植自花受粉是指一株植物的花粉,对同一个体的雌蕊进行授粉的现象。在两性花的植物中,又可分为同一花的雄蕊与雌蕊间进行受粉的同花受粉(菜豆属)和在一个花序(个体)中不同花间进行受粉的邻花受粉(gei-tonogany),以及同株不同花间进行受粉的同株异花受粉。被子植物大多为异花受粉,少数为自花受粉。高粱就是自花受粉为主。
植自花受粉有两种含义,对于
有性繁殖植物,是指雌蕊接受同一花朵的花粉;对于
营养繁殖的果树等作物,是指同一品种(基因型)内的相互受粉。在自然条件下,以自花受粉为主的植物就叫自花受粉作物,又叫自交植物。自花受粉作物必然是兼有雄蕊和雌蕊的完全花;而且雄雌基本上同时成熟;不存在自交不亲和等特点;在花器结构上具有某些特点使自花受粉在整个传粉过程中占主导地位,其自然杂交率一般在5%以下。大体上可以分为花粉隔离型和花药包围型。
有些是整个花冠形成一个隔离空间,使外部花粉不能接触花柱,如小麦、燕麦、冰草等;有些是部分花冠如豌豆、豇豆等豆类蔬菜由两片龙骨瓣合生形成一个隔离空间,不仅使外部花粉难以进入,而且可以使花粉受到保护不易受昆虫吞食和雨水淋湿。
自花受粉作物群体是由许多遗传组成纯和的个体组成,即使个别植株或个别花朵偶然发生天然杂交,也会因连续几代的自花受粉,而使其后代的遗传组成很快趋于纯和。而且自花受粉作物具有自交不退化或退化缓慢地特点,自花受粉方式是在长期的自然选择作用下产生和保留下来的,具有对物种的生存和繁衍有利的特性。
世界上大多数有花植物是
异花授粉,自然界少数植物是自花受粉的,如
大麦、
小麦、大豆、豆角、
稻子、
指甲花等。自花受粉植物的花必然是
两性花,雌、雄蕊挨得很近,花粉易于落到本花的柱头上,例如
柳树、
大麻等,就完全没有
自花授粉的可能性,另外雌、雄蕊应是同时成熟。但具两性花的植物不一定都是自花受粉。
闭花受精是典型的植自花受粉,即在未开花时已完成
受精作用。这类植物的花粉常在
花粉囊里萌发,
花粉管穿过花粉囊壁伸向柱头完成
受精作用。自花受粉植物因花粉与雌蕊在遗传性上差别小,所以栽培植物经过长期自花传粉,就会退化成毫无栽培价值的植物。可见,自花受粉对植物有害。为什么自花受粉能在自然选择中被保留?这是因为自花受粉是植物对缺乏
异花传粉条件时的一种适应。自花受粉植物中总有少数进行异花传粉。
当植物缺乏传粉媒介( 昆虫、风或水等) 引起异花授粉机会缺乏时,采用自花受粉以保证产生种子从而繁殖后代,此观点被称之为繁殖保障( reproduc- tionassurance) 假说,这已被广泛接受并用以解释自花受粉的进化。
植自花受粉可使花粉粒在不良的外界条件下正常授粉而减少昆虫吞食,通常被认为是植物在不利于授粉时牺牲
遗传多样性而以降低能量消耗来保证结实的一种适应机制.滞后自花受粉是一些植物发育在过程中形成的一种巧妙的受粉机制。当传粉者存在时能促进
异花授粉,缺乏时能保证自率在不同年份间有异,既能保证繁殖,又提供一个完善的交配系统。 一旦自花受粉因繁殖保障或其他原因得到选择而进化,自花受粉植物在传粉者缺乏的环境中比异花授粉者更易建立种群。
如果自花受粉个体也能为其他个体提供花粉,比异交花粉更易使胚珠受精,自花授粉可以提高雄性适合度,那么自花受粉者享有更大的繁殖优势,即自动选择优势(automaticselectionadvantage) 。 在一个数量稳定的种群中,平均每个
雌雄同株植物传给下一代两套基因,假若出现一个自交突变型,它将通过异花授粉传递一组基因到其它植株的种子,同时还传递两份自花受粉的基因到自身种子。即自花授粉个体传递三组基因到下一代,比异花授粉者多一份。初期种群内自花受粉基因稀少时,自花授粉个体的频率将逐代递增 50% ,因此,自然选择有利于自花授粉,并最终可使自花授粉基因在种群内得以固定。