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中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所
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報(bào)春花屬植物的自然雜交研究取得新進(jìn)展

文章來(lái)源:植物園  |  發(fā)布時(shí)間:2014-02-12  |  作者:馬永鵬  |  瀏覽次數(shù):  |  【打印】 【關(guān)閉

 

  報(bào)春花屬約有500種,是報(bào)春花科中觀賞價(jià)值極高的一個(gè)大屬,主要分布于北半球溫帶和高山地區(qū),僅有極少數(shù)種類(lèi)分布于南半球。我國(guó)有300余種,主要分布于東喜馬拉雅-橫斷山區(qū)域,該區(qū)域被認(rèn)為是報(bào)春花屬植物的起源與分布中心。自然雜交一直被認(rèn)為是東喜馬拉雅-橫斷山區(qū)物種多樣性形成的一個(gè)重要途徑,但對(duì)報(bào)春花屬植物自然雜交研究的不多。超過(guò)90%報(bào)春花屬植物都具有避免自交而促進(jìn)自交異型花柱,為典型的異花授粉類(lèi)群。對(duì)于同域分布的植物,其異型花柱是否對(duì)種間生殖隔離起到作用,目前尚未見(jiàn)到相關(guān)報(bào)道。近年來(lái),中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所孫衛(wèi)邦研究組的馬永鵬博士與麗江高山植物園吳之坤博士合作,對(duì)報(bào)春花屬植物的自然雜交機(jī)制進(jìn)行了研究。 

  研究以分布于麗江玉龍雪山的橘紅燈臺(tái)報(bào)春(Primula bulleyana)、霞紅燈臺(tái)報(bào)春(Primula beesiana)及其自然雜交形成的雜交后代為研究對(duì)象,通過(guò)野外實(shí)驗(yàn)確定了兩種親本的繁殖生物學(xué)特征及其傳粉者;同時(shí),通過(guò)野外大量的實(shí)驗(yàn)排列與室內(nèi)的分子生物學(xué)手段,揭示了這一雜交過(guò)程及其雜交方向。研究結(jié)果顯示,該雜交過(guò)程是一個(gè)單向雜交,總是以橘紅燈臺(tái)報(bào)春為母本,并且所有檢測(cè)到的雜交后代都是一些和橘紅燈臺(tái)報(bào)春的回交后代,同時(shí)野外的雜交后代存在較高的坐果率和結(jié)實(shí)率。為了揭示該雜交區(qū)缺乏或者存在較低頻率的F1代的原因和報(bào)春花單向雜交的維持機(jī)制,本研究比較了合子前和合子后生殖隔離的各個(gè)階段,發(fā)現(xiàn)合子前階段的花粉管生長(zhǎng)情況在雜交授粉時(shí),其延伸受到強(qiáng)烈的制約,最終能順利到達(dá)胚珠的花粉管比例小于30%。而合子后隔離較強(qiáng),尤其是當(dāng)以霞紅燈臺(tái)報(bào)春為母本,進(jìn)行雜交授粉時(shí),盡管產(chǎn)生了種子,但是種子沒(méi)有檢測(cè)到胚的存在。由于該雜交區(qū)內(nèi)親本與雜交后代進(jìn)行不斷地回交,有些橘紅燈臺(tái)報(bào)春已經(jīng)成功的占據(jù)了霞紅燈臺(tái)報(bào)春典型的生態(tài)位。在這種情況下,通過(guò)雜交,很可能使霞紅燈臺(tái)報(bào)春中一些耐旱的基因轉(zhuǎn)移到了橘紅燈臺(tái)報(bào)春中。 

     以上研究結(jié)果在線發(fā)表于植物學(xué)領(lǐng)域主流期刊Annals of Botany(文章相關(guān)鏈接:http: // aob. oxfordjournals. org/content/early/2014/02/02/aob.mct312.full?keytype=ref&ijkeykxeONI1tQZj1QZS Journal of Systematics and Evolution(文章相關(guān)鏈接:http://onlinelibrary.wiley.com /doi /10.1111 /jse.12077/abstract

1. 橘紅燈臺(tái)報(bào)春、霞紅燈臺(tái)報(bào)春及其雜交后代共有的傳粉昆蟲(chóng)。

2. 基于分子數(shù)據(jù),通過(guò)軟件NewHybrids STRUCTURE指派分析得到的親本及雜交后代的基因型。


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