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科研進(jìn)展
植物多樣性演化和生態(tài)適應(yīng)團(tuán)隊(duì)在馬先蒿屬同域分布物種間生殖隔離研究中取得新進(jìn)展 文章來(lái)源:中國(guó)科學(xué)院東亞植物多樣性與生物地理學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 | 發(fā)布時(shí)間:2018-05-23 | 作者:梁歡 | 瀏覽次數(shù): | 【打印】 【關(guān)閉】 近緣物種在同一群落中共存機(jī)制是進(jìn)化生態(tài)學(xué)關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。物種是進(jìn)化過(guò)程中一系列連續(xù)的物種形成事件的結(jié)果,往往處于動(dòng)態(tài)的變化過(guò)程中。種間生殖隔離的研究能深入理解物種形成的動(dòng)態(tài)過(guò)程和鑒定物種形成的關(guān)鍵性狀和生態(tài)因子。馬先蒿屬(Pedicularis)是列當(dāng)科(Orobancheaceae)半寄生植物,我國(guó)分布有360余種,其中約2/3的種類集中分布于喜馬拉雅-橫斷山區(qū)。在該區(qū)域的高山和亞高山草甸和森林中,馬先蒿屬的多個(gè)物種常常同域分布,同期開花,并且共享熊蜂屬(Bombus)的傳粉昆蟲。馬先蒿屬物種的機(jī)械隔離已有大量研究,表明同域分布物種由于花冠形態(tài)多樣化,其花粉落置在同一傳粉熊蜂身體的不同部位,從而減少種間花粉傳遞,具有極強(qiáng)的傳粉前隔離。然而,到目前為止,傳粉后隔離對(duì)這些種對(duì)的總生殖隔離的貢獻(xiàn)以及對(duì)該屬生殖隔離多個(gè)隔離因子的標(biāo)準(zhǔn)量化研究尚未見報(bào)道。 中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所植物多樣性演化和生態(tài)適應(yīng)團(tuán)隊(duì)王紅研究組對(duì)玉龍雪山同域分布的馬先蒿種對(duì),即同時(shí)具有花蜜和花粉報(bào)酬的康泊東葉馬先蒿P. comptoniifolia和纖裂馬先蒿P. tenuisecta,以及只提供花粉報(bào)酬的鶴首馬先蒿P. gruina和纖裂馬先蒿P. tenuisecta的傳粉前和傳粉后六個(gè)隔離因子的強(qiáng)度進(jìn)行了精細(xì)的量化研究。研究表明三種馬先蒿共享四種熊蜂(桔尾熊蜂B. friseanus、安韋熊蜂B. avanus、灰熊蜂B. grahami和疏熊蜂B. remotus)作為傳粉昆蟲。熊蜂個(gè)體的訪花忠誠(chéng)度較高,然而種間交叉訪問(wèn)依然會(huì)發(fā)生,特別是在花蜜報(bào)酬的兩種馬先蒿間出現(xiàn)種間交叉訪問(wèn)的頻率較高,因此傳粉前隔離并不完全。傳粉后隔離在兩個(gè)種對(duì)中均完全阻斷了基因流,研究發(fā)現(xiàn)兩個(gè)傳粉后隔離的不親和識(shí)別位點(diǎn)在于花粉管萌發(fā)階段和種子形成階段。該研究提出基于不同種花粉落置在熊蜂體表不同位置的花部隔離對(duì)減少種間花粉干擾具有重要性,同時(shí)指出這種傳粉前隔離模式在以往的研究中被過(guò)度強(qiáng)調(diào),而傳粉后隔離對(duì)現(xiàn)存馬先蒿屬的物種共存和維持可能起著更加重要的作用的新觀點(diǎn)。 昆明植物所博士研究生梁歡為該論文第一作者,王紅研究員和任宗昕副研究員為通訊作者。相關(guān)研究以“Impact of pre- and post-pollination barriers on pollen transfer and reproductive isolation among three sympatric Pedicularis (Orobanchaceae) species”為題發(fā)表在國(guó)際植物學(xué)刊物Plant Biology上。該研究得到科技部重大研究計(jì)劃項(xiàng)目(2014CB954100)和國(guó)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 3種馬先蒿及傳粉昆蟲熊蜂腹觸式和背觸式訪花
圖二 熒光顯微鏡下花粉管進(jìn)入馬先蒿花柱、子房和胚珠
圖三 兩個(gè)馬先蒿種對(duì)中6個(gè)隔離因子的強(qiáng)度及其對(duì)總隔離的貢獻(xiàn) (責(zé)任編輯:李雪) |
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