高山植物的繁殖适应策略在交配系统方面的体现
繁殖是最基本的生命过程,维持或促进着地球上丰富多彩的生物多样性。高山植物的繁殖适应策略在其进化过程中扮演着重要的角色,其中交配系统的演化是最主要的内容。然而,有关高山植物繁殖适应性状的量化研究鲜有报道。
基于此,版纳植物园生物地理与生态学研究组已毕业硕士生胡正艳等,在导师星耀武研究员和韩廷申副研究员的指导下,以横断山特有植物高蔊菜(Rorippa elata)为研究材料,通过野外同质园控制实验,以交配系统为核心,在居群水平对其繁殖适应策略进行了探讨。
主要的研究结果表明,高蔊菜的开放授粉结实率与纬度呈显著的负相关,而越冬存活率与纬度呈显著的正相关关系,即高蔊菜繁殖与存活之间存在沿纬度梯度的权衡(图1)。其次,高蔊菜具有混合交配系统,而且可将其细分为三种,分别是自交为主型(自交结实率与开放授粉结实率相当且显著高于异交结实率)、中间型(三种实验处理下的结实率无显著差异)和互补型(开放授粉结实率显著高于其他实验处理下的结实率),自交为主型占比最高(45.5%),其次为中间型(39.4%),最后为互补型(15.1%) (图2)。最后,高蔊菜不同混合交配系统类型的株系具有不同程度的繁殖保障,其中自交为主型的株系繁殖保障平均程度最高(RA=0.163±0.016))(图3)。
该研究结果以“不同纬度高蔊菜的交配系统和繁殖保障”为题在《生物多样性》第6期上发表,并被选为封面。
图1. 高蔊菜开放授粉结实率(A)及越冬存活率(B)与纬度的相关性分析
图2. 高蔊菜的交配系统类型。不同字母表示不同实验处理的结实率之间差异显著(P < 0.05)
图3. 高蔊菜各株系和交配系统类型的繁殖保障分析