《雄全植物性配置表型可塑性的進化生態學研究》是依託湖北大學，由戴璨擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：雄全植物性配置表型可塑性的進化生態學研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：戴璨
- 依託單位：湖北大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
表型可塑性是生物體應對環境變化而相應改變表型的一種現象，被廣泛認為是生物體適應環境壓力的一種機制，從而影響其在環境波動下的表現，生態位的寬度和進化的方向。目前我們對表型可塑性的了解還十分有限，特別體現在表型可塑性的適應意義，跨代表現形式和進化規律。雄全植物的雌雄性配置在表現上靈活多樣，也經常受環境因子影響，為研究表型可塑性提供了很好的素材。本項目擬選取西番蓮作為實驗材料，對兩性花和雄花的比例和配子投入在不同光照強度、啃食昆蟲密度和傳粉水平下的變化，雌性和雄性功能的適合度，以及不同環境下產生的子一代植物的生長和兩種花型進行測量統計，以期闡明性配置在生物和非生物因子影響下的變化， 親子代性配置的相關性和適應性。本研究的意義在於揭示雄全植物性配置的表型可塑性規律，認識性配置可塑性的遺傳，探索植物在不同環境壓力下性配置的進化軌跡，並為性表達的機制和植物繁育系統進化提供線索。
結題摘要
表型可塑性被廣泛認為是生物體適應環境壓力的一種機制，從而影響其在環境波動下的表現，生態位的寬度和進化的方向。雌雄異花同株植物（monoecy）的雌雄花性配置在表現上靈活多樣，也常常受生物或非生物因子的影響，其表型可塑性是否導致更高的繁殖適合度，且跨代的表現形式如何，是植物進化生態學領域有待回答的關鍵問題。本項目以雌雄異花同株植物野慈姑（Sagitarria trifolia Linn.）為研究材料，通過株芽克隆同一基因型的植株並均勻的置入三類環境控制的同質園中（改變光照或傳粉服務），並對植株的開花性配置和結實進行記錄。同時以上述植株的子一代和子二代作為研究對象，探究其在與親本相同或不同的環境下的性配置和繁殖表現，以期揭示跨代表型可塑性的格局和適應性意義。結果如下：（1）揭示了光照因子的增強和傳粉者的減少使野慈姑植株對兩性投入（雄花數量和雌花數量）同時增大，且強光環境會使植株產生偏向雄性的繁殖投入；（2）在傳粉受限的環境中，由於座果率和單果種子量顯著下降，植株在繁殖投入上增大了雌花的數量，從而使得其果實數量和總繁殖產出達到了與自然傳粉相當的水平；在光照增強的環境中，由於資源總體水平的提升，植株在兩個性別的開花投入均有升高，也獲得了更多的果實和總繁殖產出；即在生物和非生物的環境壓力下，野慈姑性配置的表型可塑性均導致植株獲得更高的適合度；（3）無性繁殖的子一代和子二代植株在性配置的表型可塑性方面與親本相同，環境壓力導致的開花和結實的變化方向一致；相對於經歷與親本不同的環境壓力的子代而言，與親本相同環境的子一代和子二代植株在性配置方面的變化幅度更大，繁殖表現也更出色，即野慈姑在相當短的無性繁殖周期中出現了適應性進化。本項目的研究結果揭示了兩性植物在性配置的表型可塑性方面的表現式樣、適應性、跨代可塑性格局及其導致的適應性進化，為後續全面深入揭示表型可塑性在物種的自然選擇和進化進程中的機制（特別是無性繁殖）和重要意義提供了第一手的實驗驗證。
