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科研進展
食源性欺騙傳粉和環(huán)境因子對瀕危植物藥山蝦脊蘭結實率的影響研究取得新進展 文章來源: | 發(fā)布時間:2014-10-18 | 作者:任宗昕 | 瀏覽次數(shù): | 【打印】 【關閉】 最新的蘭科植物多樣性形成假說認為,蘭科植物物種形成是傳粉限制、種子的遠距離散布、極小種群的建立和隔離,以及對新環(huán)境的傳粉昆蟲譜的適應共同作用的結果。對因生境破碎化形成的瀕危蘭科植物小種群進行保護具有重要的理論和實踐意義。蘭科植物的生活史極度依賴于其所處的群落環(huán)境,這種依賴在欺騙性傳粉的種類中尤為突出。結實是維持蘭科植物種群更新和發(fā)展的關鍵因素。相對于有報酬的蘭科植物,欺騙性傳粉的蘭花其結實率往往較低。欺騙性傳粉通常導致較低的傳粉昆蟲拜訪率,即傳粉昆蟲限制,被認為是導致欺騙性蘭科植物結實率低的重要原因之一。生物和非生物環(huán)境因子,如氣候變化、人為因素和植食作用等,也可能是導致蘭花低結實率的原因。然而,整合繁育和傳粉系統(tǒng),以及各種環(huán)境因子的共同作用,從而揭示這些因素對瀕危蘭科植物結實率影響的研究還比較少。 中國科學院昆明植物研究所任宗昕博士等科研人員對分布在云南東北部藥山的極度瀕危植物藥山蝦脊蘭(Calanthe yaoshanensis)種群開展了為期三年的傳粉生態(tài)學和繁殖生態(tài)學研究,并整合氣候變化、人為因素和植食昆蟲的啃食行為等環(huán)境因子,討論生物和非生物因素對其結實率的影響。繁育系統(tǒng)實驗顯示藥山蝦脊蘭自交親和,人工自交和異交授粉都能100%結實。自交和異交種子胚發(fā)育和活力檢測結果顯示,異交種子的胚發(fā)育情況和種子活力的比例都顯著高于自交種子,表明存在自交衰退。自然狀態(tài)下結實率較低(三年自然結實率均小于22%),年際間差異不明顯。蜂蠅和密林熊蜂是藥山蝦脊蘭的主要傳粉昆蟲,并首次發(fā)現(xiàn)食蚜蠅是蝦脊蘭屬植物的傳粉昆蟲,藥山蝦脊蘭不為傳粉昆蟲提供任何形式的報酬,為泛化的食源性欺騙,主要通過鮮艷的花展示和濃郁的花氣味吸引昆蟲的訪問。然而,兩種傳粉昆蟲的傳粉效率都很低,花粉塊移出率為27-45%,授粉率僅有15-22%。損失的花粉塊的比例達到43-51%,即將近有一半的花粉塊在傳粉過程中丟失。一些環(huán)境因子,如村民盜挖、昆蟲啃食,以及霜凍和連續(xù)降雨等氣候因素也會降低該居群的結實率。 研究表明,欺騙性傳粉和多種環(huán)境因子是該植物的極小種群結實率低的原因,低效率的傳粉系統(tǒng)可能是對局域環(huán)境適應的結果,欺騙性蘭科植物的進化可能不是協(xié)同進化的過程,而是非對稱的環(huán)境依賴的進化途徑。研究結果以“Which food-mimic floral traits and environmental factors influence fecundity in a rare orchid, Calanthe yaoshanensis?”為題,近期發(fā)表在《林奈學會植物學報》(Botanical Journal of the linnean Society)上。文章鏈接:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/boj.12213/abstract 瀕危植物藥山蝦脊蘭(Calanthe yaoshanensis)及其傳粉昆蟲 |
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