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      蒟蒻薯屬(Tacca)植物大小苞片的系統(tǒng)發(fā)育與進(jìn)化

      發(fā)布時(shí)間:2011-12-06
      來(lái)源:科技外事處

      自從達(dá)爾文的開(kāi)創(chuàng)性研究工作以后,遠(yuǎn)交比自交具有遺傳上的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)是公認(rèn)的事實(shí),通常植物為了避免自交在其交配系統(tǒng)上進(jìn)化出不同的結(jié)構(gòu)與行為。例如,被子植物的花是用來(lái)吸引傳粉動(dòng)物從而促進(jìn)花粉散布和異花傳粉,從而提高遠(yuǎn)交的機(jī)率。相反,以自交為主的植物,不會(huì)在吸引昆蟲的結(jié)構(gòu)上投資太多,而是將這些資源投資到其它的結(jié)構(gòu)或功能上。

      蒟蒻薯屬(Tacca)植物屬于薯蕷科(Dioscoreaceae),全世界約有15種。該屬植物具有非常奇特的花部結(jié)構(gòu),表現(xiàn)在有的物種具有聚傘狀的傘形花序被大而顯著的大苞片包圍著,并且有許多長(zhǎng)而飄逸的絲須狀小苞片,而有的種類小苞片卻不發(fā)達(dá)或是完全沒(méi)有須狀小苞片,在一個(gè)很小的屬中具有如此多樣的花部形態(tài)性狀差異,反映了該屬植物不同的種類在長(zhǎng)期的演化過(guò)程中對(duì)其生境的適應(yīng)以及自然選擇對(duì)其形態(tài)特性的作用,也為人們利用現(xiàn)代分子系統(tǒng)學(xué)方法研究這些形態(tài)性狀的進(jìn)化歷史提供了很好的機(jī)會(huì)。動(dòng)植物關(guān)系研究組張玲博士等利用5個(gè)基因片段(ITS,atpA,rbcL,trnL-F和trnH-psbA)對(duì)該屬植物進(jìn)行了系統(tǒng)發(fā)育重建,并把幾個(gè)關(guān)鍵的繁殖性狀整合到系統(tǒng)發(fā)育進(jìn)化樹(shù)上以探討這些性狀的演化。結(jié)果表明起源較近的蒟蒻薯屬植物種類具有較為顯著而夸張的花展示,但這一夸張的花序結(jié)構(gòu)與傳粉者沒(méi)有進(jìn)化上的偶合關(guān)系,初步的研究表明老虎須、絲須蒟蒻薯等均是自交率極高的種類。這樣的交配系統(tǒng)與其奢侈夸張的花展示是極不相稱的。為此,研究者提出了相應(yīng)的三個(gè)假設(shè)說(shuō)明其特殊的花展示可能具有除吸引傳粉昆蟲以外的其他功能:促進(jìn)自花授粉、增加光合效率及保護(hù)花朵不被蟲食。

      此項(xiàng)研究不僅對(duì)于深入了解有花植物繁育系統(tǒng)的多樣性與形成機(jī)制及其對(duì)遺傳多樣性的影響具有重要的理論意義,而且研究成果還能運(yùn)用于保護(hù)生物學(xué)的實(shí)踐,對(duì)于珍稀物種的保護(hù)及種質(zhì)復(fù)壯具有重要的指導(dǎo)作用。該研究成果以封面文章的形式發(fā)表在Journal of Integrative Plant Biology 53(11): 901-911.
      圖1蒟蒻薯屬植物繁殖性狀多樣性
      蒟蒻薯屬內(nèi)植物系統(tǒng)發(fā)育演化關(guān)系
      JIPB封面
       
       
      本文作者:張玲

      責(zé)任編輯:吳毅_151c53
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