[所屬分類:行業(yè)動(dòng)態(tài)] [發(fā)布時(shí)間:2025-1-9] [發(fā)布人:楊曉燕] [閱讀次數(shù):] [返回]

報(bào)春花屬植物花粉-胚珠數(shù)目的變異模式及影響因素獲揭示
作者：朱漢斌      來源：中國科學(xué)報(bào)
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中國科學(xué)院華南植物園研究員張奠湘團(tuán)隊(duì)同合作者在國家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助下，研究揭示了報(bào)春花屬植物花粉-胚珠數(shù)目的變異模式及影響因素。近日，相關(guān)成果在線發(fā)表于《植物分類學(xué)報(bào)》（Journal of Systematics and Evolution）。
論文共同第一作者、中國科學(xué)院華南植物園副研究員袁帥表示，有花植物的花粉和胚珠數(shù)目在物種間和物種內(nèi)廣泛變異，在植物繁殖成功中起關(guān)鍵作用，能夠影響異花傳粉的成功率、種子產(chǎn)量、對(duì)后代的遺傳貢獻(xiàn)以及子代適應(yīng)度。探究花粉和胚珠變異的原因能夠使我們了解生態(tài)和繁殖因素如何塑造有性生殖資源的分配。然而少有研究在系統(tǒng)發(fā)育框架下，探討環(huán)境因素和花性狀等對(duì)近緣物種間花粉和胚珠數(shù)目的變異的影響。
該研究以中國西南山地廣泛分布的報(bào)春花屬植物為研究對(duì)象，解析了其花粉和胚珠數(shù)目的變異模式和影響因素。報(bào)春花屬植物約500種，廣泛分布于北半球山地，中國的西南山地是其現(xiàn)代的多樣性分布中心，分布范圍從海拔50m到5000m。報(bào)春花是典型的蟲媒花和二型花柱物種，在群體中有兩種花型，在雌雄器官高度上相互異位。二型花柱特性能夠促進(jìn)花粉精確傳遞并且促進(jìn)異交，是研究花多態(tài)性平衡選擇和有性生殖資源分配的模式。此外，二型花柱還會(huì)演化為能夠主動(dòng)自花傳粉的同型花柱類型。
研究人員收集了報(bào)春花屬73個(gè)物種（包含二型花柱和同型花柱）99個(gè)群體的花粉和胚珠數(shù)據(jù)，花性狀數(shù)據(jù)和群體海拔數(shù)據(jù)，在系統(tǒng)發(fā)育的框架下探討花粉-胚珠變異的影響因素。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：一是，無論是否考慮物種間的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系，物種的長(zhǎng)柱花和短柱花的單花花粉量都與分別與其海拔高度呈顯著正相關(guān)�？赡艿慕忉屖歉吆０挝锓N需要產(chǎn)生相對(duì)更多的花粉，以應(yīng)對(duì)不確定的傳粉環(huán)境；二是，在所有物種中，長(zhǎng)柱花都產(chǎn)生小而多的花粉，短柱花產(chǎn)生大而少的花粉。物種間花粉大小與其對(duì)應(yīng)的花柱長(zhǎng)度呈顯著正相關(guān)，這有助于維持兩種花型間雄性適合度的平衡和花型多態(tài)性；三是，物種的胚珠數(shù)目在物種內(nèi)花型間沒有差異，也不受物種海拔高度影響，然而表現(xiàn)出很強(qiáng)的系統(tǒng)發(fā)育信號(hào)；四是，從二型花柱（異交）向同型花柱轉(zhuǎn)變（自交），花粉數(shù)目顯著減少了。在自交條件下，植物傾向于降低花粉數(shù)目以減少資源投入，支持自交綜合征的假說。
論文通訊作者張奠湘表示，該研究通過報(bào)春花屬物種的比較分析強(qiáng)調(diào)了影響植物花粉和胚珠產(chǎn)生的內(nèi)在和外在因素之間的復(fù)雜交互作用，并強(qiáng)調(diào)了分別考慮花粉和胚珠數(shù)據(jù)的重要性。以報(bào)春花屬為代表的二型花柱植物在有性生殖方面存在典型的形態(tài)與功能的趨同演化，是進(jìn)化生物學(xué)的經(jīng)典議題之一。未來通過被子植物多譜系的比較研究，有望進(jìn)一步理解功能性狀多次起源機(jī)制與適應(yīng)意義。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1111/jse.13146
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