武汉植物园在被子植物运动式雌雄异位研究中取得进展

科研信息网 刘洋 2019-11-07 16:10:23
浏览

  柱头和雄蕊的空间隔离(雌雄异位)是被子植物一种有效减少雌雄干扰和阻止自交的策略,然而雌雄异位也可能导致传粉者无法有效地同时接触到花的性器官而降低传粉效率。雌雄异位的开花植物如何解决这种冲突一直很少被探究。在中国科学院武汉植物园植物繁殖生态学学科组研究员杨春锋指导下,研究人员详细研究了金疮小草开花生物学特征,以期揭示其开花机制是如何解决雌雄异位所面临避免雌雄干扰与降低传粉效率两方面的矛盾。

  在金疮小草的开花过程中,雄蕊和柱头会相互朝着对方运动而达到互换位置的效果,并且伴随着雌雄异熟。在雄性阶段,花药位于传粉者通道上而无活性的柱头则在花药上方,此时传粉者在访花过程中可以有效接触花药并带走花粉;在雌性阶段,柱头已经运动至原来花药所在位置,即传粉者通道上,而已经散粉完的花药则运动至原来柱头所在的上方位置,此时传粉者可以有效接触柱头并且将花粉授在具有活性的柱头上。这种运动型的雌雄异位加上雌雄异熟不仅可以有效避免雌雄干扰,还可以有效地提高传粉精确性。

  金疮小草的这种花部形态可能是适应传粉环境变化的一种进化反应;且该研究所涉及的是一种新颖的开花机制,可以拓展人们对雌雄异位的进化意义的理解。

  该研究得到国家自然科学基金(31770255)的资助,相关研究成果以Accurate position exchange of stamen and stigma resolves the herkogamy dilemma in a protandrous plant, Ajuga decumbens (Labiatae) 为题发表在国际期刊AoB PLANTS上。

  论文链接

金疮小草的花部形态和花序特征。AD分别表示花的雄性阶段、中间阶段、雌性阶段和萎蔫阶段,E表示花序状态。