鴨跖草屬植物的花部對稱型進化研究

《鴨跖草屬植物的花部對稱型進化研究》是依託中南大學，由唐璐璐擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：鴨跖草屬植物的花部對稱型進化研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：唐璐璐
• 依託單位：中南大學

項目摘要

由輻射對稱進化到左右對稱，被認為是物種形成和分化的關鍵步驟。單子葉植物花部左右對稱型的出現多數由雄蕊抑制引起，但是鴨跖草科除外。鴨跖草屬是鴨跖草科中具有左右對稱花部對稱型的植物，其雄蕊具有多態性。雄蕊多態性的出現，使得雄蕊在功能上出現了分化，這種分化與花部對稱型的進化之間可能有聯繫。本項目試圖從鴨跖草屬植物的雄蕊多態性入手，探討鴨跖草屬植物花部對稱型進化的可能途徑以及兩者之間的聯繫。試圖通過野外和人工設計條件下，比較傳粉者訪問，驗證覓食雄蕊假說及花部對稱型的進化假說。通過花器官發生研究，了解雄蕊分化和花部左右對稱型發生的時序。通過比較不同花粉的活力和後代的生殖力，探討花葯和花粉大小進化的機制。通過定量檢測，比較目標物種的交配系統。探討近交衰退、最適資源配置理論和繁殖保障的選擇壓力對花部對稱型進化及雄蕊分化的影響，探索花部進化的機制。

結題摘要

鴨跖草具有異型雄蕊和兩側對稱的花部特徵，雄蕊多態性的出現，使得雄蕊在功能上出現了分化，這種分化與花部對稱型的進化之間可能有聯繫。本項目試圖從鴨跖草屬植物的雄蕊多態性入手，探討鴨跖草屬植物花部對稱型進化的可能途徑以及兩者之間的聯繫。我們調查了鴨跖草的傳粉背景，人工處理設定對照組分別進行了傳粉者對不同雄蕊類型及花部對稱型的選擇實驗，設計了SSR引物對鴨跖草的遺傳多樣性和交配系統進行了分析。綜合各項研究結果表明：（1）鴨跖草的三種雄蕊類型存在功能上的分化：敗育的S型雄蕊主要起吸引傳粉者的作用；而可育的兩種雄蕊中，L型的雄蕊是給食作用的傳粉型雄蕊，M型主要作為報酬提供者和自交花粉來源。兩種可育雄蕊的功能分化與兩側對稱的花部結構密切相關。（2）鴨跖草的傳粉系統多變，其兩側對稱的花部對稱型受多種傳粉者選擇壓力的共同作用。（3）根據自主開發的17對SSR引物在16個居群中進行遺傳多樣性分析的結果表明，鴨跖草具有較高的居群水平遺傳多樣性（NA= 3.68，HE=0.42，I= 0.94），居群間分化較大（FST=0.38），基因流較小（NM=0.41），遺傳變異主要存在於居群間。（4）MLTR分析結果顯示鴨跖草居群具有較高的自交率（FP=0.37）。異型雄蕊和兩側對稱都被認為是有助於提高傳粉效率的花部特徵，但是對於鴨跖草而言，它們的作用並不明顯，傳粉系統的易變及有效傳粉者的缺乏可能是造成其高自交率的原因。