綬草兩種花型的傳粉生物學(xué)和生殖隔離研究獲進(jìn)展

自達(dá)爾文提出物種起源概念以來，物種形成就成為進(jìn)化生物學(xué)研究中最為活躍的領(lǐng)域之一。生殖隔離則是物種形成過程的關(guān)鍵步驟，也是物種得以保持完整性和獨(dú)立性的基礎(chǔ)。在植物中生殖隔離也可以依其機(jī)制發(fā)生的時(shí)間順序劃分為傳粉前隔離和傳粉后隔離。目前，關(guān)于蘭科植物種間生殖隔離大多數(shù)的研究都集中在欺騙性傳粉的類群（性欺騙和食源性欺騙）中，而在約占蘭科植物總數(shù)三分之二的非欺騙性類群中研究較少。

中國科學(xué)院昆明植物研究所王紅研究組對分布在喜馬拉雅地區(qū)的有花蜜報(bào)酬的蘭科植物綬草Spiranthes sinensis (Pers.) Ames complex 的白花和粉紅花類型的傳粉生物學(xué)和花型間生殖隔離強(qiáng)度進(jìn)行了精細(xì)的量化研究。研究表明白花綬草是一個(gè)獨(dú)立的進(jìn)化單元，能夠與粉紅花綬草和過渡狀態(tài)綬草區(qū)分開來。兩種綬草花期重疊明顯，花期物候隔離不強(qiáng)。白花綬草的傳粉昆蟲主要為蜜蜂科的中華蜜蜂（Apis cerana）、橘尾熊蜂（Bombus friseanus）以及灰熊蜂（B. grahami）；粉紅花綬草傳粉昆蟲主要為蜜蜂科的蘆蜂屬（Ceratina，2種）、隧蜂科（Halictidae）隧蜂屬（Halictus，5種）和淡脈隧蜂屬（Lasioglossum，1種）。中華蜜蜂和熊蜂屬昆蟲都能夠識別兩種花色綬草中萼片顏色的差異，且白花綬草具有排它性的揮發(fā)性成分，中華蜜蜂對白花類型具有很高的訪花忠誠性。粉紅花綬草則沒有檢測到揮發(fā)性成分。擺放實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)花型間交叉訪問的頻率顯著低于花型內(nèi)交叉訪問的頻率，兩種綬草花型間傳粉者隔離很強(qiáng)。傳粉后隔離包括花粉塊-雌蕊互作，果實(shí)形成和種子發(fā)育階段對總隔離的貢獻(xiàn)較小，尤其是在以粉紅花綬草為母本時(shí)幾乎沒有貢獻(xiàn)。該研究進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)，在傳粉昆蟲生態(tài)位重疊的植物類群中，植物可以通過花部特征的分化，介導(dǎo)傳粉昆蟲組成和行為發(fā)生分化，進(jìn)而導(dǎo)致強(qiáng)烈的傳粉者隔離。

昆明植物所博士研究生陶至彬?yàn)樵撜撐?*作者，研究員王紅和副研究員任宗昕為通訊作者。相關(guān)研究以Does reproductive isolation reflect the segregation of color forms in Spiranthes sinensis (Pers.) Ames complex (Orchidaceae) in the Chinese Himalayas？ 為題發(fā)表在國際植物生態(tài)和進(jìn)化刊物Ecology and Evolution上。該研究得到科技部重大研究計(jì)劃項(xiàng)目（2014CB954100）和國家自然科學(xué)基金-云南省聯(lián)合基金重點(diǎn)項(xiàng)目（U1502261）等的支持。