前言：尋找寫作靈感？中文期刊網用心挑選的鈍葉柃不同性別花比較，希望能為您的閱讀和創作帶來靈感，歡迎大家閱讀并分享。
柃屬包含約130種植物，是山茶科(Theaceae)厚皮香亞科(Ternstroemoideae)中最大1屬，分布于亞洲熱帶、亞熱帶及西南太平洋各島嶼［1-3］。我國共83種(63種中國特有)［3］。該屬植物是重要的蜜粉源［4］，也是極具開發潛力的園林植物［5-6］。但目前對本屬的研究還較少，多限于經典分類及資源利用［6］。本屬植物具有穩定的雌雄異株性系統［1，7-8］，目前只在少數物種中發現性別變異現象(性別表達偏離于正常的雌株及雄株)［9-12］，且僅在柃木(EuryajaponicaThunb．)中報道過兩性花［10-12］。野外調查發現，縉云山的一些鈍葉柃(EuryaobtusifoliaH．T．Chang)具有性別變異現象。研究發現，正常的雌花和雄花具有穩定的結構，性別變異株上的花或是雄蕊數量減少，或是胚珠數量減少，或是雄蕊、雌蕊在形態上出現明顯的退化。正常雌花、雄花具有各自正常的性功能，個別性別變異株上的某些花具有兩性功能。開花、傳粉是有花植物完成有性生殖的必要條件，對于兩性器官分離的雌雄異株植物尤為重要。柃屬植物中除少數能進行克隆生殖外［13］，多數僅具有性生殖。本文以北碚縉云山及西山坪的鈍葉柃作為研究對象，對其開花及傳粉特性進行了初步研究，并對性別間存在的各方面差異進行了比較分析，以期為深入研究該屬植物的生殖適應機制及系統進化提供一定參考。 1材料與方法 1．1研究地點 縉云山金果園3個樣地: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);西山坪一個樣地:XSP(Xishanping，N29°51'52″，E106°25'23″，海拔450m)。其中JOm及JOu具性別變異株及正常雌雄異株個體，JOm樣地雌株、雄株及性別變異株的比例為1∶1．5∶4．5，JOu中為1∶0.5∶1．25。JOd及XSP樣地中僅具正常雌雄異株個體，JOd樣地雌株與雄株的比例為1:1．2，XSP中為1∶1．11。 1．2物種 據各種植物志記載，鈍葉柃為雌雄異株［1，7-8］。雌株花僅具雌蕊，無退化雄蕊;雄株花具10枚左右雄蕊，中央具1形態穩定的退化子房(半圓形突起)［9］。初步研究發現縉云山具正常雌雄異株個體(包括雌株、雄株)及性別變異株。雌株上僅具雌花;雄株上僅具雄花;性別變異株在性別表達上偏離于正常雌株及雄株:有的具有兩性功能(具有兩性花或同時具有雌花及雄花);有的僅具雌性功能，但具不同程度退化的雄蕊;有的僅具雄性功能，但不育雌蕊發育明顯。若無特殊說明，本文所提雌花及雄花分別指正常雌株及雄株上的花。 1．3花部形態及開花動態 對野外植株掛牌標記。取新鮮花枝于冰盒中保鮮，帶回室內置于NikonSM21000體視鏡下觀察、拍照及測量。共獲得6雌株(JOd、XSP各3株)，4雄株(JOd、XSP各2株)及12性別變異株(JOm及JOu)上224朵花(完全開放，每株9—15朵)的13項形態數據。花粉及柱頭形態于PhenixPH100光學顯微鏡下觀察。2011年2月10日至3月20日，每日對金果園3個樣方中10株(3雌株，5雄株，2性別變異株)上338朵花(雌株136，雄株154，性別變異株48)觀測、記錄、拍照。并注意觀察花形態、泌蜜及花的色味變化，花藥及柱頭的形態變化。以花瓣展開出現開口為開花標志，花瓣變黃或脫落為開花結束標志。共記錄了254朵花(雌株97、雄株137、性別變異株20)從開始開花至開花結束的完整變化。注意記錄每日天氣狀況、溫度及濕度。 1．4花朵朝向 每株上隨機選取不同方位花共30朵，用量角器測量其中軸與鉛垂線近地一側的夾角。角度等于0°者為垂直朝下，大于90°者為朝上，0°至90°間者為斜向下。共隨機測量了5雌株，6雄株及4性別變異株。 1．5花粉活力及柱頭可授性 用1%MTT水溶液檢測花粉活力。被染成藍色者為具活力花粉，不被染色者為不具活力花粉?；ǚ刍盍楸蝗旧ǚ鄣陌俜直?。柱頭可授性測定方法與花粉測定方法類似，具可授性的部分被染成藍色［14-15］。 1．6花粉對水的耐受性檢測 參考Mao等［16］檢測花粉對水耐受性的方法。9:00之前取當天開放花的新鮮花粉，分別于蒸餾水，無蔗糖花粉培養液，10%蔗糖花粉培養液及50%蔗糖花粉培養液中，于即時溫度(10℃左右)下培養，每組3個重復。每隔一段時間，取出3滴于載玻片上，用1%MTT染色10min，于顯微鏡下分別觀察并計算染色率及萌發率。 1．7花粉量測定 取將開放花，投入裝有1mL蒸餾水的1．5mL離心管中，用鑷子將花朵于液體中碾碎。置離心管于超聲波清洗儀中處理30min，使花粉從花藥中分離并均勻分散于液體中。處理完成后，每管取10μL于載玻片上記錄花粉數量，重復5次，計算單花花粉量。 1．8花蜜體積的測定 采用濾紙條法［17］。于測量前一天吸干花蜜并對花枝套袋［15］，1d后用1mm寬濾紙條測量花蜜沾濕長度。以20%蔗糖溶液制作標準曲線，計算單花單日泌蜜量。 1．9套袋及套網實驗 于開花前對雌株及兩性株分別進行3組處理［18］:1)套硫酸紙袋，2)套80目尼龍網袋，3)僅標記不套袋。分別檢測鈍葉柃的無融合生殖情況，風媒傳粉情況及自然結實率。于5月中旬果實發育但未成熟時統計結實率。由于鈍葉柃花小且多，本試驗對其枝條進行整枝套袋、套網［18］。 1．10傳粉昆蟲及傳粉行為 于盛花期連續數日觀察訪花者類別及訪花頻率［15］。采集訪花者制成標本以備鑒定。攝像記錄訪花者的訪花行為及訪花時間［19］。注意記錄各時段溫度、濕度及天氣變化。#p#分頁標題#e# 2結果與分析 2．1開花動態 2．1．1種群開花概況 鈍葉柃花蕾期長，頭年10月就已出現花蕾。雌雄花形態在花蕾期就有明顯差異:雌花花蕾較小，先端較尖;雄花花蕾較大，先端較圓。這與包裹其內的雌蕊、雄蕊形態相適應?；ㄆ跒橐钅?—3月，一旦花期到來，短時間內全部開放，致使同株上幾乎所有花同時呈現?；ㄐ《?，1株上可達數千甚至上萬朵?；ㄆ诙蹋嗵旌笱杆俚蛑x。開花時花瓣逐步展開，展開即散發香味，持續散香直至花期結束，不同性別植株香味相同。花期過后，雌花僅花瓣萎蔫、脫落，雄花自花?；恳煌撀洹Ｄ承┚咄嘶迫锏男刍?性別變異株上)，花瓣先脫落，一段時間后留下的不育子房連同花梗一起脫落。2011年，金果園種群的始花日為2月7日(雄花最先開放)，2月16日進入開花高峰期，2月25日以后花朵迅速凋謝進入終花期。但有幾株性別變異株的始花時間(2月20日左右)明顯晚于其他個體。 2．1．2雌株開花動態 雌花柱頭在花蕾期就已開裂，但裂片不展開。開花過程中雌花花部形態的變化如圖1A所示。開花第1天，雌花花瓣微展，露出柱頭先端，此時花瓣與柱頭處在同一高度;之后花瓣逐漸反卷，柱頭裂片逐漸伸長并向外翻。花開放2—9d(平均(5．88±0．12)d，Mean±ED，下同)，雌花才能完全展開。此時，雌花花瓣反卷，暴露柱頭，子房基部開始分泌花蜜。單花單日泌蜜量約為2．65μL(n=60)，持續分泌至開花結束?；ㄩ_放7—18d(即花壽命，平均(13．35±0．23)d)雌花花瓣開始萎蔫或脫落。柱頭裂片表面具腺狀突起，這些突起在柱頭裂片伸長及反卷過程中逐漸發育完善。經檢驗，具腺狀突起的部位與具可授性的部位一致。柱頭可授性保持時間長，花瓣剛展開柱頭裂片內側就能檢測出可授性，完全開放時可授性最強，裂片內外兩側均能檢測出可授性。授粉后，部分腺狀突起會變形，至柱頭完全萎蔫。 2．1．3雄株開花動態 花瓣展開前雄花花藥就已經開裂。開花過程中，雄花花部形態的變化如圖1B所示。開花第1天，花瓣稍稍張開，在先端形成一小孔。枝條顫動，花粉則可從小孔大量散出。經檢測，花粉活力可達99%以上。這些花粉置于空氣中，10d后仍能保持活力50%以上。此后，花瓣逐漸開展，但不反卷，先端小孔逐漸擴大。完全開放的雄花呈燈籠狀，5片花瓣相互重疊將雄蕊保護于其中，僅在先端形成一圓形開口。花開放1—2d，雄花便可完全展開。花開放5—10d(平均(7．5±0．13)d)，雄花花瓣開始萎蔫，不久連同花梗一起脫落。 2．1．4性別變異株開花動態 與雌花、雄花類似，性別變異株上的花在完全開放前也需在形態上經歷一段逐步變化的過程。完全開放時則呈現出雌花、雄花間的過渡特征。但個體間差異較大，有的花瓣不反卷，類似雄花的燈籠形，但花瓣先端分離程度比雄花更大。有的花瓣反卷，類似雌花露出其中花蕊，但反卷的程度不如雌花(圖2)。其雌蕊或雄蕊若發育完善，變化動態與雌花或雄花一致。性別變異株大多能泌蜜，只要雌蕊在形態上稍有發育。性別變異株上花壽命為3—9d(平均(6．45±0．29)d)。 2．23種植株花形態比較 從表1所示13項形態指標(圖3)來看，雄株花的整體大小及花瓣、花萼均明顯大于雌株(P＜0．05)，具體表現為:雄株花梗長約為雌株2．02倍，花長度約為雌株的1．35倍，花徑約為雌株的1．13倍，花瓣長約為雌株的1.89倍，花瓣寬約為雌株的1．81倍，花萼長約為雌株的1．24倍，花萼寬約為雌株的1．42倍。性別變異株則介于兩者間。 2．33種植株花朝向比較 對3種植物花朝向的測量結果如表2所示，雄花傾向于垂直朝下，雌花傾向于斜向下朝向枝條末端。性別變異株在朝向上也具有雌雄株間的過渡特征，且個體間差異大，有的與雌株更接近，有的與雄株更接近。 2．4單花花粉量，花粉形態及花粉對水的耐受性 鈍葉柃雄花單花花分量為(29268±3735)粒(n=70)。性別變異株上多數雄蕊嚴重退化不產生花粉，對1兩性株上30朵花進行檢測，平均(4231±1048)粒/朵，其中8朵無花粉，但花粉多者也可達22880粒/朵。鈍葉柃花粉長橢圓形，3孔溝，外壁較光滑，遇水膨脹成近圓形(圖4)。花粉萌發實驗表明，鈍葉柃花粉在蒸餾水中就能萌發(圖4)，且具較高的萌發率;在10%蔗糖花粉培養液中萌發率最高;在50%蔗糖花粉培養液中不萌發;在無蔗糖花粉培養液中有極少量花粉萌發(圖5)。從不同溶液中染色率及萌發率的變化看，花粉萌發后迅速失去活力(圖5)。鈍葉柃花粉在蒸餾水中易萌發，失活快，說明水對其具明顯破壞作用。 2．5傳粉系統 2．5．1套袋套網實驗 自然傳粉條件下，雌株間結實率差異很大(表3)，高者可達90%，低者不足15%，平均結實率為54．75%，較兩性株(23．24%)大。雌株的套袋花朵均未結實說明鈍葉柃不具無融合生殖，兩性株的套袋具有較低的結實率(9．55%)，說明兩性鈍葉柃個體可以實現自交。但屬于花內自花授粉還是花間自花授粉還有待證實。套網者有較低的結實率(2．33%)，說明風媒傳粉存在，但作用微小。 2．5．2傳粉昆蟲及傳粉行為 鈍葉柃的訪花昆蟲類群多樣。已觀察到2種蜜蜂(蜜蜂科Apidae)，3種食蚜蠅(食蚜蠅科Syrphidae)，2種蠅(蠅科Muscidae)，1種天蛾(天蛾科Sphingidae)，1種葉甲(葉甲科Chrysomelidae)及2種蟻(蟻科Formicidae)。訪花頻率最高的為蜜蜂科的意大利蜂(Apismellifera)，平均(2．30±0．25)只•min－1•株－1(n=96);其次是黑帶食蚜蠅(Episyrphusbalteatus)，平均(0．41±0．11)只•min－1•株－1(n=96);再次是1種蠅及1種熊蜂，訪花頻率分別為0．14±0．03只•min－1•株－1(n=96)及(0．09±0．03)只•min－1•株－1(n=96)。鈍葉柃以白色花瓣、香味、花粉(雄)及花蜜(雌)作為昆蟲訪花的誘物。昆蟲訪花時間在7:00左右至17:30左右，溫度達10℃以上時，訪花頻率高，昆蟲訪花不斷。溫度低于10℃時，除熊蜂外，其它昆蟲都很少見。以上4種訪花頻率較高的昆蟲在雌株、雄株及性別變異株上均出現，這是鈍葉柃有效傳粉的保證。#p#分頁標題#e# 兩種蜜蜂科昆蟲行動敏捷，在雄株上采食、收集花粉，在雌株上吸食花蜜，為鈍葉柃的主要傳粉者(圖6)。由于鈍葉柃花腋生，訪花時，它們以足抓住花瓣，倒掛于枝上(圖6)。訪問雄花時，兩種蜂的單花訪問時間有較大差異，受花粉量影響大。當天開放的花，花粉豐富，單花訪問時間可達30s以上。盛花期之后，多數時間則用在尋找花粉上，每花搜尋1—2s既離開。訪問雄花時，花粉掉落在其胸部。訪問雌花時兩種蜂多沿枝條，以爬行的方式連續訪花，用吸管吸食花蜜，每朵花的訪問時間約1—2s，訪花過程中昆蟲的胸部與雌花柱頭充分接觸。性別變異株上，觀察到的主要是吸蜜行為。兩種蜂在雄株上的訪花頻率均大于雌株。意大利蜂在雌株上的訪花頻率為(2．55±0．36)只•min－1•株－1(n=31)，雄株上為(3．55±0．55)只•min－1•株－1(n=30)，性別變異株上為(0．5±0．17)只•min－1•株－1(n=30)。熊蜂在雌株上的訪花頻率為(0．01±0．007)只•min－1•株－1(n=31)，雄株上為(0．12±0．05)只•min－1•株－1(n=30)，性別變異株上為(0．13±0．06)只•min－1•株－1(n=30)。 食蚜蠅及蠅在雄株雌株中均出現，但僅觀察到其吸蜜動作。它們出現在雄株可能是因為對性別的辨識力不高，被雌雄株間相同誘物所吸引。它們體表較光滑，攜帶花粉的能力不如兩種蜂，在傳粉中起一定作用。兩者中黑帶食蚜蠅具有較高的訪花頻率，但其行動較緩慢，在花間飛行的時間長，喜長時間停留在花、葉或枝上，傳粉效率不高。蟻類吸食花蜜，其體型小，難與花藥、花柱充分接觸，身體光滑，不易攜帶花粉，行動緩慢難以有效轉移花粉，為偷蜜者(圖6)。天蛾僅觀察到1次。葉甲在花上出現，但目的不明。 3討論 對于進行有性生殖的雌雄異株植物來說，雄株上的雄花花粉有效到達雌株上的雌花柱頭是其完成有性生殖的重要保證。鈍葉柃在開花和傳粉上的諸多特性都體現了其對雌雄異株性系統的適應。鈍葉柃主要依靠蟲媒傳粉，風媒傳粉也起著微小作用。這種混合的傳粉系統在黃花柳(SalixcapreaL．)等其他雌雄異株的有花植物中也存在［20］。研究指出，雌雄異株與風媒傳粉有著緊密的聯系［20-23］，甚至有人認為這種混合式的傳粉系統是蟲媒傳粉向風媒傳粉進化的過渡［20］。 不同性別的鈍葉柃具有一些共同特征?；ㄆ诙蹋ㄐ《?，開花同步性高?；ㄆ谳^短的物種往往產生許多同時開放的花。這有助于吸引昆蟲，增加傳粉，又不會像雌雄同花及雌雄同株異花植物那樣有增加同株內異花授粉的顧慮［24］?；ǘ嗬诒ＷC能有效授粉的花的數量。不同性別的花具有相同的顏色和香味，利于昆蟲在兩者間活動。其主要傳粉昆蟲在雌雄株上均出現，且都具較高的訪花頻率。這些傳粉者(意大利蜂、熊蜂)對花的選擇性不高，也為山莓(RubuscorchorifoliusL．f．)、鼓子花(Calystegiasilvatica(Kitaib．)Griseb．subsp．orientalisBrummitt)等形態顏色各異的植物傳粉。但其他植物對鈍葉柃傳粉昆蟲的競爭并不大，其是縉云山早春第一批開花的植物之一，與其花期重疊的植物少，幾乎不存在Charlesworth［25］所提的雄株花粉向雌株轉移的障礙。 不同性別鈍葉柃具有明顯差異。1)雄花呈燈籠狀，花瓣不反卷，將雄蕊保護于其內，雌花輻射狀，花瓣反卷，暴露出柱頭。這既能防止雨水對花粉的直接沖刷和對花粉活力造成的破壞，又利于昆蟲在吸食花蜜時，使其胸部攜帶的花粉與柱頭充分接觸，從而有利于授粉。2)雄花明顯大于雌花。這一現象在許多雌雄異株植物中都存在［26-28］。研究證明，昆蟲的訪花對雄性適合度的影響大于雌性適合度［22，29］。雄花花冠大，利于吸引昆蟲，昆蟲訪花頻率越高，越有利于花粉輸出。而只要花粉輸出量充足，雌花接受一次訪問便可完成受精。另外，從資源優化配置的角度來看，由于雌株在生殖上需比雄株投入更多的能量［11］，因此其盡可將花大小上的投入節約下來，用于果實及種子的孕育［21，30］。3)雄花傾向于垂直朝下，雌花傾向于斜向下朝向枝條末端。這同樣也可避免雨水對花粉的沖刷及對花粉活力造成的破壞。另外，訪花昆蟲需從開口處訪花，雄花頂端向地，利于花粉掉落到傳粉昆蟲上，而雌花多斜向下朝向花枝末端，利于昆蟲在花枝上連續爬行時對雌花高效授粉;4)雌花壽命長于雄花。多數雌雄異株植物都具有雌花壽命長于雄花這一規律［24，31］。雌花壽命較長更能保證花朵接受花粉［24］。 相應地，傳粉昆蟲的行為在雌雄株上也存在一定差異。它們在雄株上采食、收集花粉，在雌株上吸食花蜜，且在雄株上出現的頻率稍高于雌株。這可能是由于雄花較大，但也與花數量，花香味，訪花報酬等多種因素相關。雄株上高的訪花頻率可促進花粉的輸出。 花是植物的生殖器官，其特征會對基因傳遞，種群基因結構及選擇應答等造成影響，在進化中具有重要意義［32］。傳粉者選擇被認為是塑造有花植物花特征的重要因素［33-34］，在性二態有花植物的花特征塑造上，同樣起著重要作用［33］。鈍葉柃花在性別間的差異可能與昆蟲選擇有一定關系。在傳粉昆蟲的作用下，花大，垂直朝下，花瓣不反卷者更易輸出花粉，花小，斜向下，花瓣反卷者更易接受花粉。另外還可能與雨水的選擇有關。一直以來非生物因素對花特征的塑造作用常被忽略，近年來才逐漸受到重視［35］。Huang等［36］，Mao等［16］，Wang等［35］先后研究了雨水對花朝向的影響。在雨水的選擇壓力下，花粉對雨水耐受性低的有花植物往往進化出保護花粉的特征［16］。鈍葉柃花粉活力易被水破壞，在雨水的選擇壓力下，具花粉的雄花逐步進化出了保護花粉的形態及著生方式(燈籠形，花朝下)。鈍葉柃雌雄花形態上的差異，是其周圍各種生物因素及非生物因素共同作用的結果，其中傳粉昆蟲和雨水的選擇可能起著重要作用。致謝:西南大學陶建平教授、四川農業大學操國興副教授在論文撰寫及修改過程中提供幫助，西南大學謝嗣光副教授在昆蟲識別及鑒定上幫助，西南大學生命科學學院周莎，周鳳，羅超，周彩華，秦鳳等在野外觀察記錄及數據統計中提供幫助;西南大學外國語學院周莉翻譯日文文獻，特此致謝。#p#分頁標題#e#