蓝白龙胆混合交配系统维持机制及其对全球变化的响应

Flower plasticity are directly corrected with the plant mixed mating system. However, few studies focus on the relationship between the changing of flower plasticity and selfing or outcrossing rate to the global changing in the field experiment. In this program, we use the modern plant (Gentiana leucomelaena) and ask the questions that 1) How can mixed mating system respond to flower plasticity in Gentiana leucomelaena? 2) How does the global changing (temperature, precipitation and nutrients) impact on the flower plasticity? and 3) whether the plant mixed mating system is changed with the global changing? What are the ecological consequences in these changing? We believe that the answers to these questions will be helpful to understand how the plant mixed mating system responds to global change and its ecological consequence in future.Meanwhile, we will investigate the coevlution relationship between Gentiana leucomelaena and pollinators. The result will contribute to clarify spatial and temporal patterns in plant mixed mating sysytem changing and its eclogical consequences based on the pollinators.

花的可塑性与植物混合交配系统具有直接的关联，但关于全球变化背景下花性状可塑性变化对植物交配格局的影响，并由此导致的生态学后果目前还停留在理论预测阶段。我们以蓝白龙胆为模式材料，试图回答：1）花的可塑性是怎样影响蓝白龙胆混合交配格局的？2）模拟增温、降水和氮沉降是怎样影响花性状可塑性的？3）全球变化下植物混合交配格局是否发生了变化？如果存在变化，可能引发的生态学后果有哪些？本项目拟试图回答上述问题，以揭示花性状可塑性对植物混合交配系统的维持机制及其对全球气候变化的响应，为探究青藏高原物种适应策略和进化机制提供数据。同时，研究全球变化背景下蓝白龙胆与传粉者之间协同进化关系的变化，有助于从实践上说明传粉者介导的植物混合交配系统时空格局变化及其引起的生态学后果。

全球变化（气候变化和人类扰动）通过影响花性状可塑性来调节传粉者访花行为，进而影响植物混合交配系统格局。本项目围绕“高寒草甸植物混合交配系统维持机制及其对气候变化和人类扰动的响应和适应”这一科学问题，以若尔盖高寒草甸广泛分布的龙胆属物种蓝白龙胆（Gentiana leucomelaena）和刺芒龙胆（Gentiana aristata）、以及当地主要蜜源物种钝苞雪莲（Saussurea nigrescens）为研究对象，采用野外观测和室内控制实验相结合的方法，探讨了全球变化（温度、水分、氮添加、放牧和花内寄生）对植物混合交配系统格局及其植物-传粉者相互作用的影响。研究发现，（1）温度是蓝白龙胆混合交配系统的主要维持机制，通过影响花期、花色、花类型及传粉者访花行为进而影响混合交配格局；（2） 土壤水分是影响刺芒龙胆混合交配系统的主要维持机制，通过改变花色、花数目、株高、花大小、花粉数目影响传粉者的访花行为，进而影响该物种的混合交配格局；（3）模拟增温、不同放牧强度和花内寄生强度虽然改变了钝苞雪莲花蜜、花朵数目、植株高度以及植株密度，但并没有改变传粉者访花行为及植物的交配格局，原因是在钝苞雪莲花期存在大量传粉者（意大利蜂）的缘故。本项目研究结果表明，适应不同的环境因子是高寒草甸植物混合交配系统格局得以维持的主要机制。本项目为探究高寒草甸植物混合交配格局及其对全球变化的响应与适应提供案例及数据支撑。