学院张勃教授团队在狼毒的传粉机制与花表型进化研究方面取得新进展
近期，我院张勃教授团队在国际学术期刊《BMC Plant Biology》（中国科学院二区Top，IF=4.3）杂志上发表了题为“Multiple insect pollination contributes to differential phenotypic selection on floral traits in Stellera chamaejasme”的研究论文，揭示了狼毒的传粉繁育过程及其花表型进化的选择机制。
狼毒（Stellera chamaejasme）是天然草地主要的毒草之一，被认为是草地退化的重要标志。近年来，狼毒在天然草地扩散蔓延，对草原生态系统造成严重危害。理解狼毒的繁殖与扩散过程，是对其实施有效生态防控的前提和基础。张勃团队经过5年的野外观测与试验研究，发现狼毒具有泛化传粉系统：其传粉昆虫分属于鳞翅目（包括蝶、蛾类）和缨翅目蓟马两个不同的功能群。更为有趣的是，常被视为农业“害虫”的蓟马与狼毒花之间存在传粉-孵育互惠关系（brood-pollination mutualism），蓟马能为狼毒花传粉，狼毒花可为蓟马提供繁育场所和食物作为报酬。如此，狼毒的开花物候及花寿命特征与蓟马的特定生活史阶段形成了协同进化关系（Zhang et al., 2021）。
狼毒与蓟马的传粉孵育互惠关系（Zhang et al., 2021）
基于该研究基础，团队硕士研究生孙淑范进一步探究了不同传粉者类群对狼毒繁殖适合度的相对贡献及其花表型进化的选择机制。结果发现，狼毒进化出了能同时适应蓟马和鳞翅目长喙昆虫传粉的“双重”花综合征；两类传粉昆虫，即蝶（蛾）类与蓟马对狼毒繁殖适合度的贡献相当。狼毒不同的花设计表现出对这两类传粉功能群的分化适应；换言之，狼毒自然种群内的蓟马和蝶（蛾）类昆虫通过长期对该植物花表型施加分化的自然选择，导致其“短花管宽口花”以及“长花管窄口花”2种花型分别表现出对蝶（蛾）类和蓟马传粉的分化适应性（Sun et al., 2024）。该研究成果的第一作者为硕士研究生孙淑范，通讯作者为张勃教授。
基于不同功能群传粉者分化选择的狼毒花表型进化模式图（Sun et al., 2024）
该研究成果为理解狼毒的繁殖扩散过程、进而实施有效生态防控提供了全新思路和视角。本研究得到了国家自然科学基金（31960349）和甘肃农业大学科技创新基金-学科建设专项资金（GAU-XKJS-2018-001）的资助。
相关文章链接如下：
https://doi.org/10.1186/s12870-024-05867-y
https://doi.org/10.1186/s12870-021-03319-5
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