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被子植物运动式雌雄异位研究取得进展

时间:2019-11-11 12:10:03
柱头和雄蕊的空间隔离(雌雄杂种优势)是被子植物减少雌雄干扰和防止近交系繁殖的有效策略。然而,雌雄杂种优势也可能导致有效暴露于花的性器...

柱头和雄蕊的空间隔离(雌雄杂种优势)是被子植物减少雌雄干扰和防止近交系繁殖的有效策略。然而,雌雄杂种优势也可能导致有效暴露于花的性器官,降低花粉传递的效率。异性恋开花植物是如何解决这种冲突的,很少有人探索。在中国科学院武汉植物园植物生殖生态学系研究员杨春锋的指导下,对沙枣开花的生物学特性进行了详细的研究,揭示了其开花机理是如何解决雌雄干扰的矛盾,降低花粉传递效率的。

在金黄酸草开花的过程中,雄蕊和柱头会相互移动以达到互换位置的效果,并伴随着雌雄成熟。在雄性期,花药位于供体通道上,而花药位于花药上方。此时,授粉者可以有效地接触花药,并在访花期间带走花粉。在雌性阶段,柱头移动到最初的花药位置,即授粉通道,而粉状花药则移动到原始柱头的上部,此时小粉刺可以有效地接触柱头并在活动柱头上喂食花粉。这种运动杂种优势加上男女杂种优势,不仅能有效地避免男女之间的干扰,而且能有效地提高传播的准确性。

刺五加的这种花形态可能是对花粉传播环境变化的一种进化反应,这项研究涉及到一种新的开花机制,可以扩大人们对雄性和雌性杂种优势的进化意义的理解。

这项研究得到了国家自然科学基金(31770255)的支持。相关的研究成果发表在国际期刊accuratepositionexchangeofstamenandstigmaresolvestheherkogamydilemmainaprotandrousplant,ajuadececumbens(Labiatae)上。

刺五加的花形态和花序特征。a~d分别代表花的雄花期、中期、雌蕊期和萎蔫期,e代表花序状态。

资料来源:中国科学院武汉植物园