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传粉者对偏花报春(Primula secundiflora)的表型选择研究
Alternative TitleStudy of Pollinator-Mediated Selection on Phenotypic Traits in Primula secundiflora
吴 云
Subtype博士
Thesis Advisor李庆军
2018-05
Degree Grantor中国科学院研究生院
Place of Conferral北京
Degree Discipline植 物 学
Keyword传粉者类群 传粉者访花行为 传粉者-植物互作 雌雄适合度 定向
Abstract自然界中,被子植物之所以进化出如此纷繁复杂、多样的花特征,是为了吸
引传粉并保证花性状与传粉者的形态匹配,从而提高传粉效率,最终实现成功繁
殖。传粉者是被子植物表型性状进化的重要驱动力,传粉者-植物互作模式的时
空间差异将会造成其对植物表型性状选择的差异,导致植物表型性状的适应性分
化。
作为二型花柱植物,报春花属植物具备典型的长花柱短花药的长花柱表型
(L-morph)和短花柱长花药的短花柱表型(S-morph)。由于报春花属植物长短
花柱表型花的性器官位于花冠管内的不同位置,使其与传粉者间的关系十分复
杂。传粉者访花会带来长短花柱表型各异的雌雄适合度收益(不对称花粉流假
说),这可能使长花柱表型和短花柱表型获得差异性的选择压力,最终导致花性
状于长短花柱表型间的差异性选择模式。当传粉者类群、传粉者访花行为改变时,
传粉者与植物间的关系更为复杂。前期对分布于云南省香格里拉偏花报春
(Primula secundiflora)自然居群的观察发现,偏花报春居群间的主要传粉者类
群存在差异(鼻颜蚜蝇和熊蜂),且居群内传粉者(熊蜂)的访花行为存在差异。
基于此,本研究以偏花报春为代表材料,通过连续两年的传粉者观察、表型性状
和雌雄适合度的估测以及表型选择分析,探讨传粉者类群的差异、传粉者访花行
为的改变对植物表型选择的影响,认识传粉者对偏花报春的表型选择于雌雄适合
度间的差异,以期揭示传粉者在二型花柱植物表型性状的维持与演化中扮演的角
色。
居群间传粉者类群的改变会导致其对偏花报春表型性状选择模式的改变,这
其中既包含选择方向的改变,又包含选择强度的差异。偏花报春的展示性状,如
开花时间和花数目,居群间选择模式的差异更多表现为选择方向上的改变,鼻颜
蚜蝇选择早开花、更少的花数目,而熊蜂选择晚开花、更多的花数目。偏花报春
的传粉效率性状,如花冠管长度和花冠口直径,则更多表现为选择强度上的差异,
鼻颜蚜蝇对性状的选择强度高于熊蜂的选择强度。花粉限制程度的高低对表型性
状获得的选择机会、选择强度有着重要影响,两者呈现出显著的正相关性。在以鼻颜蚜蝇为主要传粉者的偏花报春居群中,传粉者对花冠管长度的选择于长短花
柱表型间存在差异。
传粉者访花行为的改变(由正常传粉者转变为盗蜜者)可以对偏花报春性状
的表型选择产生影响,主要表现为对选择强度的影响。偏花报春自然居群中,株
高、花数目和花冠口直径性状除对植物雌性适合度产生直接作用外,花数目和花
冠口直径还对雌性适合度产生间接影响,且此间接作用由盗蜜者施加。盗蜜者选
择更多的花数目,且选择强度随着盗蜜强度的增加而增大。盗蜜者对更大花冠口
直径的选择于少数居群的长花柱表型中得到证实。盗蜜者对偏花报春雌性适合度
具有正的直接作用,但此直接作用于长短花柱表型间存在差异。短花柱表型中,
盗蜜对雌性适合度的促进不是无限的,盗蜜强度较低时,盗蜜对雌性适合度有正
的直接作用,当盗蜜强度较高时,盗蜜对雌性适合度的正直接作用减弱,两者间
存在某种权衡。长花柱表型中,此种趋势不明显。
传粉者对偏花报春表型性状的选择于雌雄适合度间存在差异,对研究性状而
言,正常传粉者和盗蜜者通过雌性适合度施加选择压力而非通过雄性适合度。正
常传粉者通过雌性适合度选择更多的花数目、更大的花冠口直径。长花柱表型中,
正常传粉者通过雌性适合度选择更高的株高,盗蜜者通过雌性适合度选择更长的
花冠管。短花柱表型中,株高和花冠管长度未呈现相似的选择模式。
综上所述,传粉者类群的差异、传粉者访花行为的改变均能够在一定程度上
影响其对偏花报春表型性状的选择模式,这其中既有选择强度的差异,又有选择
方向的改变。偏花报春传粉效率性状获得来自传粉者的选择压力高于展示和吸引
性状。传粉者对偏花报春表型性状的选择于雌雄适合度间存在差异,但传粉者通
过雌性适合度施加给偏花报春表型性状的选择压力强于通过雄性适合度施加的
选择压力。传粉者是偏花报春表型性状进化的重要驱动力,传粉者-植物互作模
式的改变能够造成偏花报春表型性状的差异性进化模式。
关键词:传粉者类群,传粉者访花行为,传粉者-植物互作,雌雄适合度,定向
选择,传粉者的选择,花进化,偏花报春
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.xtbg.org.cn/handle/353005/10966
Collection西双版纳热带植物园毕业生学位论文
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GB/T 7714
吴 云. 传粉者对偏花报春(Primula secundiflora)的表型选择研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院,2018.
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