龚燕兵/汪小凡团队揭示多物种互作对高原野生植物传粉的影响
（通讯员杨雪）2024年7月8日，生态学领域国际权威期刊《Journal of Ecology》在线发表了武汉大学生命科学学院、杂交水稻全国重点实验室、青藏高原生物多样性与生态环境保护教育部重点实验室龚燕兵/汪小凡教授团队的最新研究成果：“Disruption of pollination by herbivores is rescued by nectar yeasts”（植食者对传粉的破坏被花蜜酵母拯救）。该研究发现植食者和花蜜微生物在青藏高原与单子叶植物西南鸢尾广泛共存，并对该野生植物的传粉和繁殖产生了复杂的影响。
图1. 相关论文在线发表于Journal of Ecology
野生植物吸引传粉者以成功完成繁殖往往面临诸多挑战，因为该过程可能受到自然界中复杂多物种相互作用的干扰。传统研究往往关注植物-传粉者的双向互作，但忽视其它生物类群可能有碍全面理解传粉过程中植物如何招募“伙伴”或抵御“敌人”。因此，有必要考虑生态互作中固有的复杂性并进行综合性研究，从全新视角揭秘错综复杂的生物互作系统并预测其生态后果。
图2. 西南鸢尾及其多样化的相互作用物种
研究者于2017-2022年以青藏高原横断山区的13个西南鸢尾自然种群为对象，通过高通量测序、纯培养和显微镜检相结合的手段对花蜜酵母进行调查，并通过花上可见孔洞的有无量化植食水平。在两个重点种群，通过酵母接种和植食操作处理验证两种极具差异的食蜜生物——海洋酵母菌和半斑叶蜂成虫对传粉者访问和植物繁殖成功的影响。室内实验则通过气相色谱-质谱联用仪测量酵母代谢花蜜产生的气味成分，并运用行为学测试检验主要传粉者中华蜜蜂对以上气味成分的偏好。
图3. 本研究所包含的自然种群及花蜜酵母和植食的发生率
研究结果显示，酵母普遍栖息于花蜜之中而植食昆虫频繁啃食花冠筒取食花蜜和蜜腺。在自然条件下，花蜜酵母通过增加传粉者访问间接提升植物生殖适合度；室内行为学实验也支持以上野外结果，即中华蜜蜂表现出对酵母代谢花蜜所产生气味的显著偏好。另一方面，植食昆虫增加了总访花频率，但却因为诱导蜜蜂发生“合法-盗蜜”访问的行为转变，最终降低了合法访问频率和植物种子产量。进一步的组合实验显示，花蜜酵母可通过降低盗蜜访问的相对比例缓解植食带来的有害影响，最终“拯救”西南鸢尾免遭繁殖失败。
图4. 花蜜酵母和植食者影响植物传粉的互作网络途径
生物多样性热点地区普遍存在着传粉赤字，本研究在全球生物多样性热点地区之一的横断山区发现包含微生物和昆虫在内的非传粉物种，可对植物-传粉者的相互作用产生影响。该发现说明在解释物种丰富区域花粉限制的确切成因时，应考虑潜在的微生物和植食效应，同时强调生物环境在研究自然界物种间相互作用中的重要性。
武汉大学生命科学学院博士研究生邓国翠为论文第一作者，龚燕兵和汪小凡教授为共同通讯作者，湖北大学戴璨教授、武汉大学生命科学学院已毕业硕士生宋晴晴、张有轩和张萧萧为共同作者。研究工作得到了国家自然科学基金和武汉大学高原生态学青年创新团队等项目的资助。
论文链接：https://besjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/1365-2745.14358
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