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科研進(jìn)展

昆明植物所在高山植物繁殖策略研究中取得新進(jìn)展

文章來源:生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:2013-12-09  |  作者:周偉  |  瀏覽次數(shù):  |  【打印】 【關(guān)閉

 

  被子植物豐富的花部結(jié)構(gòu)式樣為研究自然選擇中適應(yīng)性進(jìn)化問題提供了理想的材料。傳粉者的可得性是影響植物有性繁殖成功的一個(gè)重要因素,與傳粉者行為相耦合的植物花部特征及其進(jìn)化機(jī)制能夠體現(xiàn)出其繁育系統(tǒng)對(duì)特定生態(tài)環(huán)境的適應(yīng)。喜馬拉雅-橫斷山區(qū)是世界高山植物多樣性最豐富的區(qū)域之一,擁有許多特有植物類群,在嚴(yán)酷多變的生態(tài)條件下它們表現(xiàn)多樣化的繁殖策略維持種群的生存和發(fā)展。然而,目前對(duì)該地區(qū)特有植物的繁育特性及其對(duì)高山環(huán)境適應(yīng)機(jī)制的研究相對(duì)匱乏。 

  中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所生物多樣性與生物地理學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室艾紅蓮博士和周偉博士,在王紅研究員和李德銖研究員指導(dǎo)下,選取喜馬拉雅-橫斷山特有植物雞肉參Incarvillea mairei)為研究對(duì)象,采用傳粉生物學(xué)與分子標(biāo)記相結(jié)合的方法,深入研究了其在高山環(huán)境下的繁殖策略。研究發(fā)現(xiàn),雞肉參自交高度親和的繁育系統(tǒng)、花壽命的延長(zhǎng)、柱頭可授性和花粉活力較長(zhǎng)的持續(xù)時(shí)間,是對(duì)高山環(huán)境傳粉者限制的適應(yīng)。該植物特有的花部結(jié)構(gòu),如雌雄異位和敏感柱頭的閉合有效避免了自交,并促進(jìn)異交的發(fā)生。因此,異交為主的混合交配系統(tǒng)增強(qiáng)了雞肉參對(duì)高山環(huán)境的適應(yīng)能力。肉參花部敏感柱頭和花藥刺狀結(jié)構(gòu)與傳粉者訪花行為相互配合花粉流輸送過程采用“全或無(wú)”(all or nothing)的對(duì)策,最大限度的提高花粉輸出與輸入效率,實(shí)現(xiàn)較高的雌雄適合度。研究不僅證實(shí)了雞肉參高效率的傳粉機(jī)制,同時(shí)也揭示了特定環(huán)境下植物繁殖策略的多樣化。

  上述研究成果以“The reproductive strategy of a pollinator-limited Himalayan plant, Incarvillea mairei (Bignoniaceae)”為題于2013121日發(fā)表在國(guó)際著名植物學(xué)主流刊物 BMC Plant Biology 上。文章鏈接為http://www.biomedcentral.com/1471-2229/13/195。該研究得到了中國(guó)科學(xué)院重點(diǎn)部署項(xiàng)目、科技部重大研究計(jì)劃和國(guó)家青年科學(xué)基金支持。 

雞肉參(Incarvillea mairei)花部構(gòu)造和傳粉者訪花行為。


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