綬草兩種花型的傳粉生物學和生殖隔離研究獲進展

自達爾文提出物種起源概念以來，物種形成就成為進化生物學研究中最為活躍的領域之一。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立性的基礎。在植物中生殖隔離也可以依其機制發(fā)生的時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和花型間生殖隔離強度進行了精細的量化研究。研究表明白花綬草是一個獨立的進化單元，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。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。擺放實驗發(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。傳粉后隔離包括花粉塊-雌蕊互作，果實形成和種子發(fā)育階段對總隔離的貢獻較小，尤其是在以粉紅花綬草為母本時幾乎沒有貢獻。該研究進一步強調(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，介導傳粉昆蟲組成和行為發(fā)生分化，進而導致強烈的傳粉者隔離。

昆明植物所博士研究生陶至彬為該論文**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)和進化刊物Ecology and Evolution上。該研究得到科技部重大研究計劃項目（2014CB954100）和國家自然科學基金-云南省聯(lián)合基金重點項目（U1502261）等的支持。