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昆明植物所在植物與傳粉者相互關(guān)系的百年歷史變化研究中取得新進(jìn)展 文章來源:青高所昆明部 | 發(fā)布時(shí)間:2019-08-19 | 作者:段元文 | 瀏覽次數(shù): | 【打印】 【關(guān)閉】 傳粉者在生物多樣性的維持、陸地生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等方面都發(fā)揮著重要的作用,但大量的研究表明傳粉者(特別是蜂類)的多樣性和豐富度在過去百年存在顯著的降低趨勢,而傳粉者降低究竟如何影響野生植物的種子產(chǎn)量仍然缺乏證據(jù)。前期的調(diào)研發(fā)現(xiàn):豆科植物的標(biāo)本數(shù)據(jù)是研究種子數(shù)量歷史動態(tài)變化的理想材料。首先,豆科植物果莢內(nèi)的種子數(shù)量可以在不破壞標(biāo)本的前提下準(zhǔn)確的獲得。其次,傳統(tǒng)的豆科植物分類主要依據(jù)花的形態(tài)分為三個亞科,可以反映植物與傳粉者的三種相互關(guān)系。其中含羞草亞科植物的花為輻射對稱的開放花型,可認(rèn)為具有較為泛化的傳粉系統(tǒng);蝶形花亞科則為嚴(yán)格的兩側(cè)對稱花,可認(rèn)為具有較為專化的傳粉系統(tǒng);而云實(shí)亞科植物的花則介于兩個亞科之間。雖然最新的分類系統(tǒng)已經(jīng)將豆科分為六個亞科,但考慮到花結(jié)構(gòu)在植物與傳粉者相互關(guān)系的重要作用后,本研究仍然采用了傳統(tǒng)的豆科分類系統(tǒng)。因此,在全球傳粉者多樣性和種類降低的背景下,三個亞科植物的種子數(shù)量應(yīng)該呈現(xiàn)出不同的時(shí)間變化趨勢。一個較為合理的假設(shè)是:具有?;瘋鞣巯到y(tǒng)的蝶形花亞科植物的種子數(shù)量可能表現(xiàn)出降低的趨勢,而具有較為泛化傳粉系統(tǒng)的含羞草亞科和云實(shí)亞科植物的種子數(shù)量可能表現(xiàn)出降低、不變或者增加的趨勢。 為檢驗(yàn)這一假設(shè),中國科學(xué)院昆明植物研究所楊永平研究員帶領(lǐng)的植物基因組演化與基因功能發(fā)掘團(tuán)隊(duì)與中國科學(xué)院植物研究所、云南師范大學(xué)、云南大學(xué)和西藏自治區(qū)高原生物研究所合作,查閱了存放于中國科學(xué)院昆明植物研究所標(biāo)本館(KUN)和中國科學(xué)院植物研究所(PE)的2萬余份豆科植物標(biāo)本,記錄了每份含果實(shí)標(biāo)本上一個果莢內(nèi)的種子數(shù)量,在經(jīng)過去除重復(fù)、去除自交物種、去除因樣本量小而無統(tǒng)計(jì)意義的數(shù)據(jù)后,共獲得了109種豆科植物4637個關(guān)于種子數(shù)量的數(shù)據(jù),這些標(biāo)本最早采于1900年,最新采于2013年,時(shí)間跨度超過30年的物種為101個。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明,只有13個物種的種子數(shù)量在近些年表現(xiàn)出了顯著的變化趨勢,其中9個物種的種子數(shù)量顯著增加;三個亞科植物的種子數(shù)量并沒有表現(xiàn)出一致的變化趨勢,而在蝶形花亞科中,種子數(shù)量增加的物種數(shù)要高于降低的物種數(shù)。顯然,研究結(jié)果表明豆科植物與傳粉者的相互關(guān)系在近些年來并沒有被嚴(yán)重干擾,至少在中國是這樣的情況。本研究一方面表明植物與傳粉者的相互關(guān)系比研究團(tuán)隊(duì)想象的要更加復(fù)雜,而另一方面則為如何利用標(biāo)本數(shù)據(jù)開展研究提供了一個新的思路。 研究成果以“A century of pollination success revealed by herbarium specimens of seed pods”為題在線發(fā)表于New Phytologist雜志上。本研究得到了中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)和國家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的支持。
(責(zé)任編輯:李雪)
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