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武漢植物園在被子植物運動式雌雄異位研究取得進展

  柱頭和雄蕊的空間隔離(雌雄異位)是被子植物一種有效減少雌雄干擾和阻止自交的策略,然而雌雄異位也可能導致傳粉者無法有效的同時接觸到花的性器官而降低傳粉效率。雌雄異位的開花植物是如何解決這種沖突一直很少被探究過。本研究在武漢植物園植物繁殖生態學學科組楊春鋒研究員指導下,詳細研究了金瘡小草開花生物學特征,以期揭示其開花機制是如何解決雌雄異位所面臨避免雌雄干擾與降低傳份效率兩方面的矛盾。 

  在金瘡小草的開花過程中,雄蕊和柱頭會相互朝著對方運動而達到互換位置的效果,并且伴隨著雌雄異熟。在雄性階段,花藥位于傳粉者通道上而無活性的柱頭則在花藥上方,此時傳粉者在訪花過程中可以有效接觸花藥并帶走花粉;在雌性階段,柱頭已經運動至原來花藥所在位置,即傳粉者通道上,而已經散粉完的花藥則運動至原來柱頭所在的上方位置,此時傳粉者可以有效接觸柱頭并且將花粉授在具有活性的柱頭上。這種運動型的雌雄異位加上雌雄異熟不僅可以有效避免雌雄干擾,還可以有效的提高傳粉精確性。 

  金瘡小草的這種花部形態可能是適應傳粉環境變化的一種進化反應;且本研究所涉及的是一種新穎的開花機制,可以拓展我們對雌雄異位的進化意義的理解。 

    本研究得到國家自然科學基金(31770255)的資助,相關研究成果以 “Accurate position exchange of stamen and stigma resolves the herkogamy dilemma in a protandrous plant,Ajuga decumbens (Labiatae)”為題發表在國際期刊AoB PLANTS上。全文鏈接https://academic.oup.com/aobpla/article/11/5/plz052/5550865 

 

金瘡小草的花部形態和花序特征。 

AD分別表示花的雄性階段、中間階段、雌性階段和萎蔫階段,E表示花序狀態。

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