南海所
中国科学院战略性先导科技专项(A类),专项编号XDA13000000,2016-2020

专项进展

岛屿植物银毛树的繁殖生物学研究取得显著进展

银毛树Tournefortia argentea(紫草科)是一种印度-太平洋沿岸的海岛植物,目前对于其繁殖生物学的研究还很缺乏。本课题通过对西沙群岛的四个银毛树居群的观察,结合形态学和微形态学研究,以及人工授粉等实验,研究了银毛树的性系统。该研究发现,在银毛树的自然居群中存在两种花形态:两性植株和雌性植株,每种性形态都表现出不同的花部特征,其中两性花的花冠和花药明显大于雌花,表现出一种适度的性二态性。两性植株个体在自然条件下和人工授粉条件下的结实率均远低于雌株,这也是一种漏性雌雄异株的表现特征之一。研究还发现银毛树的雌花和两性花吸引了相同的传粉者,包括蜜蜂科、食蚜蝇科和拟三星灯蛾,但由于雌花的花冠较小,且缺乏花粉这种报酬,因此蜜蜂科对雌花的访问频率明显低于对两性花的访问频率。研究的另一个重要发现是,拟三星灯蛾的幼虫寄生在银毛树的叶子上,而其成虫又会为其传粉。这种相互依赖的关系保障了银毛树在传粉者缺乏的海岛上的繁殖。在孤立的海洋岛屿上,银毛树是紫草科植物里另一个进化出明显的性二态性的例子。银毛树的性系统可能是两性植物向雌雄异株进化的一个过渡阶段,并且是在交配伙伴可能有限的新栖息地的殖民过程中具有优势且得到了支持。该项研究已经发表在植物系统进化的经典期刊Plant systematics and evolution 上。

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