【摘 要】
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同域分布的近缘种通常因具有相似生殖生物学特征而存在种间生殖干扰的风险。种间花粉传递在植物群落中普遍存在,在传粉领域一直被认为是生殖干扰的形式之一,对被子植物进化具有重要意义。对于同域分布花期重叠的物种,种间花粉传递中存在的竞争会影响花的进化,可通过异种花粉落置而降低雌性适应度,通过花粉错置而降低雄性适应度。并有研究表明,异种花粉落置可能是植物生殖干扰的主要机制,可以通过导致受精失败、发育缺陷或生产
【基金项目】
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国家自然科学基金项目(31970250)
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同域分布的近缘种通常因具有相似生殖生物学特征而存在种间生殖干扰的风险。种间花粉传递在植物群落中普遍存在,在传粉领域一直被认为是生殖干扰的形式之一,对被子植物进化具有重要意义。对于同域分布花期重叠的物种,种间花粉传递中存在的竞争会影响花的进化,可通过异种花粉落置而降低雌性适应度,通过花粉错置而降低雄性适应度。并有研究表明,异种花粉落置可能是植物生殖干扰的主要机制,可以通过导致受精失败、发育缺陷或生产育性低的杂种而浪费母本生殖投资,降低子代数量和质量,特别是对于密切相关物种的花粉粒而言。已有研究报道野慈姑(Sagittaria trifolia L.)和矮慈姑(S.pygmaea L.)同域分布花期重叠,在人工杂交授粉时能产生膨大的果实,但异种花粉管因生长路径不同而延迟到达胚珠。因此,本研究在自然生境中观测了这两种慈姑属植物共享传粉者的种间访花活动,利用染色示踪方法检测了种间花粉传递的存在及其强度,通过统计二者在单生/混生居群中的结实情况判断物种间生殖干扰存在与否以及对有性生殖成功的影响。结果表明:(1)主要共享传粉者存在种间访花行为,但访花者种间运动频率显著低于种内运动,且对野慈姑雄花存在访花偏好。(2)在混生居群中野慈姑和矮慈姑的雌蕊群上均能检测到共享传粉者带来的种间花粉传递,约1.4%的柱头上落置了染色标记的异种花粉;相比而言,野慈姑花粉散布于矮慈姑花上的距离较远,数量较多,而矮慈姑花粉主要表现为近距离传递。(3)两物种在自然生境中共存时,矮慈姑种子不完整胚比例的显著增加,而野慈姑完整胚比例维持在80%以上,表现为种间生殖干扰的不对称性。本研究探讨了自然生境下共存的野慈姑和矮慈姑之间的生殖干扰强度及其避免机制。实验结果证明植物-传粉者的相互作用对减轻种间生殖干扰具有重要作用,具有普遍的生态意义。自然生境中的矮慈姑有性繁殖效益取决于多重因素作用下的权衡,传粉者介导的促进作用减轻了开花稀少植物的花粉限制。野慈姑和矮慈姑之间存在的生态及生理机制为我们理解存在生殖干扰风险的本地近缘种同域共存提供了新的视角。
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