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科研進(jìn)展
王紅研究組在綬草兩種花型的傳粉生物學(xué)和生殖隔離研究中取得新進(jìn)展 文章來源:東亞生物多樣性和生物地理學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 | 發(fā)布時(shí)間:2018-04-28 | 作者:陶至彬,任宗昕 | 瀏覽次數(shù): | 【打印】 【關(guān)閉】 自達(dá)爾文提出物種起源概念以來,物種形成就成為進(jìn)化生物學(xué)研究中最為活躍的領(lǐng)域之一。生殖隔離則是物種形成過程的關(guān)鍵步驟,也是物種得以保持完整性和獨(dú)立性的基礎(chǔ)。在植物中生殖隔離也可以依其機(jī)制發(fā)生的時(shí)間順序劃分傳粉前隔離和傳粉后隔離。目前,關(guān)于蘭科植物種間生殖隔離大多數(shù)的研究都集中在欺騙性傳粉的類群(性欺騙和食源性欺騙)中,而約占蘭科植物總數(shù)的三分之二的非欺騙性類群中研究較少。 中國科學(xué)院昆明植物研究所王紅研究組對分布在喜馬拉雅地區(qū)的有花蜜報(bào)酬的蘭科植物綬草Spiranthes sinensis (Pers.) Ames complex 的白花和粉紅花類型的傳粉生物學(xué)和花型間生殖隔離強(qiáng)度進(jìn)行了精細(xì)的量化研究。研究表明白花綬草是一個(gè)獨(dú)立的進(jìn)化單元,能夠與粉紅花綬草和和過渡狀態(tài)綬草區(qū)分開來。兩種綬草花期重疊明顯,花期物候隔離不強(qiáng)。白花綬草的傳粉昆蟲主要為蜜蜂科的中華蜜蜂(Apis cerana)、橘尾熊蜂(Bombus friseanus)以及灰熊蜂(B. grahami);粉紅花綬草傳粉昆蟲主要為蜜蜂科的蘆蜂屬(Ceratina,2種)、隧蜂科(Halictidae)隧蜂屬(Halictus,5種)和淡脈隧蜂屬(Lasioglossum,1種)。中華蜜蜂和熊蜂屬昆蟲都能夠識(shí)別兩種花色綬草中萼片顏色的差異,且白花綬草具有排它性的揮發(fā)性成份,中華蜜蜂對白花類型具有很高的訪花忠誠性。粉紅花綬草則沒有檢測到揮發(fā)性成份。擺放實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)花型間交叉訪問的頻率顯著低于花型內(nèi)交叉訪問的頻率,兩種綬草花型間傳粉者隔離很強(qiáng)。傳粉后隔離包括花粉塊-雌蕊互作,果實(shí)形成和種子發(fā)育階段對總隔離的貢獻(xiàn)較小,尤其是在以粉紅花綬草為母本時(shí)幾乎沒有貢獻(xiàn)。該研究進(jìn)一步強(qiáng)調(diào),在傳粉昆蟲生態(tài)位重疊的植物類群中,植物可以通過花部特征的分化,介導(dǎo)傳粉昆蟲組成和行為發(fā)生分化,進(jìn)而導(dǎo)致強(qiáng)烈的傳粉者隔離。 中國科學(xué)院昆明植物研究所博士研究生陶至彬?yàn)樵撜撐牡谝蛔髡?,王紅研究員和任宗昕副研究員為通訊作者。相關(guān)研究以“Does reproductive isolation reflect the segregation of color forms in Spiranthes sinensis (Pers.) Ames complex (Orchidaceae) in the Chinese Himalayas?”為題發(fā)表在國際植物生態(tài)和進(jìn)化刊物Ecology and Evolution上。該研究得到科技部重大研究計(jì)劃項(xiàng)目(2014CB954100)和國家自然科學(xué)基金-云南省聯(lián)合基金重點(diǎn)項(xiàng)目(U1502261)等的支持。
圖一 綬草的不同花型及其訪花昆蟲
圖二 六角形模型中花色信號(hào)在蜜蜂視角空間的位置
圖三 白花和粉紅花綬草五個(gè)隔離因子的強(qiáng)度及其對總隔離的貢獻(xiàn) ?。ㄘ?zé)任編輯:李雪) |
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