全 文 ：植物学报 Chinese Bulletin of Botany 2010, 45 (1): 52–58, www.chinbullbotany.com
doi: 10.3969/j.issn.1674-3466.2010.01.007

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收稿日期: 2008-09-18; 接受日期: 2009-04-21
基金项目: 国家自然科学基金(No.30771748和 No.30972391 )和国家“十一五”科技支撑课题(No.2006BAD01A16)
* 通讯作者。E-mail: hgli@njfu.edu.cn
鹅掌楸配子选择与雄性繁殖适合度
冯源恒, 李火根*, 张红莲
南京林业大学林木遗传与生物技术省部共建教育部重点实验室, 南京 210037
摘要 在多父本等量花粉混合授粉的交配实验设计基础上, 利用SSR分子标记对其子代进行父本分析, 研究鹅掌楸的配子
选择与雄性繁殖适合度。参试亲本为鹅掌楸2个种的5个单株(鹅掌楸(Liriodendron chinense)2株, 即FY和LS; 北美鹅掌楸
(L. tulipifera)3株, 即LYS、MSL和NK)。结果表明: 鹅掌楸的配子选择个体间差异较大。作为母本, NK和LYS倾向于选择异
种雄配子, 而MSL和LS则倾向于选择同种雄配子; 在同种雄配子的选择中, NK、LYS和LS倾向于自交, 而MSL则倾向于异
交。以北美鹅掌楸为母本时, 北美鹅掌楸与鹅掌楸的雄性繁殖贡献率分别为45.5%和54.5%, 北美鹅掌楸的雄性繁殖适合度
为鹅掌楸的0.556倍。以鹅掌楸为母本时, 二者的繁殖贡献率分别为15.6%和84.4%, 北美鹅掌楸的雄性繁殖适合度为鹅掌
楸的0.123倍。总体上看, 鹅掌楸的雄性繁殖适合度高于北美鹅掌楸, 鹅掌楸与北美鹅掌楸均表现为自交亲和。
关键词 配子选择, 鹅掌楸, 雄性繁殖适合度, 父本分析, SSR
冯源恒, 李火根, 张红莲 (2010). 鹅掌楸配子选择与雄性繁殖适合度. 植物学报 45, 52–58.
有性生殖的植物可以通过花粉或种子2条途径来
传递自身基因。雌雄同体的植物不仅可以依靠种子生
产获得雌性适合度, 而且还可以依靠花粉途径获得雄
性适合度。早期研究主要集中于种子生产上, 忽略了
植物个体的雄性繁殖适合度。造成这种状况的部分原
因是获知花粉来源较为困难。随着RFLP和SSR等分
子标记技术的广泛应用, 研究者们可以直接定量测定
植物个体的雄性繁殖适合度, 从而推动植物繁殖生物
学研究进入了崭新的阶段(张大勇, 2004)。鹅掌楸属
(Liriodendron)现仅存2个种, 即鹅掌楸(L. chinense)
和北美鹅掌楸(L. tulipifera)。鹅掌楸是植物系统进化、
交配系统和基因流研究的理想材料(王章荣, 2005)。
鹅掌楸与北美鹅掌楸虽然自然分布间隔远且所处生
态与自然条件相差较大, 但种间却具有很高的可配
性。随着北美鹅掌楸的大量引种及杂交鹅掌楸的逐步
推广 , 可能会导致鹅掌楸种间发生基因渐渗(gene
introgression), 进而对鹅掌楸的遗传系统产生影响。
因此, 开展鹅掌楸交配系统研究对于濒危物种鹅掌
楸的保护具有重要意义。鉴于配子选择与雄性繁殖适
合度是植物交配系统研究的核心问题, 本文通过花
粉竞争实验设计, 分析了鹅掌楸属树种配子选择与
雄性繁殖成效, 以期为揭示鹅掌楸交配系统及其内
在机制提供依据。
1 材料与方法
1.1 实验材料
亲本材料取自江苏省句容的鹅掌楸属(Liriodendron
L.)种源试验林。种源试验林内有12个鹅掌楸 (L.
chinense Sarg.)种源和5个北美鹅掌楸(L. tulipifera
Linn.)种源, 树龄14年, 已进入盛花期和盛果期(李火
根等, 2005)。从该试验林中分别选取2株成年鹅掌楸
和3株成年北美鹅掌楸作为本实验的亲本材料。鹅掌
楸种源分别来自浙江富阳(FY)和江西庐山(LS); 北美
鹅掌楸种源分别来自美国南卡罗来纳(NK)、密苏里
(MSL)和路易斯安纳(LYS)。2006年5月上旬, 同时采
集上述5个亲本相同树冠部位发育同步的花苞, 水培
24小时后同时收集花粉, 并用电子天平称取等质量
的花粉进行充分混合。将等量混合花粉同期授回5个
亲本, 每个亲本授粉15–20朵花, 去雄并套袋。2006
年10月采集上述控制授粉种子, 2006年12月将其播
种于南京林业大学校园苗圃中。2007年4月种子萌发出
苗, 其中, 母本FY因种子数量过少未获得子代实生苗。
2007年8月, 从余下的4个多系混合授粉子代实生苗群
·研究报告·
冯源恒等: 鹅掌楸配子选择与雄性繁殖适合度 53
体中各随机抽取45–72株(共244株)构成子代样本群体,
每个子代采集新鲜叶片2–4枚, 同期对5株亲本也采集
新鲜叶片, 一并放入–70°C冰箱中保存备用。
1.2 实验方法
1.2.1 花粉活力测定
采集每个亲本树冠同层未开放的花苞5–8朵, 水培2
天后收集花粉, 用配比为10%蔗糖+50 mg·L–1硼酸
+1%琼脂的培养基培养花粉2.5小时后(徐进和王章
荣, 2001), 在显微镜下观察花粉萌发状况。每个样品
重复观察3次, 每次观察5个视野, 并计算萌发率。

1.2.2 总DNA的提取
采用改进的CTAB裂解-硅珠吸附法提取鹅掌楸基因
组总DNA (张博等, 2004)。用紫外分光光度计检测纯
度后, 置于4°C冰箱保存备用。

1.2.3 引物来源及SSR-PCR反应条件
实验所用引物为本实验室从北美鹅掌楸EST序列中
开发出的16对通用性好且多态性高的SSR引物(Xu et
al., 2006)。
SSR-PCR反应体系为10 μL, 包含10–20 ng样
本DNA, 1×PCR缓冲液(10 mmol·L–1 Tris-HCl pH
8.0, 50 mmol·L–1 KCl), 0.25 mmol·L–1 Mg2+, 0.2
mmol·L–1 dNTP, 正反向引物各0.25 μmol·L–1, Taq聚
合酶0.25 U(孙亚光和李火根, 2007)。扩增反应程序
采用Touch-Down PCR: 94°C预变性4分钟, 随后15
个Touch-Down循环(94°C变性15秒, 60°C退火15秒,
72°C延伸30秒, 每次循环的退火温度低0.7°C), 再进
行15个主循环 (94°C变性15秒 , 49.5°C退火15秒 ,
72°C延伸30秒), 最后延伸反应20分钟。SSR-PCR产
物在8%的聚丙烯酰胺凝胶上电泳, 银染检测。
1.3 数据处理与统计分析
利用基于最大似然法的CERVUS 2.0软件, 对5个亲
本和244个子代进行父本分析。该软件的原理参见文
献(Marshall et al., 1998; 何田华和葛颂, 2001; 孙亚
光和李火根, 2007)。适合度的衡量通常有2种方式,
即绝对适合度和相对适合度。绝对适合度是一个绝对
数值, 是对子代种群贡献的个体数。相对适合度则是
个体相对于特定基因型对子代群体的贡献率, 通常参
照绝对适合度最大的基因型(王崇云, 2008)。根据父
本分析结果统计各亲本的雄性繁殖适合度和繁殖贡
献率。本实验采用相对适合度的方式统计雄性繁殖适
合度, 计算公式如下:
父本繁殖贡献率＝该父本子代数 /子代总数×
100%
雄性繁殖适合度＝该父本子代数/繁殖贡献率最
高的父本的子代数
参试亲本花粉活力的方差分析用SAS 8.1软件完
成。
2 结果与讨论
2.1 鹅掌楸亲本的花粉活力检测
5株亲本的花粉萌发率统计结果见表1。从表1可以看
出, 5株亲本的花粉萌发率均较高, 在92.2%–98.9%
之间。进一步的方差分析结果表明, 5株亲本间花粉萌
发率差异不显著, 表明参试的5株亲本的花粉活力是
一致的(P >0.05)。
2.2 鹅掌楸多父本混合控制授粉子代SSR多态性
17个SSR位点在实验群体中共检测到47个等位基因,
每个位点的等位基因数为2–6个, 其中Locus 2位点
的等位基因数最多(为6个), 每个位点的平均等位基
因数为2.76个。实验群体的平均观测杂合度、期望杂
合度和多态信息含量分别为0.409、0.443和0.360(表
2)。本实验群体的多态性稍低于鹅掌楸自由授粉子代
群体(孙亚光和李火根, 2007), 其原因可能与本实验
群体亲本范围较小有关。

表1 鹅掌楸5株亲本的花粉萌发率及方差分析
Table 1 The pollen germination rate and its analysis of variance (ANOVA) result of 5 tulip trees
FY MSL LS NK LYS df F value
Pollen germination rate 94.5% 96.3% 94.0% 92.2% 98.9% 4 1.97
FY: 浙江富阳种源的鹅掌楸; MSL: 密苏里种源的北美鹅掌楸; LS: 江西庐山种源的鹅掌楸; NK: 南卡罗来纳种源的北美鹅掌楸; LYS: 路易
斯安纳种源的北美鹅掌楸
FY: Chinese tulip tree from Fuyang, Zhejiang; MSL: Tulip tree from Missouri; LS: Chinese tulip tree from Mt. Lushan, Jiangxi; NK: Tulip
tree from South Carolina; LYS: Tulip tree from Louisiana
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表2 鹅掌楸多父本混合控制授粉子代SSR的多态性
Table 2 The SSR polymorphisms of polymix pollination progenies in Liriodendron
Locus Number
of alleles (NA)
Observed
heterozygosity (Ho)
Expected
heterozygosity (He)
Polymorphic
information content (PIC)
Locus 2 6 0.433 0.397 0.324
Locus 13 4 0.709 0.617 0.537
Locus 15 3 0.725 0.580 0.499
Locus 17-1 2 0.810 0.496 0.372
Locus 17-2 2 0.093 0.096 0.091
Locus 151 4 0.324 0.335 0.281
Locus 57 2 0.239 0.488 0.368
Locus 56 2 0.170 0.182 0.165
Locus 124 2 0.486 0.500 0.375
Locus 80 3 0.494 0.630 0.558
Locus 91 3 0.413 0.512 0.392
Locus 68 2 0.308 0.492 0.370
Locus 113 2 0.427 0.493 0.371
Locus 120 2 0.393 0.487 0.368
Locus 121 3 0.502 0.564 0.501
Locus 117 2 0.126 0.311 0.262
Locus 127 3 0.293 0.345 0.288
Mean 2.76 0.409 0.443 0.360


2.3 鹅掌楸属植物花粉竞争条件下子代的父本分析
利用CERVUS 2.0软件对鹅掌楸子代进行父本分析。
17个SSR位点在95%的置信度水平下可推断出154
个子代(占总子代数的64%)的父本, 在80%的置信度
水平下可推断出221个子代(占总子代数的91%)的父
本。因本次实验父本范围极小, 所以将在80%的置信
度水平下可推断出的子代父本作为本实验的真实父
本。将在80%的置信度水平下可推断出父本的221个
子代作为子代群体, 5个候选亲本作为父本群体, 得
出各种交配组合的子代数量(表3)。


表3 鹅掌楸多父本混合控制授粉子代父本分析结果
Table 3 Paternity analysis of polymix pollination progenies in
Liriodendron
Maternal / male parents NK LYS MSL LS FY
NK 12 10 7 30 9
MSL 24 9 1 8 2
LYS 6 9 2 38 9
LS 4 3 – 25 13
Total 46 31 10 101 33
NK、LYS、MSL、LS和FY同表1。NK, LYS, MSL, LS and FY see
Table 1.

2.4 鹅掌楸属植物花粉竞争条件下亲本的雄性繁
殖适合度对比
表4显示了每个候选亲本的雄性繁殖适合度和繁殖贡
献率。从表4可以看出, 父本个体间雄性繁殖适合度
差异显著。其中亲本LS的雄性繁殖贡献率最高, 达
47.9%; 与LS相比, 其它父本的雄性繁殖适合度均在
0.5以下。在5个亲本中LS有相对较强的雄性繁殖优
势。亲本MSL繁殖贡献率最低, 其在各个母本后代中
的繁殖适合度均为5个父本中最低, 在雄性繁殖竞争
中明显处于劣势。
2.5 鹅掌楸属树种亲本交配格局
亲本NK和LYS作为母本时种间交配产生的子代数多
于种内交配产生的子代数, 种内交配中自交子代在各
父本产生的子代中数目最多(图1)。其交配格局为种间
交配大于种内交配, 种内交配中自交大于异交。
亲本MSL作为母本时种间交配产生的子代数少
于种内交配产生的子代数, 种内交配中自交子代在3
个父本产生的子代中数目最少。其交配格局为种内交
配大于种间交配, 种内交配中异交大于自交。


冯源恒等: 鹅掌楸配子选择与雄性繁殖适合度 55

表4 鹅掌楸属树种雄性繁殖适合度
Table 4 Male reproductive fitness in Liriodendron
Maternal/male parents NK LYS MSL LS FY
NK 0.40 0.33 0.23 1.00 0.30
MSL 1.00 0.38 0.04 0.33 0.08
LYS 0.16 0.24 0.05 1.00 0.24
LS 0.16 0.12 0.00 1.00 0.52
The overall male reproductive fitness 0.46 0.31 0.09 1.00 0.33
Overall contribution rate of male reproduction(%) 21.8 14.7 4.7 47.9 15.6
NK、LYS、MSL、LS和FY同表1。NK, LYS, MSL, LS and FY see Table 1.





图1 鹅掌楸属树种雄性繁殖适合度
(A)、(B)、(C)和(D)分别表示4个母本NK、MSL、LYS和LS。 NK、MSL、LYS、LS和FY同表1。

Figure 1 Male reproductive fitness in 4 maternal trees of Liriodendron
(A), (B), (C) and (D) stand for 4 maternal parents NK, MSL, LYS and LS, respectively. NK, MSL, LYS, LS and FY see Table 1.

亲本LS作为母本时种内交配产生的子代数多于
种间交配产生的子代数, 自交子代在5个父本产生的
子代中数目最多。其交配格局为种内交配大于种间交
配, 自交大于异交。
2.6 鹅掌楸属树种配子选择倾向
实验中, 北美鹅掌楸母本共获得子代176个, 其中父
本为北美鹅掌楸的有80个, 父本为鹅掌楸的有96个,
二者的繁殖贡献率分别为45.5%(北美鹅掌楸 )和
54.5%(鹅掌楸)。因为实验中北美鹅掌楸与鹅掌楸二
者花粉比例为6:4, 故以北美鹅掌楸为母本时北美鹅
掌楸的雄性繁殖适合度仅为鹅掌楸的0.556倍。此外,
实验中鹅掌楸母本产生子代45个, 其中父本为北美
鹅掌楸的有7个, 父本为鹅掌楸的有38个, 二者的繁
殖贡献率分别为15.6%(北美鹅掌楸)和84.4%(鹅掌
楸), 以鹅掌楸为母本时北美鹅掌楸的雄性繁殖适合
度仅为鹅掌楸的0.123倍。
由此得出, 鹅掌楸雄性繁殖适合度总体要高于北
美鹅掌楸; 北美鹅掌楸母本对2个种的雄性配子不存
在明显排斥, 二者均能够产生数量较多的子代, 但选
择倾向偏向于鹅掌楸雄配子; 鹅掌楸母本更易于与同
种雄配子交配。此外, 北美鹅掌楸与鹅掌楸均有自交
子代产生, 其数量占全部子代总数的21.2%, 尤其是
亲本LS, 其自交比例高达55%, 因此可以认为北美鹅
掌楸与鹅掌楸均为自交亲和。较大的自交比例将会导
致子代纯合位点增加, 这与子代群体平均观测杂合度
低于期望杂合度的结果相吻合。
2.7 讨论
2.7.1 鹅掌楸属树种有选择种内配子的倾向
实验发现, 以北美鹅掌楸为母本时北美鹅掌楸的雄性
繁殖适合度仅为鹅掌楸的0.556倍, 说明在等质量花
粉条件下鹅掌楸花粉拥有较大的交配繁殖优势, 同时
也说明北美鹅掌楸对鹅掌楸不存在花粉排斥机制。这
56 植物学报 45(1) 2010
与孙亚光和李火根(2008)对鹅掌楸自由授粉子代研
究所得出的北美鹅掌楸以种内交配为主的结论有所
不同, 其原因可能与授粉时2种花粉比例不同有关。
本实验中, 以鹅掌楸为母本时北美鹅掌楸的雄性繁殖
适合度仅为鹅掌楸的0.123倍, 这与孙亚光和李火根
(2008)得出的鹅掌楸以种内交配为主的结论一致, 进
一步证实了鹅掌楸对种内雄配子有较强的选择倾向。

2.7.2 鹅掌楸自交亲和性
本研究结果表明, 鹅掌楸和北美鹅掌楸均为自交亲
和, 其中北美鹅掌楸自交子代占北美鹅掌楸子代总数
的12.5%, 鹅掌楸自交子代占鹅掌楸子代总数的
55.6%。这与以往研究结果认为鹅掌楸属树种自交不
亲和(黄坚钦, 1998; 李周岐和王章荣, 2001)的结论
不同。可能有以下两方面的原因: (1) 在以往采用自由
授粉子代为材料的研究中, 可能由于其花粉来源中自
交花粉极少导致无自交子代; (2)在以往以控制授粉为
材料的研究中, 一般采用自花套袋的方式来获得自交
子代, 由于鹅掌楸存在雌雄异熟现象且自花套袋阻碍
了同株异花的传粉从而导致无自交子代产生。据此,
作者认为鹅掌楸属树种是自交亲和的, 雌雄异熟是其
避免自交的主要机制, 但鹅掌楸是否存在自交衰退还
有待进一步研究。

2.7.3 鹅掌楸属树种交配格局的多样性
实验结果表明, 鹅掌楸与北美鹅掌楸的交配格局呈现
出丰富的多样性。如不考虑传粉环节的影响, 这可能
与各亲本不同的繁殖策略有关。本实验中, 作为父本,
亲本LS的雄性繁殖能力最强, 亲本MSL的雄性繁殖
能力最弱; 作为母本, 亲本NK和LYS雌性繁殖能力
较强, 亲本FY雌性繁殖能力较弱。雄性繁殖适合度高
而雌性繁殖适合度低的亲本, 其繁殖策略主要是通过
花粉传递其自身基因; 雌性繁殖适合度高而雄性繁殖
适合度低的亲本, 其繁殖策略主要是通过胚珠繁衍其
自身基因; 在不存在自交不亲和的情况下, 雌性和雄
性繁殖适合度均高的亲本既可以通过花粉又可以通
过胚珠来繁衍自身基因。

2.7.4 影响鹅掌楸属树种雄性繁殖适合度的因素与
花粉竞争实验设计
影响鹅掌楸雄性繁殖适合度的环节及因素主要有: 花
粉量、花粉活力、传粉途径、授粉几率、花粉与柱头
的亲和力及萌发力、花粉管与花柱的亲和力及成功受
精几率、胚的发育能力和种子活力等。其中, 花粉量、
花粉活力、传粉途径和授粉几率4个因素为环境因素,
其余则为遗传(基因型)因素, 可以归纳为综合的配子
选择因素。
以往研究发现, 鹅掌楸与北美鹅掌楸在相同培养
条件下花粉活力差异显著(徐进和王章荣, 2001), 且
温度对花粉活力有很大影响(尹增芳等, 1997)。此外,
鹅掌楸属树种柱头对花粉的选择性不强, 不同杂交组
合间花粉的萌发状况相似(周坚和樊汝汶, 1994; 尹
增芳等, 2005)。有关花粉管早期生长行为的研究表
明, 鹅掌楸属树种种内与种间正、反交是亲和的, 但
花粉管在花柱沟内生长速度较慢, 并且在此阶段多数
花粉管会解体破裂, 因而认为杂交组合之间的识别反
应发生在花柱组织中。由于通过花柱到达珠孔的花粉
管数量较少 , 有可能会导致受精几率降低(Ascher,
1966; 周坚和樊汝汶, 1994; 尹增芳等, 2005)。但是
花粉与柱头的亲和力、萌发力以及花粉管与花柱的亲
和力、成功受精几率很可能会受到其它基因型花粉的
干扰(Shore and Barrett, 1984; Marshall et al., 1996;
Murcia and Feinsinger, 1996)。胚的发育能力受父本
和母本基因型控制, 杂交鹅掌楸由于胚与胚乳发育不
协调, 出现了胚败育现象(尹增芳和樊汝汶, 1995)。
本实验对参试的5个鹅掌楸亲本花粉活力检测表
明, 鹅掌楸亲本间花粉活力差异不显著。鉴于上述原
因, 我们在设计花粉竞争实验时, 将花粉与柱头的亲
和力(花粉萌发)、花粉管与花柱的亲和力及成功受精
几率、胚的发育能力和种子活力等一系列因素与环节
视为综合的配子选择机制; 而将花粉量、传粉途径和
授粉几率等因素通过等质量花粉混合控制授粉进行
控制, 并通过子代亲本分析来估测亲本间配子选择倾
向及雄性繁殖适合度。本实验得出的配子选择与雄性
繁殖适合度可能是上述因素综合影响的结果, 而这些
因素是如何对配子选择与雄性繁殖适合度产生影响
的, 哪个因素起主要作用, 有待进一步研究。
参考文献
何田华, 葛颂 (2001). 植物种群交配系统、亲本分析以及基因
流动研究. 植物生态学报 25, 144–154.
黄坚钦 (1998). 鹅掌楸结籽率低的胚胎学原因探讨. 浙江林
学院学报 15, 269–273.
冯源恒等: 鹅掌楸配子选择与雄性繁殖适合度 57
李火根, 陈龙, 梁呈元, 黄敏仁 (2005). 鹅掌楸属树种种源试
验研究. 林业科技开发 19(5), 13–16.
李周岐, 王章荣 (2001). 鹅掌楸属种间杂交可配性与杂种优
势的早期表现 . 南京林业大学学报 (自然科学版 ) 25(2),
34–38.
孙亚光, 李火根 (2008). 利用SSR分子标记检测鹅掌楸雄性
繁殖适合度与性选择. 分子植物育种 6, 79–84.
孙亚光, 李火根 (2007). 利用SSR分子标记对鹅掌楸自由授
粉子代的父本分析. 植物学通报 24, 590–596.
王崇云 (2008). 进化生态学 . 北京 : 高等教育出版社 . pp.
180–181.
王章荣 (2005). 鹅掌楸属树种杂交育种与利用. 北京: 中国林
业出版社. pp. 16–34.
徐进, 王章荣 (2001). 杂种鹅掌楸及其亲本花部形态和花粉
活力的遗传变异. 植物资源与环境学报 10(2), 31–34.
尹增芳, 黄坚钦, 樊汝汶 (2005). 鹅掌楸属树种的胚胎学研
究进展. 南京林业大学学报(自然科学版) 29, 88–92.
尹增芳, 樊汝汶, 尤录祥 (1997). 鹅掌楸花粉保存条件的比
较研究. 江苏林业科技 24(2), 5–8.
尹增芳, 樊汝汶 (1995). 中国鹅掌楸与北美鹅掌楸种间杂交
的胚胎学研究. 林业科学研究 8, 605–610.
张博, 张露, 诸葛强, 王明庥, 黄敏仁 (2004). 一种高效的树
木总DNA提取方法. 南京林业大学学报 28, 13–17.
张大勇 (2004). 植物生活史进化与繁殖生态学. 北京: 科学出
版社. pp. 96–164.
周坚, 樊汝汶 (1994). 鹅掌楸属2种植物花粉品质和花粉管生
长的研究. 林业科学 30, 405–411.
Ascher PD (1966). A gene action model to explain
gametophytic self-incompatibility. Euphytica 15, 179–
183.
Marshall DL, Folsom MW, Hatfield C (1996). Does inter-
ference competition among pollen grains occur in wild
radish. Evolution 50, 1842–1848.
Marshall TC, Slate J, Kruuk L (1998). Statistical confidence
for likelihood-based paternity inference in natural popula-
tions. Mol Ecol 7, 639–655.
Murcia C, Feinsinger P (1996). Interspecific pollen loss by
hummingbirds visiting flower mixtures: effects of floral
architecture. Ecology 77, 550–560.
Shore JS, Barrett SCH (1984). The effect of pollination
intensity and incompatible pollen on seed set in
Turneraulmifolia (Turneraceae). Can J Bot 62, 1298–
1303.
Xu M, Li H, Zhang B (2006). Fifteen polymorphic simple
sequence repeat markers from expressed sequence tags
of Liriodendron tulipifera. Mol Ecol Notes 6, 728–730.

58 植物学报 45(1) 2010
A Case Study of Gamete Selection and Male Reproduction Fitness
in Liriodendron
Yuanheng Feng, Huogen Li*, Honglian Zhang
Key Laboratory of Genetics and Biotechnology, Ministry of Education, Nanjing Forestry University, Nanjing 210037, China
Abstract We explored gamete selection and male reproduction fitness in Liriodendron by paternity analysis of polymix
pollination progenies with simple sequence repeat molecular markers. We obtained test parents of 5 trees from 2 species,
Liriodendron chinense (FY and LS) and L. tulipifera (LYS, MSL and NK). An equal quantity of pollen obtained from the 5
tested trees was mixed together before pollination and pollinated back to each respective parent. The gamete selection
pattern varied among individuals of Liriodendron. As females, NK and LYS were inclined to mate with pollen from different
species (interspecies mating), but MSL and LS were more likely to mate with pollen from the same species (intraspecies
mating). Within intraspecies mating, NK, LYS and LS leaned to selfing, whereas MSL preferred outcrossing. With L.
tulipifera as the female, the ratio of male reproduction contribution of L. tulipifera and L. chinense was 45.5% and 54.5%,
respectively; thus, the male reproduction fitness of L. tulipifera to L. chinense was 0.556. With L. chinense as the female,
the ratio of male reproduction contribution of L. tulipifera and L. chinense was 15.6% and 84.4%, respectively, the male
reproduction fitness of L. tulipifera to L. chinense was 0.123. As a whole, the male reproduction fitness of L. chinense was
higher than that of L. tulipifera. Both L. chinense and L. tulipifera were shown to be self-compatible.
Key words gamete selection, Liriodendron, male reproduction fitness, paternity analysis, simple sequence repeat
Feng YH, Li HG, Zhang HL (2010). A case study of gamete selection and male reproduction fitness in Liriodendron.
Chin Bull Bot 45, 52–58.

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* Author for correspondence. E-mail: hgli@njfu.edu.cn
(责任编辑: 孙冬花)