植物多姿多彩的花可以给人们带来良好的视觉和心灵体验，同时花也是植物的重要繁殖器官。绝大多数开花植物都需要传粉媒介（比如风媒、水媒和虫媒等）帮助其将花粉从花药运输到合适的柱头上，完成受精过程，产生种子。花内的雄蕊和雌蕊是关键的性别器官，雄蕊包括花药和花丝，雌蕊包括柱头、花柱和子房。与动物通常的雌雄异体相比较，开花植物具有非常复杂的性系统状态。
从单花水平可以分为两性花（又称雌雄同花）、单性雄花和单性雌花（图1）；从植株水平上则可以划分为两性花植物（植株上只有两性花）、雌雄异花同株（植株上既有单性雌花、又有单性雄花）、雌雄异株（雄花和雌花分别位于不同植株上）、雄全同株（单性雄花和两性花共存于同一植株上）、雌全同株（单性雌花和两性花共存于同一植株上）和三全同株（单性雄花、单性雌花和两性花等三种状态的花共存于同一植株上）等。
图1 从左到右，依次为中华萍蓬草 Nuphar sinensis（两性花），三叶木通（原亚种） Akebia trifoliata subsp.Trifoliata（雌花），毛花猕猴桃 Actinidia eriantha（雄花）。（黑色箭头为柱头，白色箭头为花药，下同）
自然界中，被子植物最常见的类型是两性花植物，大约74%的植物属于这一类型。对于雌雄分离的植株而言，花粉的供体和受体（即子代的父本和母本）来自于不同的植株。而对于两性花植物而言，如果缺乏必要的机制，其生殖过程完全有可能在同一朵花内完成。
那么，真实情况是什么呢？为了增加子代的遗传多样性并实现表型多样性以利于对环境的适应，和动物一样，植物也会尽可能产生出一些特有的机制来拒绝近亲配偶。对于两性花植物而言，首要的任务就是避免自交，也就是尽量避免同一朵花的花粉被自己的柱头捕获而产生自交后代。同样重要的是，两性花在实现雄性功能（雌性功能）的时候，其雌性器官（雄性器官）可能是一个现实的物理阻碍；雌蕊可能显著地妨碍了花粉的输出到花外，而雄蕊亦可能明显影响花粉在柱头上的输入；这种现象被称之为性别干扰。两性花植物在选择合适配偶的进化进程中，有两个问题需要克服，一是如何避免自我交配？二是如何避免性别干扰？本文将通过阐述植物的精妙机制来很好地回答这两个问题。
总体而言，两性花植物避免这两个问题的机制可以归纳为两个方面，即雌雄异熟和雌雄异位。
雌雄异熟是指两性花的雌雄两性功能（即花粉散布和柱头可授期）在时间上的分离。按两性功能出现的时间顺序可分为雄性先熟（图2）和雌性先熟（图3）；根据雌雄功能的分离程度，可分为不完全雌雄异熟和完全雌雄异熟，如果单花的花粉和柱头可授期时间完全没有重叠，称为完全雌雄异熟，否则称为不完全雌雄异熟。
在动物传粉植物中，花内雄性先熟比雌性先熟更常见，而风媒和甲虫传粉植物则雌性先熟更多；雌性先熟在单子叶植物中比在双子叶植物更普遍。雌雄异熟通常被认为是避免自交的一种花部机制，即雌雄功能在时间上的分离使得花内实现自交的可能性很小甚至没有。
然而，实际上有相当一部分的雌雄异熟植物是完全自交不亲和的，因此研究者们认为雌雄异熟的另外一种重要功能就是避免雌雄干扰，即降低了花粉落置在自己柱头上形成的浪费。当然，很多情况下要严格区分一种机制究竟是避免自交还是避免性别干扰是非常困难的。
图2 雄性先熟。左图为雄性阶段，花药正散粉，柱头还未有活性；右图为雌性阶段，柱头正有活性（柱头上有黏液），花药散粉完毕。
锦绣杜鹃 Rhododendron × pulchrum
图3 雌性先熟。左图为雌性阶段，柱头正有活性，花药未散粉；右图为雄性性阶段，柱头完成授粉，花药打开正散粉。
阴香 Cinnamomum burmannii
雌雄异位是指两性花雌雄器官（雄蕊和雌蕊）空间上的分离。根据雄蕊和雌蕊的相对位置，可笼统地将雌雄异位分成三种主要类型：柱头探出式、柱头缩入式、动态式雌雄异位。柱头探出式异位为雌蕊长于花药（图4），柱头缩入式异位则为雌蕊短于雄蕊（图5），动态式雌雄异位是指雄蕊或者雌蕊会发生位置的变动而形成异位，其中柱头探出式异位在自然界是最为普遍的。
一般认为，柱头探出式异位既能避免雌雄功能干扰，也能降低自交水平。不过，大多数柱头探出式异位的植物都是自交不亲和的，也说明这种异位方式的主要功能可能是避免雌雄功能的相互干扰，而非避免自交。柱头缩入式异位一般被认为会增加自交的风险，而其主要的优势是有利于高位的花药散粉，增加雄性功能适合度以及降低雌雄干扰。当然，有研究表明柱头缩入式异位的植物其可能会有匹配的特殊花部结构来辅助实现避免自交。
