花蜜量的空间分布式样对传粉者行为及居群遗传结构的影响

Nectar is the most important energy sources for pollinators, but also is most effective reward which affects the pollinator behavior. Thus, any change of nectar on the quantity and quality will affect the host plant's reproductive success and genetic structure of populations. The study will select a suitable experimental material, through field survey and artificial control experiments focused on the following three questions: 1) The nectar amount distributed pattern between flowers or inflorescence and individuals as well as its effects for pollinators visit flowers behavior, to understand the range and stability of the nectar amount coefficient of variation between different individuals within the same population, and whether there is an optimal average nectar amount? 2) In population, nectar patches distributed pattern and affect for pollinator behavior? So as to understand the spacing dependence relationship between energy trade-offs model of pollinators and size and distance of nectar patches. 3) Variation of the distribution pattern of nectar amount among individuals and populations to population genetic structure, so as to explore whether there is a response mechanism in plant for change of pollinators foraging behavior? Base on the results of above three aspects, we will propose the new hypothesis on spatial distribution pattern of nectar amount determine the population genetic structure and provide experimental support for the establishment of a new theoretical model.

花蜜是传粉者最主要的能量来源，也是影响传粉者行为最有效的报酬，于是，花蜜在量和质上的任何变化都会影响到宿主植物的繁殖成功和居群的遗传结构。本研究将选取合适的实验材料，通过野外调查和人工控制实验重点探讨以下三个问题：1）花蜜量在个体内不同花或花序间的分布式样及其对传粉者访花行为的影响，借此了解同一居群内不同个体间花蜜量变异系数的范围和稳定性，以及是否存在最佳平均花蜜量？2）居群内花蜜斑块的形成和分布式样对传粉者行为的影响？借此了解传粉者的能量权衡方式对居群内花蜜斑块的大小、间距的依赖关系。3）花蜜量在个体间、居群间的分布式样变化对居群遗传结构的影响，并借此探讨植物对传粉者访花行为改变是否存在一种回应机制？通过对以上三方面研究结果的综合，提出有关花蜜量空间分布式样决定居群遗传结构的新假说以及为建立新的理论模型提供实验支持。

我们利用同质园人工栽培了大量实验材料，包括东北延胡索，杜鹃花科的蓝莓（Vaccinium spp.）、忍冬科的海仙花（Weigela japonica var sinensis）、百合科紫萼玉簪（Hosta ventricosa）、唇形科活血丹（Glchoma longituba）、葫芦科的栝楼（Trichosanthes kirilowii）等。我们对这些植物花的泌蜜模式、花蜜量在不同时间和空间的分配式样进行了深入研究。此外，我们使用高效液相色谱检测了上述研究对象花蜜中氨基酸和次生代谢物质的含量变化范围，特别是检测了几种植物花蜜中的微生物的种类。根据最新的研究进展和国内外的研究趋势，我们还加强了花蜜成分对不同传粉者行为影响的精细化控制实验。我们还对部分地区重污染土壤上生长的多种植物的花蜜进行了检测，发现土壤污染物会被积累在花蜜中，被蜜蜂采集并酿成蜂蜜后，其重金属含量更进一步富集化，成为一种食品安全问题。进一步检验了人工繁育的熊蜂、意蜂及中蜂对具有重要经济价值的蓝莓、草莓、樱桃等的传粉效率及果实质量的影响，并正在逐步使熊蜂人工饲养从实验阶段走向商品化生产阶段。项目执行期间发表论文4篇，获得一项省科技成果二等奖，培养博士生2名，硕士生4名，较好地完成了项目预定目标。