种子散布过程对桑寄生植物分布格局及空间遗传结构的影响

关于桑寄生对寄主的选择偏好机制，大多数研究是从寄主被寄生后表现出的各种特性给予探讨，而利用定向散布假说探讨桑寄生不同寄主的选择偏好机制的研究还未见报道。本研究拟选择具有不同选择偏好(泛性和专性)的桑寄生植物为材料，采用生态学和分子标记的方法，对他们种群空间分布格局、种子散布过程和空间遗传结构进行独立试验，同时也对三者间的相互关系进行系统的研究，探讨种子散布在泛性和专性桑寄生植物种群空间格局和遗传结构形成中所起的作用。结合其种子后传播过程，系统研究不同选择偏好寄生植物后传播过程中各个阶段的成功率，通过人工接种试验了解桑寄生植物种子在不同寄主上的发展过程，进一步弄清桑寄生在地区尺度上的寄主选择偏好。研究桑寄生及其种子散布者之间既有害又互利的关系，不仅可以使我们在大尺度上探讨它们之间的协同进化关系，而且有助于深刻理解寄生植物多样性与生态系统功能的关系。

桑寄生为半寄生性气生灌木，大多数为典型的鸟传植物。桑寄生的特殊性在于其生长不仅需要适合的种子散布者，而且还要求适合的寄主枝条和适宜的环境条件。因此是探讨寄生-寄主-传粉者/传播者之间复杂关系的理想材料。研究鸟类对桑寄生种子的散布行为、寄主的亲和性及环境因子如何影响桑寄生植物的空间分布格局，以及桑寄生的繁殖特性、种子后传播过程对其空间分布格局的影响，对揭示环境-寄主-桑寄生-散布者之间复杂的相互关系具有重要的意义。本项目主要开展了四个方面的内容：1) 两种桑寄生植物的种群空间分布格局；2) 两种桑寄生植物的繁殖特性、交配系统和种子生物学特性研究；3）两种桑寄生植物的种子散布和后传播过程研究；4）桑寄生植物的空间遗传结构和遗传多样性研究。.研究结果表明：1）两种泛性寄生的空间分布在小尺度上都呈现出聚集分布的格局，这种聚集分布和寄主树的功能性状有关，而与寄主种群的空间分布无关；两种桑寄生种群的聚集程度随年龄增加而呈减小趋势。2）澜沧江寄生通过花蜜吸引鸟类传粉，自交亲和并具有主动自交机制，在无拜访鸟类的情况下可通过延迟自交来完成繁殖保障；五蕊寄生的传粉高度依赖鸟类，自交亲和但无主动自交机制。两者均产出大量花粉却只有一个胚珠，产出大量果实。五蕊寄生种群具有很高的异交率，近交衰退情况不严重。五蕊寄生果实对食果鸟类更具有吸引力，纯色啄花鸟对其种子萌发具有重要作用，而澜沧江寄生种子散布者严重缺乏。4）纯色啄花鸟和暗绿绣眼鸟是两种桑寄生的两种主要花粉传播者兼种子散布者，由于其活动范围约100 m以内，可能是导致两种桑寄生近距离的花粉传播和种子散布。5）桑寄生的种子散布者红耳鹎取食果实会对胚产生一定破坏，并非其最主要的有效散布者；但由于红耳鹎的食量大，飞行距离较啄花鸟更远，不排除其为五蕊寄生传播种子甚至是开拓新的生境的可能。此外，寄主的亲和性和郁闭度是影响桑寄生种子的萌发和成苗生长的重要因素，决定了桑寄生成株空间格局的形成。.本研究结果表明两种泛性桑寄生植物近距离的花粉传播和种子散布，以及自交亲和的繁殖特性，很可能会造成其种群的空间遗传结构。后期进一步分析检测两种桑寄生的空间遗传结构，可以为分析花粉传播、种子散布和交配系统对其空间遗传结构形成所做的贡献率提供相关的重要实验数据，同时为探讨寄生-寄主-传粉者/传播者之间的协同进化关系，及寄生植物多样性与生态系统功能的关系提供重要科学依据。