前言：寻找写作灵感？中文期刊网用心挑选的钝叶柃不同性别花比较，希望能为您的阅读和创作带来灵感，欢迎大家阅读并分享。
柃属包含约130种植物，是山茶科(Theaceae)厚皮香亚科(Ternstroemoideae)中最大1属，分布于亚洲热带、亚热带及西南太平洋各岛屿［1-3］。我国共83种(63种中国特有)［3］。该属植物是重要的蜜粉源［4］，也是极具开发潜力的园林植物［5-6］。但目前对本属的研究还较少，多限于经典分类及资源利用［6］。本属植物具有稳定的雌雄异株性系统［1，7-8］，目前只在少数物种中发现性别变异现象(性别表达偏离于正常的雌株及雄株)［9-12］，且仅在柃木(EuryajaponicaThunb．)中报道过两性花［10-12］。野外调查发现，缙云山的一些钝叶柃(EuryaobtusifoliaH．T．Chang)具有性别变异现象。研究发现，正常的雌花和雄花具有稳定的结构，性别变异株上的花或是雄蕊数量减少，或是胚珠数量减少，或是雄蕊、雌蕊在形态上出现明显的退化。正常雌花、雄花具有各自正常的性功能，个别性别变异株上的某些花具有两性功能。开花、传粉是有花植物完成有性生殖的必要条件，对于两性器官分离的雌雄异株植物尤为重要。柃属植物中除少数能进行克隆生殖外［13］，多数仅具有性生殖。本文以北碚缙云山及西山坪的钝叶柃作为研究对象，对其开花及传粉特性进行了初步研究，并对性别间存在的各方面差异进行了比较分析，以期为深入研究该属植物的生殖适应机制及系统进化提供一定参考。 1材料与方法 1．1研究地点 缙云山金果园3个样地:JOd(JinguoOrchard-down，N29°51'41″，E106°23'34″，海拔341m)，JOm(JinguoOrchard-middle，N29°51'39″，E106°23'37″，海拔375m)，以及JOu(JinguoOrchard-up，N29°51'34″，E106°23'41″，海拔412m);西山坪一个样地:XSP(Xishanping，N29°51'52″，E106°25'23″，海拔450m)。其中JOm及JOu具性别变异株及正常雌雄异株个体，JOm样地雌株、雄株及性别变异株的比例为1∶1．5∶4．5，JOu中为1∶0.5∶1．25。JOd及XSP样地中仅具正常雌雄异株个体，JOd样地雌株与雄株的比例为1:1．2，XSP中为1∶1．11。 1．2物种 据各种植物志记载，钝叶柃为雌雄异株［1，7-8］。雌株花仅具雌蕊，无退化雄蕊;雄株花具10枚左右雄蕊，中央具1形态稳定的退化子房(半圆形突起)［9］。初步研究发现缙云山具正常雌雄异株个体(包括雌株、雄株)及性别变异株。雌株上仅具雌花;雄株上仅具雄花;性别变异株在性别表达上偏离于正常雌株及雄株:有的具有两性功能(具有两性花或同时具有雌花及雄花);有的仅具雌性功能，但具不同程度退化的雄蕊;有的仅具雄性功能，但不育雌蕊发育明显。若无特殊说明，本文所提雌花及雄花分别指正常雌株及雄株上的花。 1．3花部形态及开花动态 对野外植株挂牌标记。取新鲜花枝于冰盒中保鲜，带回室内置于NikonSM21000体视镜下观察、拍照及测量。共获得6雌株(JOd、XSP各3株)，4雄株(JOd、XSP各2株)及12性别变异株(JOm及JOu)上224朵花(完全开放，每株9—15朵)的13项形态数据。花粉及柱头形态于PhenixPH100光学显微镜下观察。2011年2月10日至3月20日，每日对金果园3个样方中10株(3雌株，5雄株，2性别变异株)上338朵花(雌株136，雄株154，性别变异株48)观测、记录、拍照。并注意观察花形态、泌蜜及花的色味变化，花药及柱头的形态变化。以花瓣展开出现开口为开花标志，花瓣变黄或脱落为开花结束标志。共记录了254朵花(雌株97、雄株137、性别变异株20)从开始开花至开花结束的完整变化。注意记录每日天气状况、温度及湿度。 1．4花朵朝向 每株上随机选取不同方位花共30朵，用量角器测量其中轴与铅垂线近地一侧的夹角。角度等于0°者为垂直朝下，大于90°者为朝上，0°至90°间者为斜向下。共随机测量了5雌株，6雄株及4性别变异株。 1．5花粉活力及柱头可授性 用1%MTT水溶液检测花粉活力。被染成蓝色者为具活力花粉，不被染色者为不具活力花粉。花粉活力为被染色花粉的百分比。柱头可授性测定方法与花粉测定方法类似，具可授性的部分被染成蓝色［14-15］。 1．6花粉对水的耐受性检测 参考Mao等［16］检测花粉对水耐受性的方法。9:00之前取当天开放花的新鲜花粉，分别于蒸馏水，无蔗糖花粉培养液，10%蔗糖花粉培养液及50%蔗糖花粉培养液中，于即时温度(10℃左右)下培养，每组3个重复。每隔一段时间，取出3滴于载玻片上，用1%MTT染色10min，于显微镜下分别观察并计算染色率及萌发率。 1．7花粉量测定 取将开放花，投入装有1mL蒸馏水的1．5mL离心管中，用镊子将花朵于液体中碾碎。置离心管于超声波清洗仪中处理30min，使花粉从花药中分离并均匀分散于液体中。处理完成后，每管取10μL于载玻片上记录花粉数量，重复5次，计算单花花粉量。 1．8花蜜体积的测定 采用滤纸条法［17］。于测量前一天吸干花蜜并对花枝套袋［15］，1d后用1mm宽滤纸条测量花蜜沾湿长度。以20%蔗糖溶液制作标准曲线，计算单花单日泌蜜量。 1．9套袋及套网实验 于开花前对雌株及两性株分别进行3组处理［18］:1)套硫酸纸袋，2)套80目尼龙网袋，3)仅标记不套袋。分别检测钝叶柃的无融合生殖情况，风媒传粉情况及自然结实率。于5月中旬果实发育但未成熟时统计结实率。由于钝叶柃花小且多，本试验对其枝条进行整枝套袋、套网［18］。 1．10传粉昆虫及传粉行为 于盛花期连续数日观察访花者类别及访花频率［15］。采集访花者制成标本以备鉴定。摄像记录访花者的访花行为及访花时间［19］。注意记录各时段温度、湿度及天气变化。#p#分页标题#e# 2结果与分析 2．1开花动态 2．1．1种群开花概况 钝叶柃花蕾期长，头年10月就已出现花蕾。雌雄花形态在花蕾期就有明显差异:雌花花蕾较小，先端较尖;雄花花蕾较大，先端较圆。这与包裹其内的雌蕊、雄蕊形态相适应。花期为翌年2—3月，一旦花期到来，短时间内全部开放，致使同株上几乎所有花同时呈现。花小而多，1株上可达数千甚至上万朵。花期短，十多天后迅速凋谢。开花时花瓣逐步展开，展开即散发香味，持续散香直至花期结束，不同性别植株香味相同。花期过后，雌花仅花瓣萎蔫、脱落，雄花自花梗基部一同脱落。某些具退化雌蕊的雄花(性别变异株上)，花瓣先脱落，一段时间后留下的不育子房连同花梗一起脱落。2011年，金果园种群的始花日为2月7日(雄花最先开放)，2月16日进入开花高峰期，2月25日以后花朵迅速凋谢进入终花期。但有几株性别变异株的始花时间(2月20日左右)明显晚于其他个体。 2．1．2雌株开花动态 雌花柱头在花蕾期就已开裂，但裂片不展开。开花过程中雌花花部形态的变化如图1A所示。开花第1天，雌花花瓣微展，露出柱头先端，此时花瓣与柱头处在同一高度;之后花瓣逐渐反卷，柱头裂片逐渐伸长并向外翻。花开放2—9d(平均(5．88±0．12)d，Mean±ED，下同)，雌花才能完全展开。此时，雌花花瓣反卷，暴露柱头，子房基部开始分泌花蜜。单花单日泌蜜量约为2．65μL(n=60)，持续分泌至开花结束。花开放7—18d(即花寿命，平均(13．35±0．23)d)雌花花瓣开始萎蔫或脱落。柱头裂片表面具腺状突起，这些突起在柱头裂片伸长及反卷过程中逐渐发育完善。经检验，具腺状突起的部位与具可授性的部位一致。柱头可授性保持时间长，花瓣刚展开柱头裂片内侧就能检测出可授性，完全开放时可授性最强，裂片内外两侧均能检测出可授性。授粉后，部分腺状突起会变形，至柱头完全萎蔫。 2．1．3雄株开花动态 花瓣展开前雄花花药就已经开裂。开花过程中，雄花花部形态的变化如图1B所示。开花第1天，花瓣稍稍张开，在先端形成一小孔。枝条颤动，花粉则可从小孔大量散出。经检测，花粉活力可达99%以上。这些花粉置于空气中，10d后仍能保持活力50%以上。此后，花瓣逐渐开展，但不反卷，先端小孔逐渐扩大。完全开放的雄花呈灯笼状，5片花瓣相互重叠将雄蕊保护于其中，仅在先端形成一圆形开口。花开放1—2d，雄花便可完全展开。花开放5—10d(平均(7．5±0．13)d)，雄花花瓣开始萎蔫，不久连同花梗一起脱落。 2．1．4性别变异株开花动态 与雌花、雄花类似，性别变异株上的花在完全开放前也需在形态上经历一段逐步变化的过程。完全开放时则呈现出雌花、雄花间的过渡特征。但个体间差异较大，有的花瓣不反卷，类似雄花的灯笼形，但花瓣先端分离程度比雄花更大。有的花瓣反卷，类似雌花露出其中花蕊，但反卷的程度不如雌花(图2)。其雌蕊或雄蕊若发育完善，变化动态与雌花或雄花一致。性别变异株大多能泌蜜，只要雌蕊在形态上稍有发育。性别变异株上花寿命为3—9d(平均(6．45±0．29)d)。 2．23种植株花形态比较 从表1所示13项形态指标(图3)来看，雄株花的整体大小及花瓣、花萼均明显大于雌株(P＜0．05)，具体表现为:雄株花梗长约为雌株2．02倍，花长度约为雌株的1．35倍，花径约为雌株的1．13倍，花瓣长约为雌株的1.89倍，花瓣宽约为雌株的1．81倍，花萼长约为雌株的1．24倍，花萼宽约为雌株的1．42倍。性别变异株则介于两者间。 2．33种植株花朝向比较 对3种植物花朝向的测量结果如表2所示，雄花倾向于垂直朝下，雌花倾向于斜向下朝向枝条末端。性别变异株在朝向上也具有雌雄株间的过渡特征，且个体间差异大，有的与雌株更接近，有的与雄株更接近。 2．4单花花粉量，花粉形态及花粉对水的耐受性 钝叶柃雄花单花花分量为(29268±3735)粒(n=70)。性别变异株上多数雄蕊严重退化不产生花粉，对1两性株上30朵花进行检测，平均(4231±1048)粒/朵，其中8朵无花粉，但花粉多者也可达22880粒/朵。钝叶柃花粉长椭圆形，3孔沟，外壁较光滑，遇水膨胀成近圆形(图4)。花粉萌发实验表明，钝叶柃花粉在蒸馏水中就能萌发(图4)，且具较高的萌发率;在10%蔗糖花粉培养液中萌发率最高;在50%蔗糖花粉培养液中不萌发;在无蔗糖花粉培养液中有极少量花粉萌发(图5)。从不同溶液中染色率及萌发率的变化看，花粉萌发后迅速失去活力(图5)。钝叶柃花粉在蒸馏水中易萌发，失活快，说明水对其具明显破坏作用。 2．5传粉系统 2．5．1套袋套网实验 自然传粉条件下，雌株间结实率差异很大(表3)，高者可达90%，低者不足15%，平均结实率为54．75%，较两性株(23．24%)大。雌株的套袋花朵均未结实说明钝叶柃不具无融合生殖，两性株的套袋具有较低的结实率(9．55%)，说明两性钝叶柃个体可以实现自交。但属于花内自花授粉还是花间自花授粉还有待证实。套网者有较低的结实率(2．33%)，说明风媒传粉存在，但作用微小。 2．5．2传粉昆虫及传粉行为 钝叶柃的访花昆虫类群多样。已观察到2种蜜蜂(蜜蜂科Apidae)，3种食蚜蝇(食蚜蝇科Syrphidae)，2种蝇(蝇科Muscidae)，1种天蛾(天蛾科Sphingidae)，1种叶甲(叶甲科Chrysomelidae)及2种蚁(蚁科Formicidae)。访花频率最高的为蜜蜂科的意大利蜂(Apismellifera)，平均(2．30±0．25)只•min－1•株－1(n=96);其次是黑带食蚜蝇(Episyrphusbalteatus)，平均(0．41±0．11)只•min－1•株－1(n=96);再次是1种蝇及1种熊蜂，访花频率分别为0．14±0．03只•min－1•株－1(n=96)及(0．09±0．03)只•min－1•株－1(n=96)。钝叶柃以白色花瓣、香味、花粉(雄)及花蜜(雌)作为昆虫访花的诱物。昆虫访花时间在7:00左右至17:30左右，温度达10℃以上时，访花频率高，昆虫访花不断。温度低于10℃时，除熊蜂外，其它昆虫都很少见。以上4种访花频率较高的昆虫在雌株、雄株及性别变异株上均出现，这是钝叶柃有效传粉的保证。#p#分页标题#e# 两种蜜蜂科昆虫行动敏捷，在雄株上采食、收集花粉，在雌株上吸食花蜜，为钝叶柃的主要传粉者(图6)。由于钝叶柃花腋生，访花时，它们以足抓住花瓣，倒挂于枝上(图6)。访问雄花时，两种蜂的单花访问时间有较大差异，受花粉量影响大。当天开放的花，花粉丰富，单花访问时间可达30s以上。盛花期之后，多数时间则用在寻找花粉上，每花搜寻1—2s既离开。访问雄花时，花粉掉落在其胸部。访问雌花时两种蜂多沿枝条，以爬行的方式连续访花，用吸管吸食花蜜，每朵花的访问时间约1—2s，访花过程中昆虫的胸部与雌花柱头充分接触。性别变异株上，观察到的主要是吸蜜行为。两种蜂在雄株上的访花频率均大于雌株。意大利蜂在雌株上的访花频率为(2．55±0．36)只•min－1•株－1(n=31)，雄株上为(3．55±0．55)只•min－1•株－1(n=30)，性别变异株上为(0．5±0．17)只•min－1•株－1(n=30)。熊蜂在雌株上的访花频率为(0．01±0．007)只•min－1•株－1(n=31)，雄株上为(0．12±0．05)只•min－1•株－1(n=30)，性别变异株上为(0．13±0．06)只•min－1•株－1(n=30)。 食蚜蝇及蝇在雄株雌株中均出现，但仅观察到其吸蜜动作。它们出现在雄株可能是因为对性别的辨识力不高，被雌雄株间相同诱物所吸引。它们体表较光滑，携带花粉的能力不如两种蜂，在传粉中起一定作用。两者中黑带食蚜蝇具有较高的访花频率，但其行动较缓慢，在花间飞行的时间长，喜长时间停留在花、叶或枝上，传粉效率不高。蚁类吸食花蜜，其体型小，难与花药、花柱充分接触，身体光滑，不易携带花粉，行动缓慢难以有效转移花粉，为偷蜜者(图6)。天蛾仅观察到1次。叶甲在花上出现，但目的不明。 3讨论 对于进行有性生殖的雌雄异株植物来说，雄株上的雄花花粉有效到达雌株上的雌花柱头是其完成有性生殖的重要保证。钝叶柃在开花和传粉上的诸多特性都体现了其对雌雄异株性系统的适应。钝叶柃主要依靠虫媒传粉，风媒传粉也起着微小作用。这种混合的传粉系统在黄花柳(SalixcapreaL．)等其他雌雄异株的有花植物中也存在［20］。研究指出，雌雄异株与风媒传粉有着紧密的联系［20-23］，甚至有人认为这种混合式的传粉系统是虫媒传粉向风媒传粉进化的过渡［20］。 不同性别的钝叶柃具有一些共同特征。花期短，花小而多，开花同步性高。花期较短的物种往往产生许多同时开放的花。这有助于吸引昆虫，增加传粉，又不会像雌雄同花及雌雄同株异花植物那样有增加同株内异花授粉的顾虑［24］。花多利于保证能有效授粉的花的数量。不同性别的花具有相同的颜色和香味，利于昆虫在两者间活动。其主要传粉昆虫在雌雄株上均出现，且都具较高的访花频率。这些传粉者(意大利蜂、熊蜂)对花的选择性不高，也为山莓(RubuscorchorifoliusL．f．)、鼓子花(Calystegiasilvatica(Kitaib．)Griseb．subsp．orientalisBrummitt)等形态颜色各异的植物传粉。但其他植物对钝叶柃传粉昆虫的竞争并不大，其是缙云山早春第一批开花的植物之一，与其花期重叠的植物少，几乎不存在Charlesworth［25］所提的雄株花粉向雌株转移的障碍。 不同性别钝叶柃具有明显差异。1)雄花呈灯笼状，花瓣不反卷，将雄蕊保护于其内，雌花辐射状，花瓣反卷，暴露出柱头。这既能防止雨水对花粉的直接冲刷和对花粉活力造成的破坏，又利于昆虫在吸食花蜜时，使其胸部携带的花粉与柱头充分接触，从而有利于授粉。2)雄花明显大于雌花。这一现象在许多雌雄异株植物中都存在［26-28］。研究证明，昆虫的访花对雄性适合度的影响大于雌性适合度［22，29］。雄花花冠大，利于吸引昆虫，昆虫访花频率越高，越有利于花粉输出。而只要花粉输出量充足，雌花接受一次访问便可完成受精。另外，从资源优化配置的角度来看，由于雌株在生殖上需比雄株投入更多的能量［11］，因此其尽可将花大小上的投入节约下来，用于果实及种子的孕育［21，30］。3)雄花倾向于垂直朝下，雌花倾向于斜向下朝向枝条末端。这同样也可避免雨水对花粉的冲刷及对花粉活力造成的破坏。另外，访花昆虫需从开口处访花，雄花顶端向地，利于花粉掉落到传粉昆虫上，而雌花多斜向下朝向花枝末端，利于昆虫在花枝上连续爬行时对雌花高效授粉;4)雌花寿命长于雄花。多数雌雄异株植物都具有雌花寿命长于雄花这一规律［24，31］。雌花寿命较长更能保证花朵接受花粉［24］。 相应地，传粉昆虫的行为在雌雄株上也存在一定差异。它们在雄株上采食、收集花粉，在雌株上吸食花蜜，且在雄株上出现的频率稍高于雌株。这可能是由于雄花较大，但也与花数量，花香味，访花报酬等多种因素相关。雄株上高的访花频率可促进花粉的输出。 花是植物的生殖器官，其特征会对基因传递，种群基因结构及选择应答等造成影响，在进化中具有重要意义［32］。传粉者选择被认为是塑造有花植物花特征的重要因素［33-34］，在性二态有花植物的花特征塑造上，同样起着重要作用［33］。钝叶柃花在性别间的差异可能与昆虫选择有一定关系。在传粉昆虫的作用下，花大，垂直朝下，花瓣不反卷者更易输出花粉，花小，斜向下，花瓣反卷者更易接受花粉。另外还可能与雨水的选择有关。一直以来非生物因素对花特征的塑造作用常被忽略，近年来才逐渐受到重视［35］。Huang等［36］，Mao等［16］，Wang等［35］先后研究了雨水对花朝向的影响。在雨水的选择压力下，花粉对雨水耐受性低的有花植物往往进化出保护花粉的特征［16］。钝叶柃花粉活力易被水破坏，在雨水的选择压力下，具花粉的雄花逐步进化出了保护花粉的形态及着生方式(灯笼形，花朝下)。钝叶柃雌雄花形态上的差异，是其周围各种生物因素及非生物因素共同作用的结果，其中传粉昆虫和雨水的选择可能起着重要作用。致谢:西南大学陶建平教授、四川农业大学操国兴副教授在论文撰写及修改过程中提供帮助，西南大学谢嗣光副教授在昆虫识别及鉴定上帮助，西南大学生命科学学院周莎，周凤，罗超，周彩华，秦凤等在野外观察记录及数据统计中提供帮助;西南大学外国语学院周莉翻译日文文献，特此致谢。#p#分页标题#e#