段元文
- 作品数：19 被引量：217H指数：10
- 供职机构：中国科学院昆明植物研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国科学院知识创新工程重要方向项目高等学校全国优秀博士学位论文作者专项资金更多>>
- 相关领域：生物学农业科学更多>>
- 不同海拔同质园种植实验揭示芜菁生物量积累多样性
- 芜菁是青藏高原及周边高海拔地区广泛种植,兼具食、饲和药三用的块根类作物,在功能食品方向具有广泛的开发前景。目前芜菁种植主要以传统的农家品种为主,品种良莠不齐并限制了芜菁的进一步开发利用。本研究在两个不同海拔的同质园开展了...
- 杨雅杨那才王林林杨永平段元文
- 关键词：芜菁种质资源生物量
- 3D打印技术在植物繁殖生态学中的应用进展与评述被引量：3
- 2019年
- 3D打印(3D printing)是以数字化模型为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式构造物体的一项技术。由于3D打印具有灵活和精密的特点,这一技术已经在军工、航天等制造行业中发挥了重要作用。鉴于3D打印的独特优势,该技术也可以在植物繁殖生态学研究中发挥作用而且具有广阔的应用前景,但目前还处于探索阶段。该文概述了3D打印技术以及植物繁殖生态学的花特征进化研究,同时总结了3D打印技术在植物繁殖生态学领域的最新研究进展,并探讨将来可能的发展方向。
- 王力平王林林和兆荣杨永平段元文
- 高山植物扁蕾的延迟自交机制被引量：16
- 2007年
- 扁蕾(Gentianopsisbarbata)具有鲜艳的花和显著的腺体,并且花开放的前5d柱头和花药始终处于不同的位置(雌雄异位),这些花综合征表明该植物应为异花传粉。为检验这一假设,我们对青藏高原植物扁蕾的海北站种群进行了3年的传粉生物学研究实验。与花综合征所表明的繁育系统相反,两年的野外观察发现昆虫的访花频率十分低,不去雄并隔离昆虫处理也能产生大量种子,说明这一种群的繁殖主要是依赖于自花传粉。尽管利用种子结实评价的柱头可授性从花开放4d后开始下降,但随着花的发育进程,雄蕊的伸长能使得花药与柱头完全接触。实验也证明,柱头可授性和花粉活力都超过5d,说明花药和柱头的接触能够发生自花授粉。扁蕾的这种自花传粉机制应属于典型的延迟自交类型。自花授粉发生在单花花期快要结束前,自交之前仍然保持异交传粉机制,这种延迟自交避免了自交与异交竞争造成的花粉或者种子折损,并为扁蕾在青藏高原极端环境下由于访花昆虫缺乏造成的异交失败提供了繁殖保障。
- 段元文何亚平张挺锋刘建全
- 关键词：青藏高原
- 青藏高原及周边高山地区的植物繁殖生态学研究进展被引量：24
- 2020年
- 青藏高原及周边高山地区孕育了极为丰富的植物多样性资源,研究该地区植物如何顺利完成繁殖过程有助于我们理解植物对典型高山环境的进化和适应机制。该文综述了青藏高原地区高山植物在资源分配、繁殖方式、花部特征演化等方面的研究进展,包括全球气候变化对植物繁殖特征的影响,以及一些新技术和新方法在本研究领域的应用。在高山地区限制性环境中,随海拔升高,繁殖分配通常表现出增大的趋势,其中投入到雄性资源的比例上升,但具体的资源分配模式还要取决于植株的交配系统、个体大小、生活史特征、遗传特性以及环境中的资源有效性等。面对资源和传粉的双重限制,植物在不同繁殖方式之间存在权衡,当传粉者稀少时,克隆繁殖和自交有利于繁殖保障;而有性繁殖和异交能够提高种子的质量和后代的遗传多样性,从而在复杂多变的气候条件下有利于种群的维持。因此,不同繁殖方式的结合以及泛化的传粉互作网络可能是应对高山限制性环境的最优选择。花部特征的演化主要受到当地传粉者的选择压力,但是外来传粉者、植食者、盗蜜者以及非生物环境(如温度、雨水和紫外辐射等)对花部性状的影响越来越受到重视。近年来,青藏高原因其脆弱性和对气候变化的高度敏感性而在全球气候变化研究中备受关注,以全球变暖和氮沉降增加为显著特征的全球气候变化正在直接或间接地影响着该地区高山植物的繁殖特征。气候变化影响植物和传粉者的物候并引起物种的迁移,最终将导致植物与传粉者的时空不匹配。植物通过改变花部特征(花展示、花冠结构、花报酬的数量和质量)来响应气候变化,这可能会改变其传粉者的类型、数量和访花行为,从而最终影响植物的繁殖成功。3D打印和高通量测序等新技术和新方法的应用有助于促进植物繁殖�
- 张婵安宇梦Yun JÄSCHKE王林林周知里王力平杨永平段元文
- 关键词：青藏高原繁殖分配克隆繁殖有性繁殖
- 露蕊乌头(毛茛科)不同海拔居群的传粉生态学被引量：30
- 2006年
- 对青藏高原东北部两个不同海拔地点(互助,2460m和海北,3200m)的露蕊乌头Aconitumgymnandrum的传粉生态学进行了比较研究。研究结果表明高海拔居群的单花花期、雄性期持续时间、雌性期持续时间比低海拔长。露蕊乌头不存在无融合生殖现象,尽管高度自交亲和,但产生种子必须依赖传粉媒介。熊蜂是露蕊乌头的主要传粉昆虫,两个居群均存在传粉限制。熊蜂取食花蜜为主,在同一个花序上的访问顺序以由下向上为主,但在互助居群和海北居群有3.9%和2.7%的访花是由上向下进行的。统计发现有37.7%和29.3%的访问行为发生在同一植株内;因此,同株异花传粉造成的自交在露蕊乌头中仍然不能避免。低海拔居群的熊蜂种类和访花频率均高于高海拔居群,但自然状态下两个居群的结实率并没有显著差异。高海拔露蕊乌头居群可能具有较长的柱头持续时间,从而补偿了由于访花频率低带来的结实率降低。
- 张挺峰段元文刘建全
- 关键词：雌雄异熟传粉熊蜂
- 青藏高原特有植物祁连獐牙菜(龙胆科)的花综合征与虫媒传粉被引量：26
- 2003年
- 雌雄异熟和异型花在一些被子植物中的共同存在被认为是一种有效避免两性花植物自交并促进异交的机制。本文报道青藏高原特有植物祁连獐牙菜SwertiaprzewalskiiPissjauk .的花同时具有雌雄异熟和异型花这两种特征。在此基础上 ,我们详细观察了该植物访花昆虫的访花行为 ,主要探讨这种促进异花传粉的机制是否能完全避免株内异花传粉的自交。繁育系统试验证明祁连獐牙菜单花套袋不结实 ,说明雌雄异熟和异型花的花特征完全避免了单花的自花传粉 ,自然结实必须依赖昆虫传粉才能完成。然而 ,该植物却是高度自交亲和的 ,因为人工株内异花自交具有较高的种子结实率。每个植株在盛花期开放 1 - 6朵 ,平均具有 3朵开放的雄性期或者雌性期的花 ,二者的比例为 2∶1 ,在植株上的分布没有规律。我们观察到多种昆虫访问该植物的花 ,其中 ,克什米尔熊蜂BumbuskeshimirensisFriese和蜜蜂ApismelliferaL .是该植物最常见与最有效的传粉者。进一步的观察发现 ,这两类传粉昆虫对雌性阶段和雄性阶段的花的访问没有选择 ,但在一个植株上访花顺序的总体趋势是由下向上的。它们在同一植株上访花数超过 1朵的访问比例约占 37.1 %。因此可以初步推断 。
- 段元文刘建全
- 关键词：青藏高原龙胆科雌雄异熟异交传粉
- 利用昆虫携带的花粉初探西藏入侵植物印加孔雀草在当地传粉网络中的地位被引量：14
- 2019年
- 入侵植物在新生境中成功定殖后,通过利用当地传粉昆虫促进繁殖可以更好地保证种群的扩张,但是入侵植物在当地传粉网络中的角色和地位仍不是很清楚。本文利用西藏近年发现的入侵植物印加孔雀草(Tagetes minuta),分析其访花昆虫所携带的植物花粉种类,构建了植物花粉–传粉者网络,探讨印加孔雀草快速入侵和扩张的可能机制。结果表明印加孔雀草为泛化传粉系统,共有13种昆虫访花,其中12种携带有印加孔雀草花粉,所有花粉中印加孔雀草花粉数量占比为89.89%。12种印加孔雀草传粉昆虫中, 4种泛化传粉昆虫(1种蜂、2种食蚜蝇和1种蝇)是其主要传粉昆虫。本研究揭示印加孔雀草在较短时间内已经成功利用多种当地泛化传粉昆虫为其授粉,已顺利融入当地的传粉网络,今后需要更加重视对印加孔雀草的防控。
- 土艳丽王力平王喜龙王林林段元文
- 关键词：青藏高原TAGETES入侵植物花粉
- 山莨菪(茄科)的传粉生物学被引量：28
- 2007年
- 茄科的多数种类具有自交不亲和的特点,主要通过异花传粉结实;但是,一些物种或者物种内的部分种群或者个体却高度自交亲合,转变为自交的繁育系统。该科植物山莨菪(Anisodus tanguticus)主要分布在青藏高原,开花较早,比其他晚开花的植物种类更加缺少有效的异花传粉昆虫。我们选择了位于不同海拔高度的2个种群进行比较研究,主要目的是检验该物种的繁育系统是否在极端环境下由于传粉者的缺乏而发生了部分改变。研究发现,山莨菪的花不完全雌性先熟,柱头和花药间的平均距离随着花开放时间的延长而不断缩小,但两者在多数花的单花花期结束时并没有发生接触。因此,山莨菪花主要表现为适应异花传粉的雌雄异位特征。然而,少数花(4.9%)的柱头和花药发生接触,为"自动自交"的传粉解除了空间隔离。2个种群的多数个体存在自交不亲和机制,应具有异花传粉的繁育系统;但是部分个体具有明显的自交亲和能力,为自交提供了生理基础。高海拔种群的传粉昆虫主要是厕蝇(Fannia sp.),它们在不同植株间的活动能够保证异花传粉结实;同时该种群的部分个体存在"自动自交"。低海拔种群的主要访花昆虫是蚂蚁,它们在花内的活动导致花粉在同一朵花内传递,而引起"协助自交";而异花传粉昆虫厕蝇的访花频率则较高海拔种群低。两个种群的结实均由于异花传粉者不足而受到传粉限制。因此两种不同类型的自交机制为该早期开花植物异花访花昆虫的不足提供了一定程度上的繁殖补偿。
- 段元文张挺峰刘建全
- 关键词：自交不亲和自交
- 青藏高原特有植物露蕊乌头(毛茛科)从冰期避难所扩张后繁殖资源分配的变化被引量：2
- 2014年
- 物种分布范围的形成是进化生态学研究的基本问题之一,但植物的资源分配策略是否与物种边界形成有关一直没有相关研究。青藏高原特有植物露蕊乌头在末次最大冰期时有4个避难所,但冰期后只有一个避难所的种群发生了扩张并最终形成了现代分布格局。以露蕊乌头的避难所种群(同仁种群)和扩张后邻近分布区边缘的两个种群(兴海种群和海北种群)为研究对象,通过比较避难所种群和边缘种群的资源分配方式,探讨露蕊乌头的资源分配与该植物分布区及边界形成的关系。结果发现:1)兴海和海北种群的营养结构(包括根、植株高度和茎叶生物量)均显著低于同仁种群,海北种群的繁殖结构(花数量和花生物量)显著低于同仁和兴海种群,但海北和兴海的繁殖分配均显著高于同仁种群;2)3个种群的繁殖资源与个体大小呈现显著的正相关关系,投入到繁殖资源的比例(繁殖分配)与个体大小呈显著的负相关关系。对露蕊乌头的研究结果一方面进一步证明了个体大小依赖的繁殖分配,但不符合"植物开始繁殖必须达到一定的大小(阈值)"这一结论,这可能与露蕊乌头的生活史特征有关;而另一方面,露蕊乌头在扩张过程中逐渐增加了对繁殖资源投资的比例,说明胁迫生境中有性繁殖对该植物具有更为重要的意义,且露蕊乌头在扩张过程中可能逐渐实现繁殖产出最大化,并可能在边缘种群实现最优繁殖分配进而最终形成该物种分布区的边界,但这一结论仍需在更多的植物类群中验证。
- 蓝舵张婵赵明富杨永平段元文
- 关键词：避难所繁殖分配
- 青藏高原晚期开花植物线叶龙胆的传粉生态学被引量：26
- 2009年
- 线叶龙胆(Gentiana lawrencei var.farreri)主要分布在青藏高原,在晚秋和早冬开花。为了探明线叶龙胆繁育系统特点,探讨其对环境的繁殖适应特征,对其传粉生态学过程进行了连续3年的观察。线叶龙胆自然状态下的结籽率很低,存在严重的花粉限制。雌雄异位和不完全雌雄异熟的花特征表明其结实必须依赖昆虫传粉。繁育系统实验表明,部分套袋花也能结实,这可能主要是由蓟马(Thripidae spp.)和蚂蚁(Formica spp.)等小昆虫协助自交所致。克什米尔熊蜂(Bombus kashmirensis)和苏氏熊蜂(B.sushikini)是线叶龙胆的有效传粉昆虫,但其访花频率非常低,分别为0.006和0.005time.flower-1.h-1。线叶龙胆花持续期和柱头可授能力都长于其他已报道的龙胆类植物,从而在温度低、传粉昆虫少的情况下提供了更多传粉机会。线叶龙胆同时具有协助自交和杂交的繁殖现象,以及较长的花持续期和柱头持续能力,这可能是其在青藏高原地区赖以存活和延续的一个重要原因。
- 侯勤正段元文司庆文杨慧玲
- 关键词：传粉生态学繁殖策略
