濒危植物传粉生物学研究进展.docVIP

濒危植物传粉生物学研究进展 摘要：传粉生物学是研究与传粉事件有关的各种生物学特性及其规律的一门学科，是植物生殖生态学和进化生物学关注的焦点之一。传粉过程受居群所处环境的影响，可能是一些物种导致濒危的关键环节。本文对近年有关濒危植物传粉生态学的研究，及今后的研究方向和展望进行了综述。 关键词：濒危植物；传粉生态学；研究进展 1. 传粉生物学简介 传粉生物学是研究与传粉有关的各种生物学特性及其规律的学科。通常，有花植物的传粉过程分为3个阶段：即花粉从花药中释放的过程；花粉从父系结构向母系结构传送的过程；花粉成功地落置于柱头表面，继而萌发的过程。依据传粉媒介的不同，可将有花植物的传粉机制分为两大类：生物传粉、非生物传粉。生物传粉包括各类昆虫传粉以及脊椎动物传粉；非生物传粉主要包括风媒传粉和水媒传粉[1]。 传粉是种子植物受精的必经阶段；花粉的运动在很大程度上限定了植物的个体间的基因流和群体的交配方式，从而影响后代的遗传组成和适合度；花粉从雄性结构传送到雌性结构表面需借助一定的载体，经过一定的空间，至少这三方面的原因使传粉生物学研究涉及生殖生物学、遗传学和生态学的内容[2].而正是这个花粉携带精子运动的复杂过程，为物种进化的研究提供了契机。研究传粉生物学是研究植物生殖生物学和植物种群生态学的重要组成部分，也是保护生物学的主要内容。弄清一个物种的传粉机制对阐明植物种群生殖特性、种群动态、种群预测以及濒危植物保护对策的制定无疑具有十分重要的意义[3]。 近年来，传粉生物学的研究热点主要集中在性表达及其进化、花部特征与传粉者的关系、传粉系统、花粉竞争、花粉流等方面。花部特征可吸引传粉者的访问，而传粉者又框定了花的进化；传粉系统的多样性与其进化过程中的多种因素有关。 同时，对传粉生物学的研究已有了较多的技术支持：1）在传粉生物学研究中，为了揭示传粉事件(繁育系统、花粉流、基因流、花粉竞争等)的真实本质，须从分子水平进行研究。近年来，分子技术在传粉生物学中的应用主要有两大方面：一是繁育系统；二是花粉流、基因流。目前运用较多的三种主要的分子技术为同功酶、RAPD (随机扩增多态性DNA)、SSRs (微卫星)，为传粉生物学的深入研究提供了技术支持[4]。并且，随着分子生物学理论、方法和技术的日趋完善和普及，以及现代传粉生物学的研究方法由宏观向微观转变的进一步深入，分子技术在传粉生物学中的应用将显出巨大的潜力。2）花蜜是陆生植物提供给食蜜动物的一种独特的资源。长期以来， 人们对花蜜的生物学意义的理解停留在花蜜是传粉者的食物报酬这一层面。然而，花蜜可与传粉者之外的多种访花者发生相互作用。花蜜可能被一些非传粉的动物消耗， 使植物面临两难的境地， 即防御非传粉的动物同时不伤害传粉者[5]。李左栋等[6]对花蜜采集和糖浓度的测定方法进行了比较，为花蜜的研究提供了参考。传粉生物学研究技术的相对成熟是濒危植物传粉生物学研究的基础。 2. 濒危植物简介 濒危植物指的是由于环境的变化而使其面临绝种危机的一类植物。植物的生存作为生物多样性、生态系统中不可或缺的环节，一直受制于内忧外患的压力。无声无息中，大批植物正走向濒危的状态。植物濒危的原因非常复杂，其人类的不当活动以及气候变化等外部因素却是植物物种走向濒危之路的主要原因。由于物种之间的相互依存，相互制约的关系，一个物种的消失，常常可导致另外10-30种生物的生存危机，由此可能最终导致整个生态系统的崩解。因此，研究濒危植物面临绝种的原因，并对其采取相应措施，将对生态系统的维持产生重要影响。而传粉生物学为植物生殖生态学研究的重点，花粉携带精子运动的复杂过程中可能包含着其面临绝种的原因。 3. 对濒危植物进行的传粉生物学研究及启示 由于国家自然科学基金“八五”重大项目“中国主要濒危植物保护生物学研究”的推动，我国传粉生物学领域的实验研究得以迅速开展：如已对濒危植物银杉(Cathaya argyrophylla)、杭州石荠苎(Mosla hangchouensis)、攀枝花苏铁(Cycas panzhihuaensis)、短柄五加(Eleutherococcus brachypus)、刺五加(Eleutherococcus senticosus)、矮牡丹(Paeonia suffruticosasubsp.spontanea)、南川升麻(Cimicifuga nanchuanensis)、鹅掌楸(Liriodendron chinense)和裂叶沙参(Adenophora lobophylla)等植物的传粉过程或花粉散布规律做过实地考察或实验研究。下对其中的几种的研究及带来的启示进行概述。 1）连香树(Cercidiphyllum japonicum)是连香树科连香树属植物，为第三纪古热带植物的孑遗种单型科植物