少花柊叶传粉生物学的研究

来源 :中国科学院大学(中国科学院西双版纳热带植物园) | 被引量 : 0次 | 上传用户:szmms
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竹芋科植物雄蕊先熟(protandry)、次级花粉展示(secondary pollen presentation)以及不可逆转的爆发性花柱运动(explosive style movement)等特点,造就了其独特的传粉机制。我们主要以少花柊叶Phrynium oliganthum为实验材料,对其花生物学特性、传粉操控实验和传粉者行为观察三个方面做了较为系统的研究,拟在掌握该植物基本的花形态及繁殖特性。少花柊叶是多年生林下草本植物,具有高的克隆性?椭诙嗟闹裼罂浦参镆谎?少花柊叶具有复杂的花部结构关系和退化雄蕊,正因为这些特点形成了少花柊叶独特的传粉机制。在花蕾末期,花粉囊即裂开,花粉转移到柱头背面的花粉盘内,形成次级花粉展示(secondary pollen presentation)。开花后,花柱在帽状退化雄蕊的束缚下生长成弯曲待发的状态,一旦由退化雄蕊发育成的附属结构-“扳机”受到外力的触动(例如当传粉者通过狭窄的花入口进入花冠管汲取花蜜时)就会引发花柱张力的释放,使得花柱在瞬间发生不可逆转的弯曲运动。在此过程中,柱头前端的凹槽将刮取传粉者身上携带的花粉,然后将花粉盘内的花粉输出到传粉者身上。该精巧的传粉机制一方面使得花粉的输入与输出在时间-空间上形成分离,既利于柱头接受花粉,也可有效的避免自花授粉。但另一方面,这一机制也存在潜在的代价,因为花柱运动的不可逆转性,每花仅有一次被授粉的机会。少花柊叶每小苞片内的两朵小花共有一个花轴,同时开放的镜像对花在糖浓度高低上存在统计上的显著差异,但与对花中单花的位置无关,也未观察到传粉者在每组对花的单花间具有拜访选择性。授粉实验结果表明,少花柊叶自交亲和,但不存在自动自交机制,其传粉过程依赖于传粉者。传粉者为每天沿固定路线访花、被称为有序觅食者(trapliner)的独居蜂类(无垫蜂Amegilla spp.)。在传粉实验中,无论是人工授粉还是自然状态下,座果率都很低(<10%),这可能是由于资源限制以及严重的花序腐烂及虫食。少花柊叶每天开花数约11朵,但并不同步,而是在4 h内逐次开放,这种开花格局连同传粉者在一天之内会重复同一线路的拜访特点,有利于少花柊叶在一定程度上减少同株异花授粉的发生,增加异交的机会。尽管通过这些描述性研究,我们对少花柊叶的传粉生物学有了基本的了解,但其交配系统格局以及爆发性花柱运动的意义还需深入研究。
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