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《自然》：新发现的自花授粉机制——花粉滑动授粉

花匠小妙招
2024-09-17 17:13

中国科学院华南植物园年轻的博士研究生、广东仲凯农业技术学院副教授王英强及其导师张奠湘、陈忠毅研究员在最新一期出版的国际权威杂志《Nature》431期(2004年9月2日)发表研究论文，报道自然界新发现的一种自花授粉机制：花粉滑动自花授粉。这是华南植物园首次在国际最高等级的自然科学刊物发表科学论文，已引起了广大植物学家们的密切注意和广大读者的极大兴趣。

经过长期的野外观察和研究，中科院华南植物园系统演化中心博士研究生王英强及其导师张奠湘、陈忠毅研究员在我国广东、广西的亚热带季雨林中的姜科植物黄花大苞姜中发现了一种新的自花授粉机制：花粉滑动自花授粉。

据了解，黄花大苞姜是我国特有的姜科多年生宿根草本植物，主要分布在华南的广东广西，生长在高度潮湿的林内石壁或山沟瀑布边石壁上，花果期为5-8月，花期内，通常每天每花序只开一朵花，酷似兰花的黄色花朵在自然状态下开放2天，花在第二天下午15:00以后开始凋谢，花凋谢后约20天蒴果即成熟开裂。

根据作者的描述，大约早上6:00-6:30时，黄花大苞姜的花开放，花药的花粉囊同时开裂.刚开裂时，油质液浆状的花粉从花粉囊溢出成球形，然后很快铺满于花药面，慢慢流向柱头，约在当天下午15:00开始到第二天早上7:30间，花粉陆续流到柱头的喇叭口，实现自花传粉。

据介绍，黄花大苞姜适应于花粉流动的自花授粉机制在花的形态和开花特征上都有所变化。花粉成油质粘液浆状，由粘丝连接成链珠状。花粉粒表面光滑并延长成长椭圆球形。柱头呈扁喇叭形，其中与花药紧贴面凹陷，较其他地方位置低，有助于花粉浆团流入其中.柱头上和花药面均长有毛，朝向柱头方向，有助于引导花粉浆团流向柱头。

“花粉滑动自花授粉”机制的是适者生存法则的生动演绎，是黄花大苞姜长期适应其高度潮湿缺乏传粉昆虫的生境的结果，这种另类的繁衍方式可能同样存在其他生长于相似环境下的植物中。这一发现，对研究有花植物繁育系统的演化及其对环境的适应具有重要的科学意义。

《自然》杂志报道华南植物园专家“新发现”

一种全新的自花授粉机制——“花粉滑动授粉”

华南植物园供稿

　　中国科学院华南植物园2002级博士学位研究生王英强和导师张奠湘、陈忠毅研究员在最新一期出版的《自然》（2004年9月2日）发表了他们的研究论文——“发现了一种全新的自花授粉机制：花粉滑动实现自花授粉”。这一报道引起了广大植物学家们的密切关注和广大读者的极大兴趣。同时，上海《文汇报》以“滴油授粉绝处逢生”为题在国内作了首家报道。
　　人们在自然界经常会看到这样一种奇特的现象，清晨，从雄蕊的花粉囊中溢出的油质液浆状的花粉（其花粉由粘丝连接成链珠状）以缓慢的速度沿着雌蕊的花柱慢慢流向柱头，在没有任何外界的媒体（风力或昆虫等）作用下，完成自主的授粉。这种现象说明什么问题，多年以来并未受到人们的重视。
　　2002年，王英强同学在广东省鼎湖山、南昆山国家级自然保护区内进行野外调查和实验过程中，在我国特有的多年生宿根植物黄花大苞姜的群体中观察到这种奇特的现象。这种植物生长在高度潮湿的森林内石壁或山沟瀑布边石崖上，环境高度潮湿且缺乏传粉昆虫生境，它是通过什么机制完成授粉的，这激起了王英强同学及其导师的极大兴趣。通过辛苦的长期观察和实验，他们在自然界的有花植物中首次发现和揭示了“花粉滑动实现自花授粉”这种新型的自花授粉机制。“花粉滑动实现自花授粉”机制是适者生存法则的生动演绎，是黄花大苞姜长期适应其高度潮湿缺乏传粉昆虫生境的结果。这一发现，对研究有花植物繁育系统的演化及其对环境的适应具有重要的科学意义。
　　王英强同学在攻读博士学位两年多的学习和研究中，作为主要研究人员参加了科技部基础研究重大项目前期研究专项“花柱卷曲性的遗传机制与植物繁育系统进化的研究”、国家自然科学基金项目“羊蹄甲属显托亚属显托组的专著研究”和中国科学院华南植物园所长基金项目“豆科泛热带分布基部类群羊蹄甲属、云实属与广义红豆属的系统发育重建”的研究。
　　“一种新的自花授粉机制——花粉滑动”一文的发表，是王英强同学及其导师吃苦耐劳、工作严谨、勇于探索的结果，是华南植物园根据中科院知识创新工程要求，不断凝练科学目标的结果，是中科院各级领导关心与支持的结果。