同域近緣物種間的傳粉差異及其對植物生殖隔離的影響

《同域近緣物種間的傳粉差異及其對植物生殖隔離的影響》是依託武漢大學，由郭友好擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：同域近緣物種間的傳粉差異及其對植物生殖隔離的影響
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：郭友好
• 依託單位：武漢大學

項目摘要

最新研究表明，植物物種在分異早期所展示出的生殖隔離模式（交配前隔離機制），會顯著影響後續生殖隔離機制（交配後隔離機制）發生的類型和頻率；生殖隔離各構成要素的發生並非孤立事件的簡單相加，而是具有密切的進化相關性。對於自然界普遍存在的同域分布近緣開花植物而言，其完整生殖隔離機制的形成與傳粉差異之間存在何種進化相關性？闡明此類問題對深入理解被子植物的物種形成大有裨益。.同域分布、生態特徵相似的近緣植物類群間的共存機制，一直都是進化生態學領域頗具挑戰性的科學問題，它們是如何形成並穩定維持的？如何避免生殖過程中的相互干擾？本研究擬選用馬先蒿屬、紫堇屬植物若干同域分布、花期重疊的種對（species pair），通過細緻的傳粉生物學比較，結合實驗室內的相關研究與分析，探索由傳粉差異介導的交配前隔離機制與交配後隔離機制之間的進化相關性，拓展人們對傳粉系統與植物生殖隔離構成以及物種形成機制的原有認識。

結題摘要

同域分布、生態特徵相似的近緣植物類群間的共存機制，一直都是進化生態學領域頗具挑戰性的科學問題，它們是如何形成並穩定維持的？如何避免生殖過程中的相互干擾？本研究選擇鳳仙花屬、淫羊藿屬、馬先蒿屬、紫堇屬等若干類群同域分布、花期重疊的植物種對（species pair），通過細緻的傳粉生物學比較，結合實驗室內的相關研究與分析，探索了由傳粉差異所介導的交配前隔離機制與交配後隔離機制之間的相關性。 有關鳳仙花屬植物的研究結果表明，不同物種構成的組合明顯導致不同的種間相互作用，進而產生不同的生殖隔離效果；物種相對豐度的變化可通過對主要傳粉者訪花行為的改變而在種間導致不對稱的傳粉相互作用，進而影響到兩個物種結實率，不對等的基因流式樣形成物種間生殖隔離的重要機制。 許多淫羊藿屬植物表現為兼具傳粉前和傳粉後的隔離機制，為研究有性生殖過程中的性別干擾提供了很好材料。我們的研究結果表明，同域分布的不同淫羊藿屬植物的傳粉系統構成與其花粉分裝（Pollen packaging）以及釋放式樣密切相關，傳粉效率高的物種花粉分裝特徵是一次輸出量大而減少輸出次數，反之亦然；此外，從避免自交性別干擾的進化選擇壓力來看，本屬植物明顯趨向於雌雄異位而不是雌雄異熟，前者具有更徹底的避免自交的能力。 本研究根據長管類馬先蒿的長花柱提供較長的競爭空間以篩選更具競爭力的花粉的假說，選取管長變異明顯的管花馬先蒿為對象，分別進行了相關的傳粉實驗。研究結果很好地支持了上述假說。 對3種同域分布、花期重疊的紫堇屬物種的研究結果表明，花部隔離對物種間生殖隔離的維持起著重要的作用，加上傳粉者行為以及傳粉後的隔離機制（花粉管生長後期阻滯），共同構成了同域物種之間生殖隔離的有效屏障。