缬草属植物雌花两性花同株的适应意义研究

雌花两性花同株是植物个体上同时有雌花和两性花的性系统。与其他性系统相比，雌花两性花同株一直较少受到关注。尽管已有多种假说被提出来解释雌花两性花同株物种的适应意义，包括促进异交、避免雌雄干扰、优化资源配置等, 但缺乏确切的实验证据。已有的研究主要是以菊科植物为研究对象。由于雌花两性花同株植物具有多样的花部特征和传粉模式，因此只有对不同类群、不同传粉模式的雌花两性花同株的物种进行繁殖生物学研究，才能对该性系统获得较为全面的认识。本项目以败酱科缬草属雌花两性花同株的蜘蛛香和两性花的柔垂缬草为研究对象，开展比较生物学研究，验证促进异交、避免雌雄干扰以及优化资源配置等假说，来揭示雌花两性花性系统在缬草属中的适应意义与进化选择压力，从而在更广泛的植物类群中深入理解雌花两性花同株的起源与进化。

雌花两性花同株是植物个体上同时有雌花和两性花的性系统。与其他性系统相比，雌花两性花同株一直较少受到关注。尽管已有多种假说被提出来解释雌花两性花同株物种的适应意义，包括促进异交、避免雌雄干扰、优化资源配置等, 但缺乏确切的实验证据。已有的研究主要是以菊科植物为研究对象。由于雌花两性花同株植物具有多样的花部特征和传粉模式，因此只有对不同类群、不同传粉模式的雌花两性花同株的物种进行繁殖生物学研究，才能对该性系统获得较为全面的认识。本项目以败酱科缬草属雌花两性花同株的蜘蛛香为研究对象，验证促进异交、避免雌雄干扰以及优化资源配置等假说，来揭示雌花两性花性系统在缬草属中的适应意义与进化选择压力，从而在更广泛的植物类群中深入理解雌花两性花同株的起源与进化。我们的结果表明，尽管传粉昆虫对雌花与两性花的访问频率没有显著差异，但是雌花的异交率要显著高于两性花。通过人工授粉实验，结果表明先自花后异花授粉的结实率显著低于异交授粉，同时也显著高于自花授粉。此外，通过统计固定水分条件下2个不同的营养梯度以及固定营养条件下不同的水分梯度等4个环境条件下个体雌花所占的比例，结果表明在不同的环境条件下其雌花比例没有显著差异。综上结果表明，对蜘蛛香而言，雌花的存在能提高异交率，并能减少雌雄功能的干扰，但是不能进行灵活的资源配置。我们的研究加强了对雌花两性花同株性系统的认识，并对其适应意思的相关假说提供了证据。