熊蜂传粉的三种兰花的花粉限制和表型选择

自达尔文时代以来，探讨对自然群体植物表型性状的自然选择一直是进化生物学研究的核心内容。但是直到近二十多年来，随着相关技术方法的开发和应用，度量自然群体的选择强度、方向和样式才成为现实，并成为国际上进化生态学研究领域中的研究热点。然而，从现有文献记载来看，鲜有我国学者在表型选择研究方面的报道。本研究以三种同域分布于黄龙国家级自然保护区黄龙沟内、花期重叠、均为熊蜂传粉的兰科植物为研究对象，采用授粉实验、自然对照和Lande-Arnold选择度量法相结合的手段，通过3－4年不同海拔群体内不同微生境和（种内和种间）不同梯度密度条件下花粉限制和表型选择的研究，揭示在不同时间、不同生态条件下的花粉限制程度和自然选择对多个表型性状的选择强度、方向和样式，探讨性选择理论。上述结果不仅为丰富我们对自然群体适应进化的驱动力- - 自然选择的认识提供科学证据，还可以填补我国在表型选择研究方面的空缺。

自达尔文时代以来，探讨对自然群体植物表型性状的自然选择一直是进化生物学研究的核心内容。然而，从现有文献记载来看，鲜有我国学者在表型选择研究方面的报道。本课题依据任务书中的研究计划，以同域生长的三种兰科植物（少花鹤顶兰、广布小蝶兰和二叶根茎兰）为研究对象，开展了花粉限制和表型选择研究，圆满完成了课题的研究目标。通过在不同年份、不同微生境和开花密度条件下进行人工受粉和对照实验，揭示了三种兰科植物的结实成功无论在何种条件下均遭受严重的花粉限制，即花粉限制是它们自然结实率低、影响群体扩张和稳定性的重要影响因素。同时，通过分析在不同年份、不同微生境和开花密度条件下的表型选择强度、方向和式样，发现自然选择对同一植物的同一表型性状在不同生态条件下的作用强度不同，但方向基本一致。然而，自然选择对不同植物的同一表型性状在相同或不同生态条件下的作用强度和方向均存在显著差异，揭示了群落内共存物种的不同适应策略，不仅为我们认知自然群体适应进化的驱动力——自然选择的认识提供科学证据，也缩小我国该领域研究与国际先进水平的差距。另外，通过对比研究不同植物花展示大小的适应后果，发现中等大小的花序在群体中占最多数，是遗传优势、资源限制和生殖成功等多个选择压力之间权衡的结果，揭示了花展示进化的适应性机制。通过分析同域生长物种的种间互作关系，发现有蜜二叶根茎兰对无花蜜广布小蝶兰的生殖成功有显著的正向作用，揭示了兰科植物中无报酬植物这一特殊类群的繁殖策略和适应机制。这些研究结果不仅为我们深入认识兰科植物尤其是无报酬植物这一特殊类群的生态适应机制和自然群体的扩张潜力提供了新的证据，也为这些受保护兰科植物制定人工繁育策略提供了理论依据和数据支持。. 经过课题组所有成员的通力合作，课题取得了较为满意的结果。已有 1篇SCI研究论文发表，还有2篇英文和1篇中文文章已经投稿，另外一篇关于表型选择的研究内容将在2013年下半年完成文章撰写和投稿。