中国特有兰科植物褐花杓兰的繁殖生物学特征及其与西藏杓兰的生殖隔离研究
生物多样性2009,17(4):406–413doi:10.3724/SP.J.1003.2009.09046BiodiversitySciencehttp://www.biodiversity-science.net——————————————————收稿日期:2009-03-02;接受日期:2009-04-21基金项目:中国科学院知识创新工程重要方向项目(kzcx2-yw-415)和西南科技大学校重点项目(07XJGZB17)*通讯作者Authorforcorrespondence.E-mail:luoyb@ibcas.ac.cn
中国特有兰科植物褐花杓兰的繁殖生物学特征及其与西藏杓兰的生殖隔离研究李鹏1罗毅波2*1(西南科技大学生命科学与工程学院,四川绵阳621010)2(中国科学院植物研究所系统与进化植物学国家重点实验室,北京100093)摘要:作为被子植物中最进化的类群,兰科植物通常依靠种内特化的传粉者而形成种间物种隔离。褐花杓兰(Cypripediumsmithii)与西藏杓兰(C.tibeticum)是杓兰属大花亚组中的两个近缘种类,二者形态特征相似,分布区也存在明显重叠。在西藏杓兰繁殖生物学特征已知的基础上,本文对褐花杓兰的繁殖生物学特征进行了研究,并对褐花杓兰与西藏杓兰进行了外部形态比较。结果表明,4个居群中普遍存在西藏杓兰和褐花杓兰间的一系列形态过渡类型,两个物种并没有明确的形态差异。褐花杓兰与西藏杓兰杂交亲和,传粉观察也表明褐花杓兰由熊蜂(Bombus)蜂王传粉,具有与西藏杓兰相同的传粉系统。因此,在自然条件下,西藏杓兰与褐花杓兰之间可能会存在较频繁的基因流,从而产生一系列中间过渡类型。将它们分为两个独立的物种并不是最好的选择,建议将其合并为一个种。关键词:兰科植物,传粉,生殖隔离,杂交ReproductivebiologyofanendemicorchidCypripediumsmithiiinChinaandreproductiveisolationbetweenC.smithiiandC.tibeticumPengLi1,YiboLuo2*1SchoolofLifeSciencesandEngineering,SouthwestUniversityofScienceandTechnology,Mianyang,Sichuan6210102StateKeyLaboratoryofSystematicandEvolutionaryBotany,InstituteofBotany,ChineseAcademyofSciences,Bei-jing100093Abstract:Pollinatorspecificityhastraditionallybeenconsideredasthemainmechanismofreproductiveisolationinorchids.CypripediumsmithiiandC.tibeticumaretwocloselyrelatedspecieswithsimilarchar-actersandsympatricdistributions.WiththeknowledgeofreproductivebiologyofC.tibeticum,westudiedthereproductivebiologyofC.smithiiandcomparedthemorphologicalcharactersbetweenC.tibeticumandC.smithii.TheresultsshowedthataseriesofintermediatetypesoccurredbetweentypicalC.smithiiandtypicalC.tibeticum,indicatingthatnodistincttaxonomicboundaryexistedbetweenC.tibeticumandC.smithii.PollinationexperimentshowedthatbothC.smithiiandC.tibeticumwerepollinatedbybumblequeens.Thehand-pollinationexperimentsindicatedthatC.tibeticumandC.smithiiwerecross-fertilized,sothattheycouldhybridizeinthenaturalconditionsandproducedtransitionaltypes.Itisbettertocombinethemasoneidenticalspeciesratherthanseparatethemastwodistinctspecies.Keywords:Orchidaceae,pollination,reproductiveisolation,hybridization生殖隔离一直被认为是物种形成过程中最关键的步骤,也是物种得以保持完整性和独立性的基础(Crawford,1985)。兰科植物是被子植物中的大科之一,全世界约有700属20,000–35,000种(Dressler,1993;Mabberley,1997),广泛分布于全球热带、亚热带和温带地区(Dressler,1993)。作为被子植物中最进化的类群,绝大多数兰科植物花的结构与昆虫传粉高度适应,并与传粉昆虫形成了相互作用、相互
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