自花传粉植物的适应性进化

1/1自花传粉植物的适应性进化第一部分自花传粉植物繁殖优势 2第二部分自花传粉机制多样性 4第三部分花粉选择与自交不亲和 7第四部分自花传粉的遗传后果 9第五部分环境因素对自花传粉的影响 12第六部分自花传粉植物的生态意义 14第七部分自花传粉植物与传粉者互作 17第八部分自花传粉植物的分子机制 19

第一部分自花传粉植物繁殖优势关键词关键要点主题名称：繁殖成功率高

1.自花传粉消除了异花传粉的限制，例如异花传粉媒介的缺乏或恶劣的环境条件。

2.自花传粉植物往往产生大量花粉和雌蕊，提高了授粉成功率。

3.花粉和雌蕊在同一朵花内接近，最大限度地减少了花粉浪费和异花授粉的可能性。

主题名称：遗传多样性低

自花传粉植物繁殖优势

自花传粉植物是指通过自身的雄蕊和雌蕊进行受精繁衍后代的植物。这种生殖方式相对于异花传粉具有独特的优势，使其能够在特定环境条件下获得竞争优势。

1.繁殖保障

自花传粉最大限度地降低了受精失败的风险。由于雄蕊和雌蕊位于同一朵花内，传粉过程不受外部因素（如授粉媒介的disponibilité）影响，因此避免了异花传粉植物在传粉媒介缺乏或环境恶劣条件下的繁殖困难。

2.遗传多样性低

自花传粉产生高度自交（近亲繁殖）的后代，从而降低了遗传多样性。虽然遗传多样性降低可能限制植物对环境变化的适应性，但对于自花传粉植物来说，它有利于维持物种的遗传稳定性，减少有害基因的表达。

3.雌雄蕊成熟同步性

自花传粉植物的雌蕊和雄蕊成熟时间同步，确保了自交受精的可能性。这种同步性对于在短时间内完成生殖过程至关重要，尤其是在恶劣的环境条件下，如干旱或营养缺乏的区域。

4.繁殖季节延长

自花传粉植物不受授粉媒介的限制，因此可以在整个繁殖季节进行繁殖。这种繁殖季节的延长增加了繁殖成功的机会，特别是在生长期短或环境恶劣的地区。

5.繁殖效率

自花传粉的封闭系统优化了资源分配。通过避免异花传粉中产生的花粉浪费和能量消耗，自花传粉植物可以将更多资源用于种子和果实生产。

6.适应特定生态位

自花传粉植物在竞争激烈的环境中具有优势，因为它们能够在授粉媒介有限或环境条件不利的地区建立种群。例如，一些自花传粉植物在地下洞穴、偏远的岛屿和高海拔地区茁壮成长。

7.避免杂交

自花传粉有效地防止了与其他植物的杂交，这对于保持物种的遗传完整性至关重要。杂交可能引入有害基因，破坏适应性性状，从而降低植物的生存能力。

8.数据支持

大量研究支持自花传粉植物的繁殖优势。例如，在缺乏授粉媒介的岛屿上，自花传粉植物比异花传粉植物更为丰富。此外，在营养缺乏或干旱条件下，自花传粉植物表现出更高的繁殖成功率。

9.进化趋势

自花传粉是许多植物群落中常见的进化趋势。在恶劣的环境条件下或在没有可靠授粉媒介的地区，自花传粉的频率增加，这表明它是维持物种遗传多样性和促进繁殖成功的有益适应。第二部分自花传粉机制多样性关键词关键要点自交不亲和性

1.自交不亲和性是一种在自花传粉植物中广泛存在的机制，可以阻止同株个体之间的自花传粉，从而维持遗传多样性。

2.自交不亲和性由一组基因调控，这些基因编码识别花粉和胚珠中特定配体的受体。

3.当花粉与同株胚珠结合时，受体和配体的相互作用触发信号转导级联，导致花粉萌发受抑制或花粉管生长受阻。

花形态与自花传粉

1.自花传粉植物的花朵通常具有促进自花传粉的花朵形态，如封闭的花冠、短雄蕊和长花柱，以及向内弯曲的花柱。

2.这些花朵形态有助于花粉转移到同一朵花的雌蕊柱头上，同时限制花粉转移到其他个体。

3.研究表明，花形态与自花传粉机制的进化密切相关，表明它们在植物进化中共同优化。

花粉释放的时间和数量

1.自花传粉植物通常优化花粉释放的时间和数量来促进自花传粉。

2.花粉在花朵开放前或同时释放，最大限度地增加与柱头的接触机会。

3.自花传粉植物也可能产生大量花粉，以补偿花粉转移效率较低的事实。

花粉传播的依赖性

1.自花传粉植物对花粉媒介的依赖性较小，因为它们依赖于自花传粉，而不是依赖外部媒介。

2.它们通常具有退化的花蜜腺和缺乏吸引媒介的视觉或嗅觉信号。

3.这一适应性特点有助于自花传粉植物在没有合适媒介的情况下定居和传播。

自花传粉的遗传基础

1.自花传粉机制的遗传基础因物种而异，可以涉及单基因或多基因。

2.自花传粉自交不亲和基因可能表现出共显性、显性或隐性遗传，影响自花传粉的频率和程度。

3.对自花传粉遗传基础的研究有助于了解自花传粉进化和繁殖系统演化的分子机制。

自花传粉的进化趋势

1.自花传粉的进化趋势受到多种因素的影响，包括环境压力、遗传变异和自然选择。

2.在资源稀缺或缺乏媒介的环境中，自花传粉可能会提供一个优势，确保生殖成功。

3.自花传粉的进化可以导致遗传多样性降低和适应能力下降，但也可以促进地方性适应和物种适应特定环境。自花传粉机制的多样性

自花传粉植物已进化出广泛多样的机制，以确保高效的传粉和繁殖。这些机制根据花粉转移方式、花器形态和生理机制而异。

花粉转移方式

*闭花受粉（autogamy）：花粉直接从雄蕊转移到雌蕊，而无需外人介导。这是自花传粉最直接的形式，常见于豆科和禾本科等植物。

*同轴受粉（geitonogamy）：来自同一植株不同花朵的花粉转移到雌蕊。这可以通过风、重力或动物活动等因素来实现。

*近亲受粉（xenogamy）：花粉从同一种群的不同个体转移到雌蕊。这是自花传粉的一种间接形式，可以通过风、昆虫或其他媒介来实现。

花器形态

*两性花：同时具有雄蕊和雌蕊。这种花器结构有利于花粉在花内转移。

*雌雄同花：雌雄蕊расположенынаразныхцветкаходногорастения.Такоерасположениеоргановспособствуетперекрестномуопылению,нотакжевозможноисамоопыление.

*单性花：仅具有雄蕊或雌蕊的花朵。单性花通常与异花传粉机制相结合，例如风媒传粉或异花授粉。

生理机制

*花丝伸长：雄蕊的花丝伸长至雌蕊高度，促进花粉转移。

*雌蕊弯曲：雌蕊向雄蕊弯曲，以方便花粉接收。

*花粉释放：雄蕊在合适的时间释放花粉，以与雌蕊的成熟同步。

*花粉滞育：某些植物通过延迟释放花粉或雌蕊接受花粉来防止异花授粉。

*自交不亲和性：植物的生理机制阻止自花授粉产生的胚珠发育。这有助于维持遗传多样性。

*克隆结实：通过营养繁殖产生的植株可产生种子，其遗传构成与其亲本相同。这是另一种形式的自花传粉。

环境因素

除了花器形态和生理机制外，环境因素也会影响自花传粉机制的多样性。

*风媒传粉：风媒传粉植物通常具有轻质、干花的花粉，易于被风吹走。

*重力传粉：悬垂的花朵或花序利用重力将花粉释放到雌蕊上。

*动物传粉：动物传粉植物通常具有吸引动物的吸引性特征，例如花蜜、颜色或气味。动物在访问花朵时无意中将花粉转移到雌蕊上。

自花传粉机制的多样性反映了植物在不同环境中适应和繁殖的能力。这些机制确保了自花传粉植物的繁殖成功，并有助于维持其遗传多样性。第三部分花粉选择与自交不亲和关键词关键要点主题名称：花粉选择

-自花传粉植物的柱头对来自同花的少量花粉表现出偏好性，这种偏好性被称为花粉选择。

-花粉选择的机制可能涉及柱头表面的受体与花粉表面的配体之间的特异性相互作用。

-花粉选择有利于自花传粉，减少异交，避免近亲繁殖带来的不良后果。

主题名称：自交不亲和

花粉选择与自交不亲和

花粉选择

花粉选择是一种花器特征，允许雌蕊接受来自某些个体或品系的特定花粉，而拒绝来自其他个体的花粉。

*作用：

*促进与遗传上不相关的个体的交配，增加遗传变异性。

*避免与亲缘关系过近的个体交配，防止近交衰退。

*提高后代的适宜度和生存率。

*机制：

*花柱屏障：花粉管必须通过花柱才能到达胚珠。花柱可以产生化学屏障或物理屏障来阻止与不相容花粉管的融合。

*柱头识别：柱头含有受体蛋白，只能与特定花粉粒表面的配体蛋白结合。不相容的花粉粒将无法与受体结合并被柱头拒绝。

*花粉管竞争：兼容花粉粒萌发后，其花粉管会在花柱内进行竞争，只有最先到达胚珠的花粉管才能完成受精。

自交不亲和

自交不亲和是一种遗传机制，防止个体使用自身的雄蕊为雌蕊授粉。

*作用：

*促进异交，避免近交衰退和遗传缺陷的积累。

*增加种群的遗传多样性，增强其适应性。

*机制：

*配子识别：植物体内存在一系列控制自交不亲和的基因，称为自交不亲和基因。这些基因编码识别花粉表面配体的受体蛋白。

*同型配子排斥：来自同一株植物的花粉和胚珠具有相同的自交不亲和基因型，导致配子识别系统拒绝自身花粉。

*异型配子亲和：来自不同株植物的花粉和胚珠具有不同的自交不亲和基因型，导致配子识别系统接受非自身花粉。

花粉选择与自交不亲和的相互作用

花粉选择和自交不亲和通常同时存在于自花传粉植物中，协同作用以促进异交：

*花粉选择促进异型配子结合：通过拒绝与自身花粉粒不相容的花粉，花粉选择增加了与异型花粉粒结合的可能性。

*自交不亲和防止同型配子结合：通过阻止个体使用自身的雄蕊为雌蕊授粉，自交不亲和进一步防止了同型配子结合，从而确保异交的发生。

自花传粉植物中的花粉选择和自交不亲和的进化

花粉选择和自交不亲和的进化是自然选择的结果：

*花粉选择：在自花传粉植物种群中，能够促进异交的个体会具有选择优势。随着时间的推移，有利于花粉选择的基因突变将被自然选择所保留。

*自交不亲和：在自花传粉植物种群中，能够避免近交衰退的个体会具有选择优势。有利于自交不亲和的基因突变将被自然选择所保留。

通过自然选择，花粉选择和自交不亲和的特征在自花传粉植物中繁荣发展，极大地增加了它们的适应性和生存能力。第四部分自花传粉的遗传后果关键词关键要点【自交配导致近交衰退】

1.自花传粉导致遗传多样性降低，使纯合个体比例增加，从而降低种群的适应性和抗逆性。

2.近交衰退表现在生育力下降、生长发育不良、抗病抗逆性下降等方面。

3.严重近交衰退的种群可能面临灭绝风险。

【自交配促进自适应性状的纯合】

自花传粉的遗传后果

自花传粉植物的遗传后果对于理解植物的进化和多样性至关重要。自花传粉与异花传粉相比较，对植物的遗传和适应性具有显著影响。

同型合子性增加

自花传粉的主要遗传后果之一是增加了同型合子性，即个体所有等位基因都相同的程度。与异花传粉植物相比，自花传粉植物拥有更多同型合子基因型。这是因为自花传粉会导致基因座等位基因的随机漂移，从而减少了杂合性的存在。高水平的同型合子性可以增加有害隐性等位基因表现的风险，因为它们不太可能被显性等位基因掩盖。

减小的遗传多样性

自花传粉导致的遗传漂移也导致了遗传多样性的减少。异花传粉植物通过与其他个体的基因流经受基因交换，从而维持遗传多样性。然而，自花传粉限制了不同个体之间的基因流动，从而减少了遗传多样性。遗传多样性的丧失可能会限制植物对新环境的适应能力，并增加其对病原体和害虫的易感性。

近交衰退

近交衰退是自花传粉植物中常见的现象，是指个体连续自花传粉几代后的适应性下降。近交衰退是由有害隐性等位基因的积累引起的，这些等位基因在杂合状态下被掩盖，而在同型合子状态下被表达。近交衰退可以导致生长不良、繁殖力下降和适应性降低。

遗传负荷

自花传粉植物也更有可能积累遗传负荷，这是有害等位基因的频率在种群中增加的现象。遗传负荷的积累会降低植物的整体适应性。异花传粉通过清除有害隐性等位基因，有助于减少遗传负荷。

有效种群规模

自花传粉还影响了植物的有效种群规模，这是衡量种群遗传多样性的一个指标。有效种群规模较小会导致更高的遗传漂移和遗传多样性丧失。自花传粉植物的有效种群规模通常低于异花传粉植物，这进一步加剧了其遗传后果。

适应性后果

自花传粉的遗传后果对植物的适应性产生了重大影响。自花传粉植物可能更容易适应稳定的环境，因为它们不需要寻找授粉者。然而，它们对环境变化的适应能力可能较差，因为它们缺乏遗传多样性。此外，自花传粉植物对病原体和害虫的抵抗力可能较弱。

进化意义

自花传粉的遗传后果在植物的进化中具有重要的意义。自花传粉可以促进植物的传播和拓殖，特别是当它们处于新环境或与其他授粉者隔离时。然而，自花传粉的负面遗传后果也可能限制植物的长期进化潜力。

总之，自花传粉对植物的遗传和适应性具有复杂而重大的影响。它增加了同型合子性，减少了遗传多样性，并可能导致近交衰退和遗传负荷的积累。这些遗传后果对植物的进化和在不同环境中的适应能力产生了深远的影响。第五部分环境因素对自花传粉的影响关键词关键要点环境因素对自花传粉的影响

主题名称：光环境

1.光照强度对自花传粉的影响：高光照强度下，自花传粉植物的花朵往往较小、雄蕊花丝较长，有利于花粉散落到柱头上。

2.光照时间对自花传粉的影响：长日照条件下，自花传粉植物的花期更长，花朵更多，有利于增加自花传粉的机会。

主题名称：温度环境

环境因素对自花传粉的影响

自花传粉植物的适应性进化与环境因素密切相关。环境条件的变化会影响自花传粉植物的生存、繁殖和分布，从而驱动自花传粉特性的进化。

1.生育力保证

*资源匮乏的栖息地：在资源匮乏的栖息地中，自花传粉植物可以保证产生后代，即使没有其他个体的花粉可用。

*传粉者匮乏：当传粉者数量不足或活动范围有限时，自花传粉植物可以确保受精，从而维持种群的存续。

2.繁殖力优化

*花粉竞争：自花传粉植物避免了与其他个体花粉的竞争，从而提高了受精概率，最大限度地提高繁殖力。

*花粉浪费减少：自花传粉植物不需要将花粉运输到其他个体，减少了花粉浪费，节省了能量和资源。

3.遗传多样性

*近交衰退：自花传粉可以通过近交衰退减少遗传多样性，从而增加对环境变化的脆弱性。

*异交优势：自花传粉植物可以通过偶尔的异交或自交不亲和等机制引入遗传多样性，以应对不断变化的环境。

具体环境因素对自花传粉的影响

1.传粉者可用性

*传粉者可用性的降低（如栖息地破坏、农药使用）会导致自花传粉成为一个日益重要的繁殖策略。

*根据一项研究，在传粉者数量减少的地区，自花传粉植物的频率显着增加。

2.栖息地干扰

*栖息地干扰（如砍伐、城市化）可以通过破坏传粉者的栖息地和活动范围，间接促进自花传粉。

*在受干扰的栖息地中，自花传粉植物可能比依赖传粉者传粉的植物更具有优势。

3.自交不亲和性

*自交不亲和性（SI）是一种遗传机制，可防止个体与自己或近亲受精。

*SI的存在有助于维持遗传多样性，但也会限制繁殖力。

*某些环境条件（如隔离或传粉者可用性低）可能会选择SI减弱或消失，从而促进自花传粉。

4.生长条件

*恶劣的生长条件（如低营养、干旱）可以限制植物的生长和繁殖力。

*自花传粉可以确保在这些条件下成功繁殖，即使花粉传粉不可靠。

5.生态系统互作

*与其他物种的相互作用（如草食动物、致病菌）也会影响自花传粉的进化。

*例如，草食动物的压力可以通过去除传粉者，间接促进自花传粉。

结论

环境因素对自花传粉植物的影响是复杂的，并且根据具体情况而异。总体而言，在传粉者匮乏、资源有限或栖息地干扰的情况下，自花传粉更可能演化。通过影响繁殖力、遗传多样性和生态系统互作，环境因素塑造了自花传粉植物的适应性进化。研究环境因素对自花传粉的影响对于理解植物的多样性、适应性和应对环境变化至关重要。第六部分自花传粉植物的生态意义关键词关键要点【自花传粉植物在生态系统中的重要性】

1.自花传粉植物是生态系统中生物多样性的重要组成部分，它们在植物群落中具有独特的生态位。

2.自花传粉植物在营养循环中发挥着不可或缺的作用，它们可以适应各种环境条件，并在养分贫乏的地区生存。

3.自花传粉植物有助于土壤稳定和水土保持，其根系可以防止土壤侵蚀并改善土壤结构。

【自花传粉植物对种群稳定性的贡献】

自花传粉植物的生态意义

自花传粉是植物通过自身的花粉进行受精的一种繁殖方式，在植物界中广泛存在。与异花传粉相比，自花传粉具有以下生态意义：

繁殖保障：

*环境稳定性：自花传粉植物可以在缺乏传粉媒介或传粉条件恶劣的环境中成功繁殖，例如，高海拔地区、荒漠或孤立岛屿。

*遗传多样性：由于自花传粉仅涉及单个个体，可以保留亲本的遗传特征，减少遗传多样性的丧失，有利于在局部环境中生存。

资源分配：

*能量节省：自花传粉避免了寻找和吸引传粉媒介的能量消耗，因此可以将更多的资源分配给生殖和生长。

*授粉时间：自花传粉不受传粉媒介的限制，可以在一天中的任何时间进行授粉，从而提高受精和结实的可能性。

适应性进化：

*生境扩展：自花传粉植物可以在各种生境中定居，包括人迹罕至的地区、干扰频繁的地区和新的生境。

*竞争优势：在资源有限的环境中，自花传粉植物可以通过减少对传粉媒介的依赖来获得竞争优势。

生态系统作用：

*食物链：自花传粉植物是许多动物（如昆虫、鸟类和哺乳动物）的食物来源，通过种子和花蜜提供营养。

*碳汇：自花传粉植物可以通过光合作用吸收二氧化碳，充当碳汇，减缓气候变化。

*土壤健康：自花传粉植物可以通过根系固定土壤，防止侵蚀并改善土壤结构。

在人类活动中的应用：

*农业：自花传粉植物已被广泛用于农业中，例如小麦、大米和豆类。它们易于种植，并且可以在受控的环境中高效地生产粮食。

*园艺：自花传粉植物在园艺中很受欢迎，因为它们可以可靠地开花和结实，不受传粉媒介的限制。

数据例证：

*研究表明，自花传粉植物的分布范围明显广于异花传粉植物，这表明它们具有更强的环境适应能力。

*一项关于小麦的研究发现，自花传粉品种的产量比异花传粉品种更高，这归因于能量节省和授粉效率的提高。

*在干扰频繁的地区，自花传粉植物往往占主导地位，这表明它们对于恢复和定殖具有重要作用。

结论：

自花传粉是植物繁殖的一种重要形式，具有独特的生态意义。它使植物能够在各种环境中生存和繁殖，有助于保持遗传多样性，优化资源分配，并对生态系统和人类活动产生积极影响。了解自花传粉植物的适应性进化对于保护生物多样性、确保粮食安全和促进可持续发展至关重要。第七部分自花传粉植物与传粉者互作自花传粉植物与传粉者互作

自花传粉植物已演化出各种适应性策略来促进自花传粉，减少对传粉媒介的依赖。然而，它们仍可以与传粉者进行相互作用，从而获得某些益处。

兼性自花传粉

兼性自花传粉植物在自花传粉和异花传粉之间表现出多样性。它们既可以通过自花传粉产生种子，也可以通过传粉者进行异花传粉。这种策略使它们能够在传粉媒介有限或不可靠的情况下确保繁殖成功。

诱导自交亲和性

一些自花传粉植物已演化出诱导自交亲和性的机制。这涉及抑制自花粉粒在柱头上的生长，同时允许来自其他花的花粉粒萌发和授精。这种机制促进了同株自花传粉。

同株异花

同株异花植物在其同一植株上产生自花受精的花和异花受精的花。这使它们既能进行自花传粉，又能进行异花传粉，从而增加了授粉成功的机会。

非自花传粉媒介

自花传粉植物可以利用风、水和重力等非生物传粉媒介。风媒传粉植物通常具有小而轻的风媒花粉粒，而水媒传粉植物产生能浮在水上的花粉粒。重力媒传粉植物依靠重力将花粉粒从雄蕊释放到雌蕊。

传粉者的次要作用

即使是严格的自花传粉植物，也可能通过传粉者获得次要作用。例如，蜜蜂可能会访问自花传粉植物以获取花蜜或花粉，无意中促进了异花传粉。此外，传粉者可以帮助去除花粉，防止花粉粒堆积在柱头周围，从而抑制自花传粉。

特定传粉者互作

一些自花传粉植物已与特定的传粉者建立了互作关系。例如，油菜花（油菜）与蜜蜂之间存在密切关系，后者通过在访问花朵时将花粉从雄蕊转移到雌蕊来促进异花传粉。这种互作关系对油菜花的繁殖至关重要，而蜜蜂也从花朵中获取营养资源。

数据

*兼性自花传粉：研究表明，兼性自花传粉植物在自花传粉和异花传粉的贡献相对平衡，异花传粉可能占总受精事件的20-80%。

*诱导自交亲和性：在引诱自交亲和性的植物中，自花传粉率估计为60-90%。

*同株异花：同株异花植物自花传粉率的差异很大，从5%到100%不等，具体取决于物种和环境条件。

*非自花传粉媒介：研究估计，风媒传粉植物自花传粉率为20-30%，水媒传粉植物自花传粉率为50-90%，重力媒传粉植物自花传粉率为90-100%。

结论

自花传粉植物已演化出多种适应性策略，使其能够在传粉媒介受限的情况下进行繁殖。然而，它们仍可以与传粉者进行相互作用，从而获得次要作用或促成异花传粉。兼性自花传粉、诱导自交亲和性、同株异花和非自花传粉媒介等策略使自花传粉植物能够利用传粉者或在没有传粉者的情况下进行繁殖，从而确保繁殖成功。与特定传粉者的互作关系突出了自花传粉植物和传粉者之间复杂的生态联系。第八部分自花传粉植物的分子机制关键词关键要点花器形态适应

1.花瓣融合形成筒状或钟状结构，减少外部花粉接触；

2.花被片退化或变小，限制异花授粉昆虫的进入；

3.雌蕊柱头延伸至花被片之外，减少异源花粉接触；

雌雄蕊时空隔离

1.雌蕊和雄蕊在花中成熟时间不同，避免自花授粉；

2.雄蕊退化或雌蕊柱头退化，造成生殖器官功能性分离；

3.花药朝内开裂或雌蕊柱头朝内弯曲，促进自花授粉；

花蜜腺分泌和导蜜花

1.花蜜腺分泌大量花蜜，吸引昆虫进行传粉；

2.花冠上有导蜜花，引导昆虫进入花中，增加自花授粉几率；

3.花蜜中含有植物信息素，吸引特定昆虫，提高受粉效率；

花粉粒释放机制

1.花药开裂方式特化，有利于花粉在花中的释放和自我授粉；

2.花粉粒自身具有回避机制，避免自花授粉；

3.花粉壁厚，耐干燥，延长花粉寿命，提高自花授粉成功率；

花粉管生长调控

1.花粉管导向机制，促进花粉管优先向柱头生长，增加自花授粉几率；

2.花粉管阻隔机制，阻止异源花粉管进入胚珠；

3.花粉管竞争机制，优势花粉管优先受精，提高自花授粉效率；

胚珠性状适应

1.胚珠暴露或突生，提高自花授粉成功率；

2.胚珠壁增厚或细胞分化，提高胚珠的抗性；

3.胚珠内珠被发育，为受精卵提供营养和保护；自花传粉植物的分子机制

自花传粉植物在分子层面上进化出了一系列适应性机制，以确保其繁殖成功并维持遗传多样性。

花结构和发育

*花丝短，花药高位:花丝短促，花药位于雌蕊柱头上方，促进花粉直接接触柱头。

*花药开裂时间延迟:花药的开裂时间晚于柱头的接受时间，防止异花授粉。

*雌蕊先成熟:柱头比花药先发育成熟，接收花粉并完成自交。

*雌蕊结构特化:柱头表面有乳突或分泌物，有利于花粉附着和萌发。

花粉-柱头相互作用

*花粉识别机制:柱头具有特异性识别分子，与来自同种花粉表面的互补配体结合。

*花粉管萌发促进剂:柱头分泌的花粉管萌发促进剂（PFS）促进来自同种花粉的花粉管萌发。

*花粉管抑制剂:当柱头接触到异种花粉时，会分泌花粉管抑制剂（PIS），抑制异种花粉管的萌发或生长。

*花粉管引导蛋白:柱头分泌花粉管引导蛋白，引导花粉管穿过柱头和花柱，到达胚珠。

胚珠和受精

*珠心隔生殖细胞单倍化:珠心隔生殖细胞（包括胚囊和珠被细胞）在减数分裂过程中发生单倍化，确保后代的杂合性。

*双受精:自花传粉中，一个花粉管释放两个精子：一个与卵细胞结合形成受精卵，另一个与极核结合形成胚乳。

*胚乳发育:胚乳是起源于极核与精子结合的组织，为胚的发育提供营养。

遗传多样性的维持

*自交不亲和:柱头具有自交不亲和机制，阻止来自同一植株的花粉萌发或生长。

*部分自交不亲和:某些自花传粉植物表现出部分自交不