《露蕊烏頭個體內花特徵變異的生態遺傳學研究》是依託蘭州大學，由趙志剛擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：露蕊烏頭個體內花特徵變異的生態遺傳學研究
- 依託單位：蘭州大學
- 項目負責人：趙志剛
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
變異是進化的源泉。研究發現很多物種的花在種群間、個體間、個體內表現出高度的變異性。在植物生態學、進化生物學研究中，人們通常比較多的關注種群水平和個體水平上花的變異，而個體內花的變異一直被忽略，往往被當做統計誤差或干擾，其生態學影響及進化意義沒有受到重視。自然界中很多植物的花在個體內或花序內表現出形態、結構上規律性的變化，這種變異模式本身可以看作為植物的一個屬性或特徵，不但影響植物的適合度及互利的動物的行為，包括傳粉昆蟲與植物的互利關係，而且這種變異性有遺傳基礎，所以能夠對選擇做出回響。本項目選擇具有這種變異性的露蕊烏頭為研究對象，通過野外測定，結合控制實驗及人工選擇實驗開展生態遺傳學研究，揭示其個體內花變異的生態學結果及遺傳基礎，闡明這種個體內變異模式的適應性意義。
結題摘要
露蕊烏頭（Aconitum gymnandrum）花蜜量在花序記憶體在顯著變化：基部先開放的花明顯生產更多的花蜜，而頂部後開放的花產生的花蜜量較少。儘管花的發育的各個時期（從開始的雄性期到最後的雌性功能期）花蜜分泌量發生變化，但是花的不同性別間（雄性 VS. 雌性期）沒有顯著的差異。訪花的熊蜂非常強烈回響花序內的花蜜模式，更傾向於從較高花蜜的花（基部）向花蜜量低（頂部）的花移動。表型選擇分析發現，傳粉者施加的選擇有利於花序內降低的花蜜模式，這中選擇不依賴於花的大小、花的數量和每朵花的花蜜量。通過比較不同花部位的自交率，發現基部的花有更低的自交率。我們的結果表明花序內由下到上花蜜量下降的模式是植物的一種適應性，能夠降低自交率，增加異交率。在植物同一花序內, 較晚開放的花有更長的雄性期和更短的雌性期, 性分配在時間上偏雄。較晚開的花或較晚開花的個體, 花的雄性功能期相對於雌性功能期更長, 在時間上更偏向雄性功能。隨著開花時間由早到晚的變化, 種群內早期以雄花為主，末期以雌花為主, 種群內性別環境由偏雄向偏雌變化, 因此植株個體的平均表型性別則從偏雌轉向偏雄。結果支持交配環境假說, 雄性先熟的露蕊烏頭開花早期, 種群內花的性別比偏雄, 種群表型性別環境偏雄, 因而植物個體平均表型性別偏雌, 性別分配(即時間分配)偏向雌性功能, 而晚開花個體的平均性別偏雄, 更偏向雄性功能的分配。雄蕊重和雌蕊重對資源處理的可塑性反應受花位置的影響，頂部花雌雄生物量的下降程度更低，但花序內的不同部位雄蕊重/雌蕊重的可塑性反應表現一致。露蕊烏頭花序內的變化模式受遺傳控制，能夠增加植物的適合度，是植物適應生物和非生物環境的結果。
