鸭跖草属植物的花部对称型进化研究

由辐射对称进化到左右对称，被认为是物种形成和分化的关键步骤。单子叶植物花部左右对称型的出现多数由雄蕊抑制引起，但是鸭跖草科除外。鸭跖草属是鸭跖草科中具有左右对称花部对称型的植物，其雄蕊具有多态性。雄蕊多态性的出现，使得雄蕊在功能上出现了分化，这种分化与花部对称型的进化之间可能有联系。本项目试图从鸭跖草属植物的雄蕊多态性入手，探讨鸭跖草属植物花部对称型进化的可能途径以及两者之间的联系。试图通过野外和人工设计条件下，比较传粉者访问，验证觅食雄蕊假说及花部对称型的进化假说。通过花器官发生研究，了解雄蕊分化和花部左右对称型发生的时序。通过比较不同花粉的活力和后代的生殖力，探讨花药和花粉大小进化的机制。通过定量检测，比较目标物种的交配系统。探讨近交衰退、最适资源配置理论和繁殖保障的选择压力对花部对称型进化及雄蕊分化的影响，探索花部进化的机制。

鸭跖草具有异型雄蕊和两侧对称的花部特征，雄蕊多态性的出现，使得雄蕊在功能上出现了分化，这种分化与花部对称型的进化之间可能有联系。本项目试图从鸭跖草属植物的雄蕊多态性入手，探讨鸭跖草属植物花部对称型进化的可能途径以及两者之间的联系。我们调查了鸭跖草的传粉背景，人工处理设置对照组分别进行了传粉者对不同雄蕊类型及花部对称型的选择实验，设计了SSR引物对鸭跖草的遗传多样性和交配系统进行了分析。综合各项研究结果表明：（1）鸭跖草的三种雄蕊类型存在功能上的分化：败育的S型雄蕊主要起吸引传粉者的作用；而可育的两种雄蕊中，L型的雄蕊是给食作用的传粉型雄蕊，M型主要作为报酬提供者和自交花粉来源。两种可育雄蕊的功能分化与两侧对称的花部结构密切相关。（2）鸭跖草的传粉系统多变，其两侧对称的花部对称型受多种传粉者选择压力的共同作用。（3）根据自主开发的17对SSR引物在16个居群中进行遗传多样性分析的结果表明，鸭跖草具有较高的居群水平遗传多样性（NA= 3.68，HE=0.42，I= 0.94），居群间分化较大（FST=0.38），基因流较小（NM=0.41），遗传变异主要存在于居群间。（4）MLTR分析结果显示鸭跖草居群具有较高的自交率（FP=0.37）。异型雄蕊和两侧对称都被认为是有助于提高传粉效率的花部特征，但是对于鸭跖草而言，它们的作用并不明显，传粉系统的易变及有效传粉者的缺乏可能是造成其高自交率的原因。