出该物种具有通过传粉者选择而不断进化的潜力.     

‘灰枣’传粉综合征及其繁育系统

为探讨‘灰枣’高花果比的原因,通过田间观察和控制性试验研究‘灰枣’的繁殖生物学特征。结果显示,其花部特征表现为花小、结构简单、黄绿色、花蜜暴露于蜜盘、有香气,单花泌蜜量为0.94μL±0.11μL,含糖量38%±3%,符合蝇类传粉综合征;除外来物种意大利蜜蜂外,仍有6种当地野生昆虫是‘灰枣’的有效传粉媒介,并以蝇类昆虫为主,有效传粉距离在24m内。杂交指数(OCI)大于4,人工异花授粉结实率高于自花结实率,表明‘灰枣’属于异交为主的繁育系统,需要传粉者;套袋不授粉处理不结实,表明‘灰枣’无自助的自花结实能力;人工辅助授其他品种花粉能显著提高结实率,表明花粉限制是其高花果比的原因之一。     

濒危植物连香树的传粉生物学研究

对人工栽培24 a生连香树的花期动态、传粉全历程、传粉日进程、柱头可受性、花粉数量等传粉生物学特性进行了研究.结果表明,连香树是风媒植物,其花部特征有许多适合风媒传粉的特点:花先叶开放,花小、无花被、无蜜腺和气味、花粉量大.重力玻片法检测的结果表明,连香树为短距离传粉,其风媒传粉发生在晴朗、昼夜温差大、空气湿度高的3月下旬;花期持续时间为12 d,传粉盛期集中在花药开裂后2~3 d,传粉时间短,具有爆发性.     

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%。     

濒危植物矮沙冬青传粉生物学特性研究

[目的]阐明矮沙冬青的传粉机制,揭示影响矮沙冬青传粉成功的因素。[方法]以矮沙冬青的自然居群为研究对象,研究其花粉活力、柱头可授性、花药日散粉进程和传粉昆虫的种类、行为及访花频率。[结果]矮沙冬青花粉活力保持时间较长,I～9d内均能保持50％以上的花粉活力,0～8d内柱头均具有可授性,但柱头可授性下降很快,花后10d柱头丧失可授性：传粉昆虫主要为蜂类。昆虫的访花频率与植物的花药散粉进程高度吻合。花药日散粉、昆虫的传粉频率与环境温度密切相关、[结论]影响矮沙冬青传粉成功的因素主要有访花昆虫的数量、访花昆虫的访花频率和外界因素,     

传粉综合征预测传粉者准确性检验——以邱北冬蕙兰为例

目的传粉综合征理论为植物与传粉者相互关系的进化提供了经典的假说, 然而, 随着越来越多泛化传粉系统被报道, 基于传粉综合征预测传粉者的准确性受到质疑。邱北冬蕙兰隶属于兰属建兰亚属, 花具香味, 唇瓣具紫色斑点。这些形态特征与已报道的由中华蜜蜂传粉的多种建兰亚属植物, 如兔耳兰、春兰等相似。我们根据传粉综合征理论预测邱北冬蕙兰传粉者同样为中华蜜蜂。本研究将验证利用传粉综合征预测传粉者这一方法的准确性, 探讨其适用范围。方法以邱北冬蕙兰为实验材料, 于2010—2012年在广西雅长兰科植物国家级自然保护区开展系统的传粉生物学研究, 包括开花物候观测、花形态测量、昆虫传粉行为观察、花颜色测量、花气味分析及人工繁育系统实验。结果中华蜜蜂的工蜂是邱北冬蕙兰唯一的传粉者, 花内不存在任何报酬物质, 推测具食源性欺骗传粉机制。唇瓣紫色斑点作为假蜜导欺骗中华蜜蜂访花, 花气味中含有酚类、酯类、醛类等物质, 其中醛类物质可能在吸引中华蜜蜂传粉过程中起着重要的作用, 利用传粉综合征预测传粉者的准确性得到成功检验。结论本研究为传粉综合征能够准确地预测传粉者的科学假设提供研究案例。但由于传粉综合征是由一组动态的、进化的花部性状组成, 通过传粉综合征预测传粉者时, 在已知亲缘关系相近植物传粉者前提下还需注意到生境变化、次级传粉者、传粉者功能群、历史演化、基因等因素的影响。      

樟树的开花特性及传粉生物学研究

[目的]研究樟树的开花及传粉生物学特性。[方法]测量花部综合特征,MTT法测花粉活性,联苯胺-过氧化氢法测柱头的可授性,通过异交指数、花粉胚珠比和人工授粉试验测定樟树的繁育系统类型,通过访花观察确定樟树的主要传粉者类型。[结果]樟树的花较小,柱头-花药间存在一定的空间分离;樟树的单花期3～4 d,花粉的高活性可以持续到花开后的第3天,而柱头具有较高的可授性是在花开的前2 d;樟树的繁育系统为兼性异交,自交亲和,需要传粉者,且樟树的结实率受到传粉者不足的限制,导致其自然结实率偏低,只有36.7%。[结论]该研究可为深入开展樟树的种质资源保存、杂交育种以及良种选育等工作奠定基础。     

片段化生境中极小种群野生植物种子传播研究进展

全球生境碎片化趋势逐渐加深,使在碎片化生境中的野生植物受到生存威胁,其中包含一些亟需保护的极小种群野生植物。本文主要通过综述片段化生境中植物种子传播过程的研究,如片段化生境对种子传播者的影响,种子扩散方式的改变,种子生境的变化等,发现片段化生境对于其中植物种子传播产生的影响产生了不一样甚至相对立的2种观点,其中包括生境片段化会给生境中植物种子扩散带来负效应,也有实验证明,片段化的生境会给植物的传播带来正效应。片段化生境中其他植物种子传播的研究对于极小种群野生植物种子传播有着较强借鉴意义,但在极小种群野生植物种子传播研究过程中缺乏经验。未来有待通过借鉴其他植物种子传播研究技术和理论对极小种群野生植物的物种进行有效保护,同时也可以对了解片段化森林中的群落构建过程有一定借鉴意义。     

多花野牡丹传粉生物学特性研究

多花野牡丹花期从5月初至6月末,单朵花开放1 d。异型雄蕊,5枚黄色花药位于柱头的上方,5枚紫红色花药位于柱头的下方两侧。花粉为扁球形,极面观为六裂圆形,黄色花药中花粉的三假沟连接到两极,紫红色花药花粉的三假沟未连接到两极。黄色和紫红色花药的花粉活力不同,并随开花进程有下降趋势。该物种存在无融合生殖现象。异花授粉单果饱满种子数显著高于自花授粉,两种传粉方式中,黄色花药中的花粉授粉效果好于紫红色花药。传粉昆虫有圆花熊蜂、红光熊蜂、鞋斑无垫蜂等,9:00~10:30昆虫访花频率最高,11:40以后见不到昆虫访花。杂交指数为4,繁育系统为部分自交亲和,异交,需要传粉者。花粉与胚珠比为601.54,繁育系统为兼性异交。     

3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3个赏花品种"玫瑰"、"红心"和"白花"在开花期表现出一定的泌蜜、花粉展现和昆虫传粉共性及差异性.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;3个木槿品种的主要传粉昆虫是东方蜜蜂、西方蜜蜂和熊蜂,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.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较低.     

热带次生林演替过程中环境因子对物种多样性的影响

为了解热带森林次生演替的群落环境特征变化对植物多样性的影响,以两种不同演替阶段的热带滨海次生林群落为研究对象,采用两种非参数检验以及Kendall秩相关分析的方法,对两群落内部的环境因子及其对植物多样性、均匀度以及物种周转率的影响进行研究。结果表明:各环境因子在群落间和群落内均存在差异。在热带常绿季雨林(TEMF)、灌木林(SHR)内,光合有效辐射(PAR)对物种多样性和周转率有显著影响。在两个群落内,土壤相对湿度对物种分布均起到重要影响,对SHR中物种分布的影响更强。在TEMF中,土壤温度、坡度及坡位对物种多样性和周转率限制显著;在SHR中,空气相对湿度成为限制物种分布的主要环境因子。     

传粉昆虫的研究现状及存在的问题

传粉昆虫种类繁多,其传粉特性和效果各不相同.目前,国外关于蜜蜂、熊蜂、壁蜂对农作物授粉的研究较为系统,措施得当,且已建立了工厂化周年繁育和出售的专业公司.国内对传粉昆虫的研究较为滞后,虽然在野生种类的驯养、人工繁殖方面取得突破,但要实现规模化饲养还存在不少问题.尤其要在传粉昆虫资源调查、生物学和生态学研究、人工繁殖、定向育种、病虫害防治、野生资源驯化和管理、授粉技术的改进等方面的研究上投入更大的力量,尽快缩短与发达国家的距离,让传粉昆虫更好地服务于农业生产.     

农用地利用集约度与昆虫传粉 服务之间的关系研究

【目的】研究农用地利用集约度与昆虫传粉服务之间的定量关系,为农用地集约利用提供有价值的决策依据。【方法】以广东省市域农用地为研究对象,选取4种不同传粉依赖度的典型农作物,基于长时间序列(2000—2015年)统计数据,利用回归分析方法分析各自集约度水平与其产量之间的关系,进而探索农用地集约水平与传粉服务的定量关系。【结果】(1)就作物产量而言,当作物的传粉依赖度越大时,随着集约度的提升作物产量呈下降趋势越明显;而当作物的传粉依赖度较小时,随着集约度的提升作物产量呈上升趋势。(2)就作物产量变异性而言,当作物的传粉依赖度越大时,随着集约度的提升,其产量变异性系数变大,即产量越不稳定。【结论】农用地集约利用水平的提升,并不一定带来作物产量的提升和产量的稳定性,而明显受限制于作物的传粉依赖度。     

银杏胚珠发育及其传粉生物学意义

银杏为雌雄异株、风媒传粉植物。其雌花为裸露的胚珠,胚珠在传粉期不仅负责捕捉和识别空气中漂浮的花粉,而且形成花粉进入胚珠体内的通道和贮存花粉的结构,因此胚珠结构对银杏传粉效率和繁殖成效有重要影响。本文利用半薄切片和扫描电镜等技术观察传粉前后银杏胚珠形态与结构特征的变化,以揭示银杏适应风媒传粉的机制。结果表明:银杏胚珠发育过程中珠柄原基于当年12月首先发生,翌年1月珠被原基分化;3月中旬珠心组织和珠托分化形成,珠心组织分化的同时,周围珠被组织细胞不断分裂增殖,在珠心上方围合形成珠孔道,珠心内则分化形成孢原细胞;3月下旬胚珠珠孔开始开张,珠孔道伸长,珠心组织靠近珠孔端细胞发生解体死亡,贮粉室逐渐形成,孢原细胞逐渐伸长转变为大孢子母细胞;4月上旬,珠孔开张达到最大,并形成向外翻卷的漏斗状,珠孔处产生传粉滴,珠孔道的长度达到最长,贮粉室上方形成开口,大孢子母细胞减数分裂形成四分体,此时为传粉授粉最佳时期;传粉结束后传粉滴消失,珠孔、珠孔道及贮粉室闭合,雌配子体发育进入游离核阶段。以上结果显示经过长期的自然选择与生态演化,银杏胚珠已经具备了许多适应于风媒传粉过程中接受和识别花粉的结构特征。