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版纳植物园发现自然界中一种新的主动自花传粉机制

阿樓博客裡  2012-8-7 14:04:00   来源:搜狐

  图:A:长柄象牙参的植株;B:在野外捕获的访花频率极低的昆虫;C:花内部结构(PS-花粉囊,SM-柱头,S-花柱,LA-杠杆状雄蕊附属体);D:开花前去除了花粉囊的花,用来检测传粉者对种子产量的贡献。E-H:自花传粉的方式(E:花开第一天时的柱头状态,箭头指示柱头上有少量萌发液;F:花开第三天时的柱头状态,箭头指示柱头上的萌发液聚集成一个小液滴耸立于柱头之上;G:花开第四天时的柱头状态,柱头粘住旁边的花粉;H:花开第四天时的柱头染色后在荧光显微镜下观察的状态,花粉在柱头外面萌发,花粉管伸入柱头)。
  植物从异花传粉到自花传粉的演化是自然界中频繁发生的一种进化转变,包括主动自花传粉和被动自花传粉。主动自花传粉是指植物不需要传粉媒介的参与,直接将其花粉传到自己的柱头上。在主动自花传粉植物中有一类植物,它在开花的过称中并不进行自花传粉,而是等待传粉者带来的异花花粉。当等不到传粉者拜访时,才在花凋谢时进行自花传粉(即延迟自交)。这种策略既最大限度地减少了近交衰退的不利因素,又能够保证有性繁殖,是最具优势的自花传粉方式。虽然能进行延迟自交的植物在自然界中并不少见,但是实现延迟自交的方式却相对单一,目前几乎所有已报道的都是通过花部器官(如花丝,花柱或花冠)的运动使柱头和花药接触实现自花传粉。
  中科院西双版纳热带植物园植物进化生态组研究生范永立在导师李庆军研究员的指导下,在云南临沧对姜科的长柄象牙参(Roscoea debilis)进行了两年的野外观察和实验,发现了自然界中一种新的延迟自交的自花传粉机制:该植物单花寿命有3天,在开花的第一天柱头开始分泌萌发液;到了第三天,连续分泌的萌发液聚集成为一个小液滴耸立于柱头之上;在第四天花萎蔫之后,小液滴会沾住其两侧的花粉,促使花粉在柱头外萌发、花粉管伸入柱头,从而实现自花传粉。该研究还显示,尽管这种植物的花具有典型的动物传粉的特征:花色彩艳丽、两侧对称、有杠杆状雄蕊附属体和产生花蜜,但是野外并没有观查到有效传粉者,种子的产生主要是通过这种奇特的自花传粉机制实现的。
  该研究增加了对自然界中一种新的自花传粉方式的认识,为研究植物如何从异花传粉向自花传粉转变提供了一个新的视角;同时,对于深入探讨由于青藏高原隆升而分化出来的高海拔姜科植物类群象牙参属植物的适应性进化,具有重要意义。
  研究结果以Stigmatic fluid aids self-pollination in Roscoea debilis (Zingiberaceae): A new delayed selfing mechanism为题,在植物学类国际期刊Annals of Botany上在线发表,这也是植物进化生态学研究组发表的第三篇关于高山姜科植物类群象牙参属植物传粉生态学的研究论文,前两篇分别发表在Annals of Botany和Plant Biology上。
  本研究得到国家自然科学基金和中国科学院”百人计划“支持。


点数:575 发布:澄怀 编辑:上海芳香植物研究 联系:b2b@notbad.cn
 
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