中國科學院昆明植物研究所
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科研進展

昆明植物研究所在雌雄異株植物株高二態性對花粉和種子散布的影響方面研究取得新進展

文章來源:中國西南野生生物種質資源庫  |  發布時間:2024-01-15  |  作者:曾志華  |  瀏覽次數:  |  【打印】 【關閉

 

  在被子植物中,雌雄異株植物的雌雄個體在形態、生理和生活史等多方面呈現差異化特征,通常稱之為性二態。盡管被子植物的性二態不如多數動物那么顯著,但也有許多雌雄異株植物的部分性狀呈現明顯的性別間差異,并且部分性二態特征在雌雄異株類群中呈現趨同演化現象。對風媒傳粉的雌雄異株植物而言,植株高度是一個非常關鍵的性狀,除了直接影響個體間對光照等資源的競爭外,植株高度可能影響雌雄兩性的繁殖成功。對于雄性而言,花粉從較高位置的花藥釋放,在沉降之前會形成更廣泛的水平擴散,從而提高雄性適合度;對于雌性而言,較矮的株高將有利于接受更多的花粉落置,由此提高雌性繁殖成功。株高不僅可以通過影響花粉傳播距離對交配成功產生影響,也可能對風播物種的果實和種子散布發揮重要作用。目前,株高二態(尤其是互逆的株高二態)的生態和遺傳適應機制仍然缺乏實驗驗證。

  中國科學院昆明植物研究所植物性系統功能與演化專題組在前期研究的基礎上,以產自北美的雌雄異株植物心翼酸模(Rumex hastatulus)(雌性:XX,雄性:XY,2n = 10)作為研究對象,利用該物種特殊的株高互逆二態現象,即該物種在開花期雄株顯著高于雌株,而在果期則雌株顯著高于雄株,在溫室環境下中進行風媒和風播的模擬控制實驗,研究了互逆的株高對花粉和種子散布的影響。研究發現花期雄株的高度能有效提高花粉散布距離和繁殖成功率,而果期雌株的高度優勢能夠顯著提高種子的散布范圍。此外,研究人員還對心翼酸模不同生活史階段的雌雄性狀進行了比較研究,發現除花期和果期雌雄株高發生逆轉之外,包括生活史早期的種子重量和萌發時間等多方面均存在性二態特征。 

  心翼酸模雌雄兩性在開花和結果階段互逆的高度二態可能代表了一種與性別角色相關的生態適應策略。該研究結果以Functional consequences of temporal reversal ofheight dimorphism for pollen and seed dispersalin a dioecious plant為題,發表于Journal of Systematics and Evolution。中國科學院昆明植物研究所博士研究生曾志華和已畢業博士研究生于倩為論文的共同第一作者,中國科學院昆明植物研究所周偉研究員,李德銖研究員和多倫多大學Spencer Barrett教授為論文共同通訊作者。本研究工作得到中國科學院戰略性先導專項(B類)、國家自然科學基金項目、云南省重點基礎研究計劃等項目的聯合資助。 

  文章鏈接

 

1 雄株高度對花粉傳播和雌株高度對種子散布的影響 

 

2 心翼酸模不同生活史階段性二態 

(責任編輯:李雪)

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