以龙胆属近缘种为例研究繁殖适应和策略对物种分布范围的影响

Restrication of the speices's distribution is becoming as one of the most important and critical biodiversity studies. However, little is understood about how the reproductive adaptation and strategies of one species determine its distributional ranges. In this study, we aim to evaluate this possible effect through comparing reproductions of two closely related gentians, Gentiana siphonantha and G. officinalis. Both species together originated from one recent radiative diversification within Gentiana sect. Cruciata. We will tranplant the species with the narrow distributions to the enlarged regions within the widely distributed species. Then, we will compare the resource allocation, pollination and seed sets of two species in the naturally and artificially co-growing regions. We will clarify adaptation and reproduction differences of two species at these regions, which will account partly for their differences in the natural distributions. In addition, our results will deepen our understanding species' distribtions and provide a scientific basis for the ex-situ conservation and sustainable utilization of narrowly distributed species in the context of the reducing biodiversity.

物种分布范围限制的研究逐渐成为生物多样性研究的前沿领域和研究热点。然而，植物繁殖适应和策略对物种分布范围大小的影响仍未引起人们足够的重视。本项目以分布范围具有较大差异、共同辐射起源的龙胆属近缘种管花秦艽和黄管秦艽为研究对象，通过野外观察实验以及移栽实验，比较两个物种在自然同域分布、人为同域分布地区的资源分配、传粉生物学和传播体等方面的异同。通过这些比较，阐明两物种对不同地区的适应和繁殖策略差别，进而揭示两个物种自然分布区存在显著差异的原因。这些研究结果不但能增加我们对物种分布范围限制问题的认识和理解，也可以为生物多样性锐减的大背景下狭域物种的迁地保护和可持续利用提供科学依据。

物种分布范围限制的研究是生物多样性研究的前沿领域和研究热点。然而，植物繁殖适应和策略对物种分布范围大小的影响仍未引起人们足够的重视。本项目以分布范围具有较大差异、共同辐射起源的龙胆属近缘种管花秦艽和黄管秦艽为研究对象，通过野外观察实验以及移栽实验，比较两物种的资源分配、传粉生物学和传播体等方面的异同。.对黄管秦艽的结果表明：1、通过移栽实验人为扩大狭域种黄管秦艽的分布范围后，其繁殖分配比例下降，花粉数目及花粉胚珠比例下降；2、移栽居群的花形态（花冠直径、花冠内径、花高度、花冠管长）显著下降；3、移栽居群的传粉者种类、频率和传粉效率显著下降；4、移栽居群的总花期和雌性阶段持续期显著缩短；5、花粉活力在门源居群下降趋势更为显著，而柱头可授性在两个人工居群下降趋势显著快于自然居群；6、自然状态下结籽率显著高于人工居群，并且人工居群在异交状态下结籽率显著高于自然状态；7、在种子大小及萌发率上，黄管秦艽在3个居群之间不存在差异。.对广域种管花秦艽的研究表明：1、管花秦艽的个体大小在大通居群显著大于另外两个居群，而花粉数目和花粉胚珠比例在合作居群显著大于另外两个居群；2、在植株大小及花大小方面，三个居群没有显著差异；3、传粉者种类在3个居群有显著差异，但是总体访花频率没有显著差异；4、在花期上大通居群显著低于另外两个居群；5、花粉活力和柱头可授性在3个居群没有显著差异；6、管花秦艽的结籽率在3个居群没有显著差异；7、在种子大小及萌发率上，管花秦艽在3个居群之间不存在差异。.本项目结果表明，黄管秦艽在自然居群具有较高的繁殖优势，而在人为扩大狭域种的分布范围后，其繁殖适合度下降，这可能是黄管秦艽狭域分布的主要原因。但另一方面，狭域种黄管秦艽在人工居群仍具有较高的结籽率和种子萌发率，表明繁殖这一因素不能作为其种群扩张过程中的限制因素，而要探明限制其种群扩张，仍需要更多的实验来证实。