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昆明植物所孙航研究组利用性二型物种探索花部特征的塑造

花匠小妙招
2025-01-03 00:57

作为植物的繁殖结构，花部特征的塑造常常与影响繁殖成效的因素相关。植物的繁殖适合度可以由雄性（花粉/父本）和雌性（胚珠/母本）两种途径获得。对两性花植物（植物界中的主流）而言，花部特征可能同时通过这两种途径被塑造，但较难剖析何者更为重要。而性别分离的物种常常表现出性别特异的花部特征（性二型），为探索花部特征的塑造原因提供了机会。

　　中国科学院昆明植物研究所孙航研究员带领的研究团队长期关注桔梗科蓝钟花属植物的起源和进化，并着重关注其性系统的进化（Zhou et al., 2013）。最近该研究组牛洋博士及合作者利用该属一雌全异株物种（雌性个体和两性个体共存的物种）探讨了雌雄功能对于花部特征塑造的相对重要性。花冠管喉部的浓密长毛是此类植物的显著特征，且表现出强烈的二型性——该特征在两性个体非常发达，却在雌性个体发育较差。通过一系列操控实验，研究人员首先发现该物种是完全的雄性先熟植物，其雄性阶段和雌性阶段的维持时间分别与花粉输出和落置的速率负相关（Niu et al., 2011）。由于发达的喉部毛阻碍了采粉访问者每次访问带出的花粉量，花朵处于雄性阶段的时间得到延长，令花粉少量多次地高效输出，这有益于提高雄性适合度。但在花粉输出速率较低的情况下，雄期寿命的延长却导致了雌期寿命的折损。此外，雌花喉部毛的长度在一定程度上与每果种子数表现出负相关。这些结果都暗示喉部毛这一花冠附属物更有可能通过雄性而不是雌性功能途径受到塑造。

　　该研究结果最近以“A Sexually Dimorphic Corolla Appendage Affects Pollen Removal and Floral Longevity in Gynodioecious Cyananthus delavayi (Campanulaceae)”为题发表于 PLoS ONE 上（http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0117149）。