青藏高原东缘同域分布的2种橐吾属杂草的合子前生殖隔离

生殖隔离是阻止种间杂交、保持物种完整性和独立性的关键,对生物多样性的产生和维持有重要意义.不同物种间的生殖隔离形成阶段、方式和强度不完全相同,因而对物种间隔离机制的研究有助于揭示物种形成和维持机制.对青藏高原东缘同域分布的2种橐吾属杂草黄帚橐吾和箭叶橐吾的花期物候观察、访花昆虫观察及花粉-柱头亲和性进行研究,分析了2种橐吾多种合子前生殖隔离机制的特点及其在生殖隔离中的作用.结果表明: 黄帚橐吾种群花期比箭叶橐吾早20 d左右,虽然盛花期存在差异,但是2种群花期存在10 d左右的重叠期,并且在重叠期内2种橐吾花粉和柱头均具有活性.2种橐吾共享传粉昆虫,为泛化传粉模式,并且传粉者对2种植物的访花行为相似,存在2种植物间交叉访问.尽管2种橐吾花期不存在完全的时间隔离,也不存在完全的传粉者隔离,但2种橐吾柱头对异源花粉的亲和性差,表现为柱头对异源花粉有明显的排斥反应,异源花粉管在柱头上的生长过程明显受阻.这种花粉-柱头排异形式很有可能是2种橐吾属植物重要的合子前隔离机制,从而避免了种间的自然杂交,更好地维持了自然种群的多样性和遗传结构的稳定性.     

5种地黄花部综合特征与繁育系统的初步研究

生殖隔离是物种分化与延续的基础,地黄属植物是否存在生殖隔离仍不清楚。通过实地观测地黄属5个物种(天目地黄、湖北地黄、裂叶地黄、地黄和茄叶地黄)自然种群的花部形态、开花动态、花蜜体积、花蜜的糖浓度及其日变化、杂交指数、花粉-胚珠比等指标,结合人工授粉套袋,对地黄属植物的花部综合特征和繁育系统进行研究。结果显示:(1)地黄属植物的花为两性花,单花花期5～7 d,种群花期40～60 d;5种地黄在花序类型、花形态、花粉量、花粉-胚珠比等方面都存在差异,其中茄叶地黄的花粉完全败育。(2)5种地黄属植物的繁育系统属于异交,部分自交亲和,需要传粉者,不具有无融合生殖特性,地黄与茄叶地黄存在强烈营养繁殖。(3)5种地黄属植物的花朵基部有蜜腺可以产生糖浓度较高的花蜜,这也支持传粉者的存在,但除地黄确定为蜜蜂传粉外,其它地黄植物在野外并未观测到有效的传粉者,可能与地黄的散生特性、生境相互隔离以及传粉观测期气象条件恶劣有关。研究认为,5种地黄属植物较长的花期能有效弥补传粉者访问频率低的不足;除遗传屏障外,推测地黄属5个物种花展示方式的差异可能吸引不同的传粉者,加之地理、生态因素的作用导致了5种地黄属植物繁育系统的分化。     

鼠尾草属东亚分支的传粉模式

简述了世界鼠尾草属传粉模式多样性,从宏观层面对东亚鼠尾草属分布中心———中国的鼠尾草属传粉模式进行归纳与总结。研究补充了以往所缺乏的东亚鼠尾草属核心类群的雄蕊结构和传粉模式,并提出雄蕊结构的可能进化方向。根据花器官形态、内部结构、雄蕊特征、花粉接触传粉昆虫的部位,将中国分布的鼠尾草属植物划分为3种模式类型:TypeⅠ,短药隔杠杆传粉模式(short-lever type),主要发生在弧隔鼠尾草亚属(subg.Salvia Benth.),其雄蕊药隔短,属原始结构类型;TypeⅡ,长药隔杠杆传粉模式(long-lever type),主要发生在荔枝草亚属(subg.Sclarea Benth.),雄蕊药隔明显伸长,是典型的背部杠杆传粉结构;TypeⅢ,退化杠杆传粉模式(degraded-lever type),主要发生在鼠尾草亚属(subg.Allagospadonopsis Briq.),花冠筒变短变窄,雄蕊下臂明显退化,传粉者无需进入冠筒即可取食花蜜,花粉触碰昆虫头部,进而杠杆作用弱化。研究表明,鼠尾草属传粉模式的进化趋向于提高传粉者的专一性,同时保证传粉过程的有效性、精确性和忠实性,推测具有退化雄蕊下臂的TypeⅢ模式可能更为进化。比较美洲和地中海2个进化分支的雄蕊结构和进化趋势,东亚多样性中心可能是一个独立的进化分支。毫无疑问,雄蕊结构与花器官和传粉功能高度相关,是适应传粉者的进化表型,它的进化对东亚分支的物种辐射与多样性形成可能具有关键作用。     

牛耳朵和马坝报春苣苔同域种群授粉后的生殖隔离

生殖隔离是物种形成的关键,也是物种保持完整性和独立性的基础。报春苣苔属(Primulina)是我国苦苣苔科中最大的属,具有极为丰富的物种多样性。大部分报春苣苔属植物为喀斯特地区特有植物,近缘种的同域分布也相当普遍。为更好地理解该属植物的物种多样性形成及维持机制,我们选取了牛耳朵(P.eburnea)和马坝报春苣苔(P.mabaensis)的同域种群,分析了授粉后的多种隔离机制强度,主要包括花粉竞争、坐果率、种子重量、种子萌发率、花粉活力。结果显示,牛耳朵和马坝报春苣苔的授粉后总隔离强度都较弱(0.09 vs.0.13),其中花粉竞争及种子萌发率的隔离强度为负值,对物种间基因流发生起促进作用;而坐果率、种子重量以及花粉活力的隔离强度均为正值,表现为对种间基因流起阻止作用。牛耳朵和马坝报春苣苔较弱的授粉后隔离机制不足以完全阻止物种间杂交、保持物种独立性,但野外较少存在自然杂交个体暗示着两者可能存在较强的授粉前隔离机制。     

鼠尾草属不同物种的雄蕊杠杆机制对传粉者空间变异的进化响应

被子植物虫媒传粉植物的物种分化通常被认为是花性状响应传粉环境(传粉者)的空间变异而发生适应性分化的结果。通过对鼠尾草属(Salvia) 3个物种(共4个居群)传粉互作系统的比较, 探索了花性状对不同传粉环境的进化响应。结果表明: 各居群的传粉者组成、主要传粉者类型及其大小各不相同, 杠杆状雄蕊及相关花部性状大小在不同居群间具有显著差异; 各居群均表现出腹部传粉和背部传粉2种传粉模式, 但背部传粉仍然是最有效的传粉方式; 居群间杠杆状雄蕊长度与传粉者体长表现出极显著的正相关, 然而花冠长与传粉者体长表现出负相关; 花冠口高度和柱头高度与传粉者胸厚也表现出一定的协同变异。鼠尾草属植物的杠杆状雄蕊及相关花部性状在传粉系统的进化过程中表现出高度的可塑性, 表明雄蕊杠杆传粉机制对传粉环境的变异非常敏感, 在该属植物的物种分化过程中具有关键作用。     

舌瓣鼠尾草退化杠杆雄蕊的相关花部特征及传粉机制

杠杆状雄蕊是鼠尾草属(Salvia)物种形成的关键性状, 背部杠杆传粉模式作为该属植物与传粉者精确互作的经典案例被广泛深入研究, 但是在该属物种中还存在许多非典型的杠杆结构和传粉模式。雄蕊结构及其与传粉者互作的多样性, 使得鼠尾草属成为研究植物传粉模式转变的模式材料, 舌瓣鼠尾草(S. liguliloba)即是一种具非典型的退化杠杆状雄蕊结构和传粉特征的代表性物种。该文着重对舌瓣鼠尾草的花器官结构和传粉特征进行研究, 并与具有短药隔杠杆的毛地黄鼠尾草 (S. digitaloides)做比较分析, 以期揭示退化杠杆可能的进化选择压力及其生态学意义。结果表明, 舌瓣鼠尾草具有较短的花冠、更窄的冠筒和较短的雄、雌蕊(p < 0.05)。退化萎缩的雄蕊下臂, 冠筒内的狭小空间限制了唯一的有效传粉昆虫——三条熊蜂(Bombus trifasciatus)推动雄蕊做杠杆状运动, 而是靠近花药直接利用头部完成授粉。相比经典的杠杆状雄蕊结构及其传粉过程, 小型花冠和退化杠杆雄蕊是对专一性和活跃度较高传粉昆虫的适应, 可能具有完全不同的进化途径和繁殖策略。     

鸢尾属植物的传粉者吸引及异交策略

已知鸢尾属(Iris)植物约有280种且花部特征多变,具有较高的科研和观赏价值。尽管该属植物具备一定的克隆和自交繁殖能力,但传粉者介导的异交仍在其物种和遗传多样性的维持中发挥重要作用,然而目前仍缺乏对该属植物传粉者吸引及异交策略的系统性总结。本文首先简述了鸢尾属植物的传粉者种类及其适应动物传粉的花部构造,以明确其动物传粉概况。在此基础上,详细论述了该属植物如何通过视觉和嗅觉信号呈现花粉、花蜜和热量报酬供给等策略,实现对传粉者的有效吸引。在传粉者访问前后,鸢尾属植物还可通过合理的花展示、单花内雌雄功能的时空隔离以及传粉后的调控以实现最大程度的异交。此外,影响其传粉者吸引及异交的第三方生物和非生物因素,如食花者和资源配置,也应受到重视。今后随着相关研究的深入和技术手段的革新,研究者应针对鸢尾属植物传粉的热点或有争议的问题,采用花信号定量测定及异交率分子检测等先进技术,通过大范围的对比研究,深入揭示鸢尾属植物与传粉者的互作模式及其繁殖策略。     

高山物种栗色鼠尾草(Salvia castanea Diels)访花昆虫多样性与传粉行为变化

唇形科鼠尾草属是世界性分布、物种多样性丰富的大类群,具有独特的传粉模式和多样化的生态类型及繁殖策略,以往对鼠尾草属的花结构和雄蕊杠杆的生态功能、雄蕊杠杆机制对传粉者空间变异的进化响应和表型选择等方面已有较深入的研究,但至今对分布于不同区系代表性物种的传粉者组成、访花行为和繁育系统特征仍知之甚少。对分布于喜马拉雅东段至横断山高海拔地区栗色鼠尾草的传粉生态、交配系统和繁殖特性进行了研究,分析了2014年至2016年的年际间、2014年晴天和阴雨天的传粉者组成和传粉行为变化,探讨了这些变化对繁殖成功的影响。研究结果表明：3年共发现栗色鼠尾草有9种访花昆虫,传粉者组成及其行为变化较为明显。2014年有桔尾熊蜂Bombus friseanus、灰熊蜂B.grahami、圣熊蜂B.religiosus和中华蜜蜂Apis cerana 4种有效传昆虫,2015年仅有桔尾熊蜂是有效传粉者,而2016年的有效传粉昆虫改变为灰熊蜂和圣熊蜂。栗色鼠尾草的盗蜜现象较为普遍,主要盗蜜昆虫为灰熊蜂和桔尾熊蜂。桔尾熊蜂访花行为的年际变化较大,受天气条件的影响明显,同时其有效传粉行为可能显著影响了灰熊蜂的盗蜜行为。栗色鼠尾草的繁育系统为专性异交,主要依靠传粉者进行授粉,缺少传粉者时低程度的主动自花授粉可为其提供繁殖保障,且没有花粉限制和近交衰退。研究揭示了在高海拔地区,多变的天气条件可能显著影响着鼠尾草属植物的传粉者种类组成、访花行为和传粉效率,进而影响植物的繁殖成效和种群稳定。有效传粉频率是保证栗色鼠尾草较高自然结实率的主要因素,在一定程度上,盗蜜强度对繁殖成功具有中性的影响。本研究结果为阐明高山鼠尾草物种的繁殖如何受气候环境变化的影响,以及保证繁殖成功的可能策略奠定基础。     

鸢尾属植物的传粉者吸引及异交策略

已知鸢尾属（Iris）植物约有280种且花部特征多变,具有较高的科研和观赏价值。尽管该属植物具备一定的克隆和自交繁殖能力,但传粉者介导的异交仍在其物种和遗传多样性的维持中发挥重要作用,然而目前仍缺乏对该属植物传粉者吸引及异交策略的系统性总结。本文首先简述了鸢尾属植物的传粉者种类及其适应动物传粉的花部构造,以明确其动物传粉概况。在此基础上,详细论述了该属植物如何通过视觉和嗅觉信号呈现花粉、花蜜和热量报酬供给等策略,实现对传粉者的有效吸引。在传粉者访问前后,鸢尾属植物还可通过合理的花展示、单花内雌雄功能的时空隔离以及传粉后的调控以实现最大程度的异交。此外,影响其传粉者吸引及异交的第三方生物和非生物因素,如食花者和资源配置,也应受到重视。今后随着相关研究的深入和技术手段的革新,研究者应针对鸢尾属植物传粉的热点或有争议的问题,采用花信号定量测定及异交率分子检测等先进技术,通过大范围的对比研究,深入揭示鸢尾属植物与传粉者的互作模式及其繁殖策略。     

3种同域分布的杓兰属植物的种子及杂交种子特征分析

杂交种子研究在一定程度上能说明是否存在杂种不活机制,在植物生殖隔离研究中具有重要意义。通过对同域分布的西藏杓兰(Cypripedium tibeticum)、黄花杓兰(C.flavum)和褐花杓兰(C.calcicola)的自交、异交、杂交种子的形态特征及活性进行分析,发现3种杓兰属植物两两之间均可产生杂交种子,且杂交种子活性较高,杂交种子与其他处理所得种子的外观、表面纹饰无显著性差异;种子宽度、种子长度、有胚率、着色率并没有比自交或异交种子显著低。这一结果表明这3种同域杓兰属植物种与种之间具有相当高的亲和性,它们之间不存在明显的杂种不活机制。黄花杓兰与西藏杓兰或褐花杓兰间的传粉者大小明显不同,黄花杓兰由丽蝇和熊蜂工蜂传粉,而西藏杓兰和褐花杓兰由体形较大的熊蜂蜂王传粉,传粉者隔离已使得它们之间的物种界限比较清晰,因此已经没有必要再产生杂种不活等其他隔离机制。而西藏杓兰与褐花杓兰的传粉者相同,又没有明显的杂种不活隔离机制,暗示它们之间有其他合子后隔离机制或应将其合并为一个种。     

鼠尾草属部分物种AFLP指纹图谱构建及遗传多样性分析

为了建立适用于鼠尾草属植物的AFLP技术体系,并对鼠尾草属部分物种遗传多样性进行分析。作者经筛选得到24对有效AFLP引物组合,共检测1616个有效扩增位点;其中22对AFLP引物组合针对不同材料可检测到特异性扩增位点,每对引物检测强度从1到16个位点不等;依据AFLP数据计算的22个鼠尾草属植物材料间231个配对遗传相似系数介于0.5677～0.9898,显示了丰富的遗传多样性;系统树显示AFLP分析可以将11个鼠尾草属植物准确区分,其中种内不同居群的材料可有效聚为亚组,说明本文所构建的AFLP技术体系能够有效应用于鼠尾草属植物种间及种内鉴定、遗传多样性分析及系统发育研究中。     

偏花报春和海仙报春3个同域居群的不对称杂交

自然杂交是进化生物学研究中的热点,而杂交方向则是理解自然杂交和生殖隔离机制的一个关键环节。偏花报春(Primula secundifora)和海仙报春(P.poissonii)在横断山区重叠分布且存在自然杂交现象,研究仅证实了种间杂交的发生,但对不同地域的这2个物种间的杂交方向并未开展深入研究。本研究选取偏花报春和海仙报春3个同域分布点的居群,利用双亲遗传的核转录间隔区ITS和母系遗传的叶绿体片段trnH-psb A构建系统树,检测了3个居群中的自然杂交以及杂交方向;通过人工授粉实验检测种内种间杂交以及不同物种作为母本时对结籽数的影响水平。DNA分子标记结果显示每个居群中的杂交方向都是不对称的,海仙报春更容易在杂交中作为母本。人工授粉的结果表明种内种间交配以及哪个种作为母本对结籽数有非常显著的影响。海仙报春作为母本时能够显著提高结籽数。这2个物种之间不同的生殖隔离强度可能是造成不对称杂交的原因。3个居群中都是以海仙报春更易作母本,可能是因为这3个地点的种间生殖隔离具有相似的机制。     

新疆党参的花部综合征与次级花粉呈现

次级花粉呈现是植物提高花粉输出和接受的效率与准确性以及促进异交的一种繁殖策略.新疆党参(Codonopsis clematidea)具有典型的次级花粉呈现特性.本文采用野外观测、授粉实验与室内显微观测等方法,对该物种的花部综合征及其次级花粉呈现过程进行了详细观测,并对这些特征的适应意义进行了探讨.结果表明:新疆党参钟状下垂的蓝色花冠及黑黄色蜜腺,不仅避免了雨水冲刷雌雄蕊、稀释花蜜以及风移出花粉等不利影响,还增加了对传粉者的吸引,延长了花粉活力及柱头可授性持续时间.次级花粉呈现属于亚顶端花柱呈现者,呈现机制为沉积机制.该特性限制了单个传粉者带走的花粉量,延长了花粉呈现时间,使更多传粉者参与传粉过程,增加了雄性适合度.其雄性先熟及雌雄蕊空间位置变化,避免了雌雄功能干扰,为传粉者取食花蜜、输出花粉以及柱头接受异源花粉提供了通道和机会.其泛化传粉系统的主要传粉昆虫为林野熊蜂(Bombus silvarum)、草地熊蜂(B.paradoxus)和树长黄胡蜂(Dolichovespula sylvestris),其较长的单花花期(6 d左右),昆虫访花高峰期与花粉活力最高时期及柱头最佳授粉期相吻合,以及较大的泌蜜量、较高的花蜜糖浓度和较长的泌蜜时间等特征,可提高传粉者的访花频率,增加成功传粉的机会和传粉效率.在气候多变的天山山区,该物种特殊的花部综合征和次级花粉呈现机制对提高其传粉效率并促进异交繁殖成功具有重要意义.     

牛耳朵传粉生物学研究

苦苣苔科(Gesneriaceae)报春苣苔属(Primulina Hance)是一个近年来备受关注的类群,其纷繁复杂的物种多样性和属下种间的特有分布引起了分类学家和植物学研究者的极大兴趣。该属除了极少数的物种如牛耳朵[(Primulina eburnea(Hance)Y. Z. Wang)]以外,绝大部分的物种为狭域分布或地方特有种,其分布范围很窄。为了揭示牛耳朵的传粉生物学和繁育系统对其生殖过程和拓殖能力的影响机制,作者系统地研究了牛耳朵的开花物候、花粉与柱头活性、访花昆虫的种类和访花行为、花粉胚珠比、OCI指数和套袋实验结实率,探究其传粉等生殖过程对牛耳朵的广布是否有正面影响。结果表明:牛耳朵的自然花期是3—5月,全花期约45 d,其中盛花期约20 d,单花期6～8 d; 开花后1～2 d花粉活力最强,开花前柱头没有可授性; 花粉胚珠比为537; 杂交指数为5; 去雌套袋、去雄套袋均无法结实,说明本种不存在无融合生殖; 与自然授粉相比,自花授粉结实率略低,异花授粉结实率略高,说明自交亲和; 牛耳朵的主要传粉者是花条蜂(Anthophora florea)和熊蜂(Bombus sp.)。花蜜产量较高、花粉量较大、花粉活力较强等特点,有利于牛耳朵完成传粉和结实的整个繁殖过程。因此,这一结果显然有利于牛耳朵的拓殖进而广布在我国华南至西南地区的喀斯特地区。     

牛耳朵传粉生物学研究

苦苣苔科(Gesneriaceae)报春苣苔属(Primulina Hance)是一个近年来备受关注的类群,其纷繁复杂的物种多样性和属下种间的特有分布引起了分类学家和植物学研究者的极大兴趣。该属除了极少数的物种如牛耳朵[(Primulina eburnea (Hance) Y. Z. Wang)]以外,绝大部分的物种为狭域分布或地方特有种,其分布范围很窄。为了揭示牛耳朵的传粉生物学和繁育系统对其生殖过程和拓殖能力的影响机制,作者系统地研究了牛耳朵的开花物候、花粉与柱头活性、访花昆虫的种类和访花行为、花粉胚珠比、OCI指数和套袋实验结实率,探究其传粉等生殖过程对牛耳朵的广布是否有正面影响。结果表明:牛耳朵的自然花期是3—5月,全花期约45 d,其中盛花期约20 d,单花期6～8 d;开花后1～2 d花粉活力最强,开花前柱头没有可授性;花粉胚珠比为537;杂交指数为5;去雌套袋、去雄套袋均无法结实,说明本种不存在无融合生殖;与自然授粉相比,自花授粉结实率略低,异花授粉结实率略高,说明自交亲和;牛耳朵的主要传粉者是花条蜂(Anthophora florea)和熊蜂(Bombus sp.)。花蜜产量较高、花粉量较大、花粉活力较强等特点,有利于牛耳朵完成传粉和结实的整个繁殖过程。因此,这一结果显然有利于牛耳朵的拓殖进而广布在我国华南至西南地区的喀斯特地区。     

榕树种间杂交研究进展

杂交是生物进化的重要方式和新物种的重要来源, 在植物界普遍存在, 但在不同植物类群中的发生率差异很大。高度专性传粉体系中, 宿主植物和传粉者经历长期协同进化, 形成远高于其他物种的互利共生机制和合子前生殖壁垒, 被认为不太可能发生种间杂交。榕树和传粉榕小蜂是动植物间专性传粉关系的典范, 甚至发展出一对一高度专性关系。但随着研究的深入, 发现了一定程度的宿主转移现象, 引发学者对榕树种间杂交的研究和探讨。本文从人工杂交、外来种和本地种杂交、岛屿种自然杂交、同域分布近缘种自然杂交, 以及利用系统发育不一致推测杂交等5个方面, 综述了榕树种间杂交的研究进展, 并对未来研究进行展望。同一亚属内人工榕树种间杂交F₁代一般可育, 不同亚属榕树的种间杂交亲和性强度在不同性系统上表现有所不同。种间存在单向或不对称的双向基因流, 依赖专性传粉榕小蜂传粉可能使得渐渗杂交成为榕树种间杂交的主要方式。一系列的合子前隔离机制, 包括化学隔离、形态隔离、地理隔离、生态隔离、季节隔离等有效维持了榕树物种在遗传和形态上的完整性; 而合子后隔离作用较弱, 传粉榕小蜂在非专性宿主上的繁殖适合度一般表现为显著降低。未来有待在评估杂交对榕树生物多样性和榕-传粉榕小蜂共生体系稳定性的影响, 分析榕树天然杂交带的杂交模式, 以及探讨影响宿主转移和榕树杂交的因素等方面开展深入研究。     

Floral biology of Salvia stachydifolia,a species visited by bees and birds: connecting sexual phases,nectar dynamics and breeding system to visitors’ behaviour

一种由蜂类和鸟类传粉的鼠尾草属植物的花生物学：建立了有性阶段、花蜜动态过程和 繁育系统与访花行为的联系 在对传粉综合征的认知过程中,人们已经意识到共享某类传粉媒介的植物间的花表型中存在着适应性趋同的现象。然而,虽然许多植物都表现出了与特定综合征相关的性状,但它们的访花传粉者却不止一种。这种情况可能意味着传粉媒介的变化,或者可能形成了一种可适应不同传粉媒介的稳定情况。此前在鼠尾草属Salvia  stachydifolia 中开展的一项研究表明,该物种的花形状可以最大限度地提升蜜蜂和蜂鸟的传粉效果。在本文中,我们研究了该物种的花生物学的另外3个方面：有性阶段、花蜜动态过程和繁育系统,并探讨了它们与传粉者行为之间的联系,以了解该物种在这3个方面上对蜜蜂和/或蜂鸟传粉的适应性变化。我们以某一温室种群为研究对象,对其在5种不同传粉方式下的繁育系统进行了刻画。为了确定有性阶段,我们分别对花开、花药开裂、花冠掉落和柱头可授性的情况进行了记录。此外,我们还对花蜜体积和浓度在一整天的动态变化进行了表征。最后,为了确定传粉者的 组成和访花模式,我们开展了实地观测并记录传粉者的行为。研究结果显示,S. stachydifolia 是部分雄蕊 先成熟且可自交,但自由授粉植株的繁殖成功率最高,表明繁殖过程主要取决于传粉者的活动。熊蜂属Bombus opifex (一种大黄蜂)是最常见的访花者,但在清晨和黄昏时占主导地位的访花者则是红尾慧星蜂鸟(Sappho sparganura)。花蜜常见于大黄蜂授粉的情况。我们认为蜜蜂-蜂鸟混合访花的模式构成了一种不稳定的进化情形,使得S.  stachydifolia 成为一种理想的研究对象,用以了解传粉媒介发生变化的生态环境。     

传粉网络的研究进展:网络的结构和动态

植物与传粉者之间相互作用,构成了复杂的传粉网络。近年来,社会网络分析技术的发展使得复杂生态网络的研究成为可能。从群落水平上研究植物与传粉者之间的互惠关系,为理解群落的结构和动态以及花部特征的演化提供了全新的视角。传粉网络的嵌套结构说明自然界的传粉服务存在冗余,而且是相对泛化的物种主导了传粉。在多年或者多季度的传粉网络中,虽然有很高的物种替换率,但是其网络结构仍然保持相对稳定,说明传粉网络对干扰有很强的抗性。尽管有关网络结构和动态的研究逐渐增多,但传粉网络维持的机制仍不清楚。网络结构可以部分由花部特征与传粉者的匹配来解释,也受到系统发生的制约,影响因素还包括群落构建的时间和物种多样性,以及物种在群落中的位置。开展大尺度群落动态的研究,为探索不同时间尺度、不同物种多样性水平上的传粉网络的生态学意义提供了条件。但已有的研究仍存在不足,比如基于访问观察的网络无法准确衡量传粉者的访问效率和植物间的花粉流动,以及结果受到调查精度区域研究不平衡的制约等。目前的研究只深入到传粉者携带花粉构成成分的水平,传粉者访问植物的网络不能代表植物的整个传粉过程。因此,研究应当更多地深入到物种之间关系对有性生殖的切实影响上。     

海南羊山湿地的传粉网络及其季节动态

传粉网络是植物和传粉者之间形成的网状相互作用关系, 为理解群落物种多样性形成与维持机制提供了全新的视角。湿地是典型的群落交错区, 环境异质性与物种多样性都很高, 传粉网络可能比草地和森林等生态系统具有更复杂的结构。该研究针对海南岛海口市南郊的羊山湿地, 比较4个样地在旱季(5月)与雨季(8月)的传粉网络及其动态变化, 揭示湿地生态系统的传粉网络结构特征以及在干湿季的变化规律。结果表明, 羊山湿地传粉网络共有71种开花的植物, 131种传粉者, 传粉网络呈现低连接度、高嵌套度、中等网络特化程度的结构特征。在季节动态方面, 4个样地旱季的植物与传粉者种类高于雨季; 而传粉网络的连接度、嵌套度与网络特化程度没有明显的季节差异。白花鬼针草和水角等多个物种可同时在雨季和旱季开花, 使得植物-传粉者的种间关系虽然存在季节变化, 但传粉网络在旱季与雨季间的动态变化不大。总体而言, 羊山湿地物种多样性较高, 边缘效应较明显, 传粉网络结构较稳定。     

毛姜花原变种花寿命对两性适合度的影响

植物的花寿命被认为是由雌、雄适合度的增长和维持花开放的花费之间的平衡来决定的。姜花属(Hedychium)是姜科唯一一个从热带到高海拔地区分布的大属, 属内不同种类植物的花寿命差异很大。毛姜花原变种(H. villosum var. villosum)的花寿命为5 d, 显著长于其它同域分布的姜科植物。通过人工剪除毛姜花原变种的柱头来使花朵具雌性功能的时间缩短, 结果显示: 在不同的处理中, 结实率随花朵具雌性功能时间的延长而增加, 开花1 d后剪除柱头的结实率为1.85% ± 1.59%, 极显著低于对照的结实率20.96% ± 4.13%, 说明其较长的花寿命能显著地增加传粉的成功率和结实率, 长达5 d的花寿命有利于雌性适合度的提高。同时, 毛姜花原变种开花1 d后, 剩余的平均花粉数和总平均花粉数没有显著差异, 而开花后2、3和4 d后剩余的平均花粉数则极显著少于总平均花粉数, 说明随着花寿命的延长, 花粉输出量也显著增加, 其长达5 d的花寿命也有利于其雄性适合度的提高。较长的花寿命在毛姜花原变种拓展新的生境、向更高海拔地区的扩散中也许起着重要的作用。姜科植物有着极其多样性的传粉和繁育系统, 花寿命在姜科植物传粉和繁育系统的多样性形成及其进化中起着重要作用, 同时, 较长的花寿命有效地提高了雌性适合度和雄性适合度, 从而使姜科植物能脱离热带生境, 向更高海拔的地区扩散, 花寿命在姜科植物从热带地区到高海拔地区的分布过程中也起着重要作用。