角茴香精妙花部特征的传粉适应性和进化含义
批准号:
31660061
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
39.0 万元
负责人:
施翔
依托单位:
学科分类:
植物系统发生与进化
结题年份:
2020
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
李荣、胡晓静、杨姗霖、刘家书、孟凡翔
中文摘要
花部特征的多样性表现及进化含义研究近年来日益受到关注。在新疆,角茴香是主要分布在准噶尔荒漠的短命植物,其花部特征奇妙,内层花瓣的中裂片特化为黄色兜状结构,花药散粉时反射性包裹住花药,收集花粉向上生长,是吸引传粉者和次级花粉呈现的关键功能器官。探究中裂片结构与传粉者和雄蕊的相互作用是解读该种花部特征进化的重要途径。本研究拟通过野外调查、温室实验和室内分析,从多时空角度重点阐述以下四点:①特殊花部特征的发育动态变化;②次级花粉呈现和雄蕊拟态的生态适应性;③花内雄蕊分化的生态进化意义;④特殊花部特征对雌、雄适合度的影响。通过上述内容深入分析特殊花部特征在繁育系统中的功能“分工”,探讨花部特征对于传粉适应过程的调整策略,进而明晰特殊花部特征的生态进化含义。此外,研究有望在“沙漠植物花粉呈现时序性”研究领域产生新的理论认识,并为深入理解极端环境下“花内雄蕊分化”这一繁殖生态学热点命题提供个例分析。
英文摘要
The diversity performance and evolutionary significance research work has been increasingly focused in recent years. Hypecoum erectum L. is a kind of ephemeral plant distributed mainly in the Jungar Desert in Xinjiang Province, which has elaborate floral characteristics. The middle lobe, which on the two inner petals is specialized as a yellow cucullate structure. The middle lobe will reflexively wrap the anther as soon as the anther dehiscence, obtaining pollen and growing upward.The cucullate structure is the key functional organ in attracting pollinators and secondary pollen presentation. Exploring the interaction among middle lobes, stamens and pollinators is the important way to find out the evolution of floral characteristics of this species. H. erectum will be analysed by a series of wild investigation, green house experiment and laboratory analysis method in multiple tempral and spatial scales, which focuses on the following four aspects: ①The developmental dynamics of special floral characteristics; ②The ecological adaptation of secondary pollen prensentation and stamen mimicry; ③The ecological and evolutionary significance of intrafloral stamen differentiation; ④The effects of special floral characteristics on female and male reproductive fitness. We can not only further analyse the function in breeding system of special floral characteristics, but also explore the adjust strategies of floral characteristics on pollination adaptation process. Moreover, the ecological and evolutionary significance of special floral characteristics will be discussed. The new theory is expected on the “pollen presentaion schedule in desert plants” research field. Besides, the results will provide case analyse for the understanding of “intrafloral stamen differentiation” hot spot in the extreme arid environment.
花部特征的多样性表现及进化含义研究近年来日益受到关注。在新疆,角茴香是主要分布在准噶尔荒漠的短命植物,其花部特征奇妙,内层花瓣的中裂片特化为黄色兜状结构,花药散粉时反射性包裹住花药,收集花粉向上生长,是吸引传粉者和次级花粉呈现的关键功能器官。探究中裂片结构与传粉者和雄蕊的相互作用是解读该种花部特征进化的重要途径。本研究通过野外调查、温室实验和室内分析,从多时空角度得到了以下结论:①中裂片收集花粉后,通过逐渐向外翻卷的过程实现了花粉的分批呈现,使得更多的传粉昆虫参与到传粉过程,从而提高了传粉效率;②侧雄蕊有利于实现异花授粉和提高结实率,暗示了其在发挥雄性功能方面的关键作用;③种子具有深度简单形态生理休眠;高温层积10周后,转移至暖温条件下继续培养6周,继续低温冷藏8 d,能够打破种子休眠;④秋春萌的分季萌发特性能够有效分担角茴香在的生殖风险。通过上述内容深入分析了特殊花部特征在繁育系统中的功能“分工”,进而明晰了特殊花部特征的生态进化含义。此外,研究在“花部拟态”及“花内雄蕊分化”研究领域分别产生了新的个例。相关成果已发表学术论文5篇,其中包括SCI3篇,部分结果还在整理中。
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DOI:
10.1007/s40333-019-0001-1
发表时间:
2019
期刊:
Journal of Arid Land
影响因子:
3
作者:
[Shanlin Yang, Xiang Shi, Shaoming Wang, Jiashu Liu, Fanxiang Meng, Wei Pang]
通讯作者:
Wei Pang
DOI:
--
发表时间:
2016
期刊:
西北植物学报
影响因子:
--
作者:
[杨姗霖, 施翔, 周永萍, 孟凡翔, 刘家书, 董金鑫]
通讯作者:
董金鑫
Elaborated pollen packaging and dispensing mechanism induced by petal architecture from a Papaveraceae species
由罂粟科物种的花瓣结构诱导的精心设计的花粉包装和分配机制
DOI:
10.7717/peerj.7066
发表时间:
2019-06
期刊:
PeerJ
影响因子:
2.7
作者:
[Yang Shanlin, Chu Guangming, Shi Xiang, Wang Shaoming]
通讯作者:
Wang Shaoming
Mucilage inhibits germination of desert ephemeral Nepeta micrantha seed under moderate osmotic stress and promotes recovery after release of this stress
粘液抑制沙漠短命荆芥种子在中等渗透胁迫下的发芽,并促进胁迫解除后的恢复
DOI:
10.15258/sst.2020.48.1.03
发表时间:
2020-04
期刊:
Seed Science and Technology
影响因子:
1.4
作者:
[Chunxiang Zhao, Li Jiang, Xiang Shi, Lei Wang]
通讯作者:
Lei Wang
Is bi-seasonal germination an optimal choice for an ephemeral plant living in a cold desert
对于生活在寒冷沙漠中的短暂植物来说,双季节发芽是最佳选择吗?
DOI:
10.1007/s40333-019-0001-1
发表时间:
2019
期刊:
Journal of Arid Land
影响因子:
3
作者:
[Shanlin Yang, Xiang Shi, Shaoming Wang, Jiashu Liu, Fanxiang Meng, Wei Pang]
通讯作者:
Wei Pang
共 6 条
角茴香花粉配置策略对花粉精准传递和交配系统的影响
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批准号:32360084
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项目类别:地区科学基金项目
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资助金额:33万元
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批准年份:2023
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负责人:施翔
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依托单位:
沙丘稀有种准噶尔无叶豆花部特征的传粉适应和进化含义
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批准号:31200417
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:24.0万元
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批准年份:2012
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负责人:施翔
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依托单位:
国内基金
海外基金