中文摘要
本项目拟选择马先蒿属(Pedicularis L.)在横断山区特有的关键类群斗叶群(Cyathphora group)为主要研究对象,参考作为模式植物的相关类群金鱼草(Antirrhimum majus L.)的研究结果,比较研究它们在花器官早期的发生、花部单轴对称和左右不对称结构发生和分化过程的异同和成熟花形态分化,结合传粉生物学、细胞学、孢粉学和花部解剖的研究数据,选择cpDNA trnL-F间隔区、核基因组的WAXY基因和ITS区,探讨斗叶马先蒿群具不同对称性花的物种之间的系统关系;以分子系统树为主要依据,对花冠类型、花器官早期发生特征、传粉式样、花粉类型、蜜腺结构和染色体数目等性状的同源性或同朔性进行分析,探讨不同对称性花的发生和分化问题及其演化规律。本项目将为揭示横断山区马先蒿属物种多样性成因及其生物学意义的研究打下基础,同时为北温带广布属物种形成和分化研究提供一个重要的例证。
结题摘要
马先蒿属(Pedicularis)植物花冠可划分为单轴对称和不对称两种类型,不对称性花冠的形成是由于喙的伸长并弯曲或扭旋所造成的。研究表明:不同对称性花冠的马先蒿植物花器官早期发生和发育十分相似,表现为单轴对称,但与其近缘的毛地黄和金鱼草比较发现有明显差别。在花冠发育的后期,花冠结构特别是上唇的形态产生明显的分化,这一时期是导致成熟花形态产生较大差异的重要阶段。花冠的不对称性发生主要是两枚上唇裂片的分生组织异速生长(allometric growth)的结果。不对称性花冠使得同域重叠分布和花期相近物种避免花粉传递的方式表现出多样化,这可能加速了该属植物的物种分化和新物种形成。花粉形态与花冠类型、花冠类型与传粉式样的关系十分密切;花蜜腺与花冠类型也存在显著的相关性。结合传粉生态学研究,发现有喙型花冠的蜜腺缺乏传粉吸引功能,这可能是花蜜腺的退化滞后于马先蒿物种快速适应辐射。不对称性的花冠可有效控制花粉的散发,而使雄雌性资源比明显降低。提出了影响横断山高海拔早花绒舌马先蒿种子产出率并非传统认为的传粉者限制,而是由于同株异花授粉造成的自交和资源限制使得种子发育过程中发生严重败育的新观点。
