華中師范大學(xué)黃雙全課題組研究成果在《New Phytologist》發(fā)表

日前，黃雙全課題組關(guān)于“近緣植物如何降低生殖干擾，維持物種共存”的研究取得進(jìn)展，相關(guān)結(jié)果在線發(fā)表于國(guó)際植物學(xué)主流期刊《New Phytologist》（《新植物學(xué)家》，見(jiàn)Tong Ze-Yu and Huang Shuang-Quan, 2016. Pre- and post-pollination interaction between six co-flowering Pedicularis species via heterospecific pollen transfer. New Phytologist, doi: 10.1111/nph.14005），這是黃雙全在New Phytologist發(fā)表的第10篇通訊作者論文。

同時(shí)開(kāi)花的近緣植物，如果有共同的傳粉動(dòng)物就可能造成不同植物種間的生殖干擾。傳粉者在不同開(kāi)花植物之間訪花，可將同種或異種的花粉傳遞到植物的雌性結(jié)構(gòu)——柱頭上，而柱頭上落置異種的花粉對(duì)花粉供體和花粉受體植物雙方均有不利影響，那么這些近緣植物是如何降低生殖干擾，而維持物種共存的呢？

馬先蒿屬是我國(guó)西南地區(qū)物種多樣性高，分化強(qiáng)烈的植物類(lèi)群。在橫斷山區(qū)的高山草甸，常見(jiàn)數(shù)種馬先蒿在夏季同時(shí)開(kāi)花，而且馬先蒿屬的有效傳粉者都為熊蜂，為研究近緣物種共享傳粉者是如何避免和降低生殖干擾提供了合適的研究材料。黃雙全課題組曾用花粉標(biāo)記的方法，研究了熊蜂蟲(chóng)體攜帶同域分布的3種馬先蒿花粉的部位、柱頭接觸蟲(chóng)體的部位。他們發(fā)現(xiàn)3種馬先蒿的花粉在熊蜂蟲(chóng)體上都各有一個(gè)主要的落置區(qū)域，與柱頭接觸蟲(chóng)體的位置相對(duì)應(yīng)，從而降低了種間的傳粉傳遞，但傳粉的精確性沒(méi)有人們以前想象地那么高，相關(guān)結(jié)果以封面文章發(fā)表在New Phytologist（Huang & Shi, 2013）。

為進(jìn)一步定量分析種間花粉干擾的程度，博士生童澤宇在黃雙全教授的指導(dǎo)下，在華中師范大學(xué)香格里拉高山植物園野外生物學(xué)基地繼續(xù)對(duì)馬先蒿屬植物進(jìn)行了研究。他們選擇了自然狀態(tài)下混合生長(zhǎng)的由6種馬先蒿形成的4個(gè)種對(duì)，在眾多樣方中進(jìn)行了兩年的傳粉者觀察，結(jié)果表明傳粉者在訪花時(shí)具有很高的恒定性，即傳粉者在單次飛行覓食過(guò)程中通常只會(huì)專(zhuān)注于訪問(wèn)種對(duì)中的一種馬先蒿，從而大大降低異種花粉傳遞的可能性。同時(shí)他們統(tǒng)計(jì)了各配對(duì)中馬先蒿柱頭上落置的異種花粉情況，發(fā)現(xiàn)異種花粉落置比例維持在較低的水平，但總體上配對(duì)中具有較長(zhǎng)花柱的馬先蒿柱頭上落置了更高比例的異種花粉。他們對(duì)配對(duì)中的馬先蒿種進(jìn)行了兩兩授粉，并觀察異種花粉管的生長(zhǎng)情況，發(fā)現(xiàn)來(lái)自具有較長(zhǎng)花柱種的花粉能夠一直生長(zhǎng)進(jìn)入具較短花柱種的胚珠，而反之來(lái)自具有較短花柱種的花粉則無(wú)法進(jìn)入較長(zhǎng)花柱種的胚珠，而在有些情況下甚至無(wú)法在柱頭上萌發(fā)。

該研究表明，在傳粉前，傳粉者的訪問(wèn)恒定性在減少異種花粉傳遞中起到重要的作用，而在傳粉后過(guò)程中，花粉-花柱的相互作用也可以進(jìn)一步減緩異種花粉的干擾，這一點(diǎn)對(duì)于具有較長(zhǎng)花柱的馬先蒿種來(lái)說(shuō)更為明顯。這項(xiàng)研究為揭示不同近緣物種如何實(shí)現(xiàn)同域共存、維持物種邊界奠定了重要基礎(chǔ)。

《New Phytologist》（《新植物學(xué)家》）是有百余年歷史的經(jīng)典植物學(xué)雜志，主要發(fā)表植物生理、發(fā)育、進(jìn)化與環(huán)境等方面的研究，2014年在ISI植物科學(xué)領(lǐng)域?yàn)門(mén)op 3% （6/204）。黃雙全教授此前在New Phytologist發(fā)表了9篇通訊作者論文，其中4篇為cover story。

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