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　　繁育系統(tǒng)的改變是生物進(jìn)化和物種形成的核心過(guò)程。探索植物在有性繁殖過(guò)程中如何與傳粉者相互適應(yīng)一直是植物進(jìn)化生態(tài)學(xué)中的研究熱點(diǎn)。 

　　版納植物園植物進(jìn)化生態(tài)學(xué)研究組博士研究生范永立在其導(dǎo)師李慶軍研究員的指導(dǎo)下，于2011年至2012年對(duì)分布于云南臨滄的野生姜科植物多毛姜 (Zingiber densissimum S.Q.Tong & Y.M.Xia)的有性繁殖適應(yīng)機(jī)制進(jìn)行了探索。通過(guò)對(duì)該物種繁育系統(tǒng)的研究，作者發(fā)現(xiàn)了自然界中一種新的次級(jí)花粉展示（secondary pollen presentation）模式，該機(jī)制能促進(jìn)傳粉者帶走花粉。相關(guān)結(jié)果于2015年底以A New Secondary Pollen Presentation Mechanism from a Wild Ginger (Zingiber densissimum) and Its Functional Roles in Pollination Process為題在線發(fā)表在PloS ONE上。 

　　隨后，作者又對(duì)該物種的雄蕊附屬體的功能進(jìn)行了探索。雄蕊附屬體是由雄蕊衍生出來(lái)的一類附屬器官，是正常花器官之外的“冗余”器官，它們形態(tài)各異，且分布廣泛，存在于大約100個(gè)被子植物科中。在姜科植物中，將近40屬的植物都具有雄蕊附屬體。多毛姜的雄蕊附屬體是由藥隔發(fā)育而來(lái)的，它從花藥頂端向上延伸并逐步縮小，呈尾狀，長(zhǎng)度將近雄蕊的1.5倍。形態(tài)如此夸張的雄蕊附屬體，在被子植物中極為罕見。 

　　傳統(tǒng)的性分配理論和研究認(rèn)為：雄蕊附屬體作為雄蕊的一部分，發(fā)育上屬于雄性器官，功能上具有雄性功能（即促進(jìn)花粉散發(fā)的功能）。本研究以多毛姜為材料，通過(guò)操控實(shí)驗(yàn)對(duì)其雄蕊附屬體的功能探索發(fā)現(xiàn)：多毛姜的雄蕊附屬體既不具備吸引傳粉者的功能也不能作為營(yíng)養(yǎng)的儲(chǔ)存庫(kù)來(lái)為后期的種子發(fā)育提供營(yíng)養(yǎng)。但是，附屬體能夠操控它的傳粉者（兩種蜂類）的行為，使傳粉者采取有利于花粉散發(fā)和花粉接收的姿勢(shì)訪花和獲取花蜜（視頻1）；雄蕊附屬體缺失后，絕大部分的傳粉者會(huì)改變?cè)L花姿勢(shì)，通過(guò)偷蜜的方式來(lái)獲取花蜜，在此過(guò)程中傳粉者不為花提供傳粉服務(wù)（視頻2）。通過(guò)進(jìn)一步對(duì)附屬體的性別功能評(píng)估發(fā)現(xiàn)，雄蕊附屬體對(duì)雄性功能（花粉散發(fā)）的貢獻(xiàn)約為40%，對(duì)雌性功能（花粉接收）的貢獻(xiàn)約為50%。 

　　該結(jié)果表明，雄蕊附屬體盡管在形態(tài)發(fā)育上是雄性器官的一部分，但在功能上卻同時(shí)具有雄性和雌性的性別角色，該器官的產(chǎn)生可能是在自然選擇過(guò)程中同時(shí)受到雄性和雌性方面的選擇壓力的結(jié)果。該研究提供了一個(gè)花器官形態(tài)性別角色和功能性別角色相矛盾的新穎例子，揭示了兩性花植物花器官性別角色的復(fù)雜性，同時(shí)也表明了兩性花植物的性分配理論（該理論把花器官的性別劃分為非雄即雌）存在缺陷。 

　　相關(guān)結(jié)果以Tail-like anther crest aids pollination by manipulating pollinator’s behaviour in a wild ginger為題，在線發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊Scientific Reports上。 

      本研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金（U1202261和31070340），中國(guó)科學(xué)院西雙版納熱帶植物園“一三五戰(zhàn)略”項(xiàng)目-突破一（XTBGT01, F01）和國(guó)家留學(xué)基金委聯(lián)合公派項(xiàng)目的資助。

多毛姜的花內(nèi)部結(jié)構(gòu)（TAC：尾狀雄蕊附屬體；S：柱頭；A：花藥）、花形態(tài)和傳粉者

多毛姜的次級(jí)花粉展示機(jī)制