编辑推荐：
夹竹桃属（Nerium）的遗传资源稀少，大多未经表征且利用不足，其基因组的结构与组织亦然。因此，详细了解现有种质的遗传结构并表征其遗传变异性，是其成功应用于育种的必要前提。为评估繁殖成功率，研究人员开展了花生物学研究，以鉴定不同的花部特征，包括花期、花型、雄蕊
夹竹桃属（Nerium）的遗传资源稀少，大多未经表征且利用不足，其基因组的结构与组织亦然。因此，详细了解现有种质的遗传结构并表征其遗传变异性，是其成功应用于育种的必要前提。为评估繁殖成功率，研究人员开展了花生物学研究，以鉴定不同的花部特征，包括花期、花型、雄蕊数目、花药开裂方式、花粉粒与胚珠数目、蜜腺与气味的有无。花生物学是生殖行为和遗传变异的主要机制，而授粉是植物育种操作的关键。更好地理解这些繁殖特征有助于识别合适的亲本、提高授粉效率并改进夹竹桃的杂交策略。
夹竹桃属（Nerium）是夹竹桃科（Apocynaceae）的常绿灌木，原产北非和地中海地区，因其花多、花期长且耐热、耐盐、耐旱，在全球被广泛用作观赏植物。然而，该属的遗传资源稀少，多数未得到系统鉴定和利用，对其基因组结构和组织的了解也十分有限。因此，开展花生物学研究、评估繁殖成功率，并深入了解遗传结构与遗传变异性，是其成功应用于育种的前提。花生物学是生殖行为和遗传变异的主要机制，授粉则是植物育种工作的关键环节。已有研究仅提供了初步的繁殖生物学和繁育系统信息，尚未采用科学精确的方法加以系统研究。为此，研究人员系统开展了夹竹桃花生物学研究，以明确不同花部特征，并进一步分析授粉机制、花粉育性和花粉萌发特性。
研究人员从印度泰米尔纳德邦（Tamil Nadu）不同地区收集了12份夹竹桃种质（Acc.1–12），涵盖粉、白、红、檀香等花色的单瓣和重瓣类型。其主要技术方法包括：通过花部形态观察和解剖描述花型与花部结构；采用醋酸洋红（acetocarmine）和氯化三苯基四氮唑（TTC）染色法检测花粉活力；通过体外花粉萌发实验评估花粉萌发率；进行人工自花授粉和开放授粉对比实验以检测结实率；并观察记录访花昆虫种类与行为。研究发现，夹竹桃花朵虽自交亲和，但雌雄异位（herkogamy）和特殊的雌蕊头（pistil head）与花药锥（anther cone）结构使自然条件下的自花授粉受到限制，繁殖成功主要依赖昆虫介导的花粉传递。
### 花生物学（Flower biology）
种质资源评价与鉴定是系统育种计划中最关键的环节之一，而了解物种的生物学特性和可交配性是遗传改良和驯化的前提。夹竹桃具有大量醒目的花朵，花冠管状且无花蜜，依赖昆虫进行欺骗性传粉。手授粉和种子萌发实验证实其自交亲和，但柱头与花药的空间分离抑制了自发自花授粉，因此传粉者对繁殖十分必要。两年间仅记录到8种访花昆虫，访花率较低。开放授粉的结实率仅0.1%–4.9%，而人工授粉结实率可提高至34%–50%，表明存在显著的花粉限制。每个子房约有370个胚珠，而每个蓇葖果平均仅产生约181粒种子，提示受精不完全、选择性胚败育、资源限制及果实发育中的制约因素共同影响了种子产量。
### 繁殖特征（Reproductive features）
夹竹桃于5月开始开花，6–7月为盛花期，有时可持续到10月。一株中等大小的植株可产生8至100个花序，每个伞房花序有12–44朵花，最大花序可同时开放17朵花，单花直径约52 mm。所有花朵均无蜜腺，也无花蜜或其他可作为回报的物质。花粉稀少且被花药紧密覆盖，昆虫难以直接获取。花冠粉红色，由5个分离裂片和花冠管组成，管内具5枚花瓣状的副花冠裂片。花粉粒呈四边形至六边形；雄蕊花丝大部与花冠愈合，箭头状花药在花柱顶端形成帐篷状结构，花药外侧有毛。每个花药释放超过600粒花粉粒。雌蕊子房细小，由2个心皮构成，平均含370个胚珠。
### 授粉机制（Pollination mechanism）
夹竹桃具有特化的传粉机制，其过程包括：长舌昆虫进入花冠筒探访；口器在狭窄的花冠筒内被毛状花药附属物和副花冠裂片暂时约束；昆虫退出时，黏性花粉从花粉室附着于口器；随后在另一次访花时，花粉接触雌蕊头领部下方具接受能力的柱头沟，完成授粉。雌蕊头具有独特的形态，其筒状部分着生短毛，上方长毛形成冠状环，下方长毛形成领状结构；花药在花中央形成花药锥，花粉释放在花药锥内并聚集于雌蕊头顶端，与领部下方柱头接受区完全分离。昆虫的口器在退出时被花药锥的狭窄缝隙夹住，需沿雌蕊头筒状部分上行，该过程使其口器先被黏性分泌物包裹，再经过花粉室粘附花粉，从而精确将花粉传递至柱头接受区。蛾类和蝶类等鳞翅目昆虫是主要传粉者，例如夹竹桃天蛾（Deilephila nerii L.）的幼虫取食夹竹桃叶片，但其并非唯一传粉者；双翅目和膜翅目昆虫也常见于花朵中。该物种自交亲和，用细毛刷人为将花粉送入花冠筒即可诱导自花授粉。这种花粉呈现方式和花柱-花药排列与长春花属植物（Vinca minor）相似。
### 花粉育性（Pollen fertility）
成熟干燥的花粉粒在吸收空气中湿度的同时可能吸收污染物，影响植物繁殖成功率。花粉粒的数量和质量显著影响植物的繁殖成功。夹竹桃花粉粒为亲脂性，具有坚硬的外壁表面，易积累气态和颗粒污染物，导致形态畸形和尺寸减小。
### 花粉活力测定（Pollen viability tests）
研究人员采用醋酸洋红（acetocarmine）染色、TTC染色和体外萌发实验检测花粉育性与活力。新鲜花粉置于载玻片上，根据花粉粒的饱满度、形态和染色情况判断活力。深染且饱满的花粉粒为可育；浅染、皱缩或畸形者视为不可育。TTC染色可使活细胞内的脱氢酶还原生成甲臜（formazan），呈胭脂红色，方法简便、结果迅速。脱色苯胺蓝荧光染色观察显示，柱头黏性液滴上的花粉不能萌发，即使萌发也无法穿透柱头表面，表明柱头的接受区域仅限于柱头沟，该结果与前人观察一致。
### 体外花粉萌发（In vitro pollen germination）
体外花粉萌发是检测花粉活力的可靠方法。夹竹桃花粉需要复杂培养基，研究表明含蔗糖（15%）和硼酸（100 mg/L）的培养基及Brewbaker和Kwack培养基均适用于夹竹桃花粉萌发。Brewbaker和Kwack培养基含有蔗糖、硼酸、硝酸钙、硫酸镁和硝酸钾等组分，为花粉萌发提供了必需条件，夹竹桃科（Apocynaceae）植物的花粉在该培养基中可获得良好结果。
### 花形态特征（Flower morphological traits）
根据花型可将夹竹桃品种分为三类：单瓣（single）、重冠（superposed corollas，即“花中花”）和重瓣（double）。单瓣花具花冠管、5枚花冠裂片和5枚萼片；重冠型为两轮相似花冠相互叠套，外轮花冠管无雄蕊；重瓣型花瓣状结构超过10枚，花瓣可合生或离生，大小不一，部分雄蕊呈花瓣状。花色包括纯白、乳白、黄、杏色、鲑鱼粉、粉红、深红、洋红、紫色等，同一花冠裂片可有多个色调，喉部常异色并具条纹。一些品种有香味，另一些则无香。株高类型有矮生（0.50–1.25 m）、中生（1.25–2.50 m）和高生（>2.50 m）；部分品种叶片具有白色或黄色斑纹。
总结而言，本研究系统阐述了夹竹桃繁殖生物学的多个方面，揭示了花部结构、花粉生物学、柱头组织与昆虫介导的花粉传递之间的相互作用。研究发现，柱头表面的黏性液滴是阻止自然自花授粉的屏障。尽管夹竹桃自交亲和，但自发的自花授粉受到雌雄异位及雌蕊头-花药锥特殊排列的限制，从而促进了自然条件下昆虫辅助的花粉传递。研究还描述并图示了夹竹桃科植物不同类群的花粉形态，这些繁殖和孢粉学性状为系统分类学研究和属间亲缘关系分析提供了基础资料。
**结论**：本研究详细描述了夹竹桃繁殖生物学的各个方面，该作物在印度正日益受到欢迎。夹竹桃的繁殖成功率受花部结构、花粉生物学、柱头组织和昆虫介导的花粉传递之间的相互作用调控。花生物学和花粉活力研究有助于理解其在杂交育种中的行为，并确定最适合进行杂交的父本。研究人员发现，夹竹桃柱头表面的黏性液滴是阻碍自然自花授粉的屏障；尽管该物种自交亲和，但自发的自花授粉受雌雄异位和雌蕊头-花药锥特殊排列的限制，从而推动自然条件下昆虫辅助授粉。了解花生物学、花粉活力、体外花粉萌发和繁殖亲和性，为夹竹桃育种中选择合适父本和优化杂交策略提供了科学基础。未来将繁殖生物学与夹竹桃种质的生理学、分子学和基因组学表征相结合的研究，将有助于培育具有新花色、改良花型、延长花期、提高花产量和增强观赏价值的优良品种。
