传粉生物学的理论与应用研究 - 科学网—博客.pdfVIP

传粉生物学的理论与应用研究 传粉工作小组（筹） 武汉大学， 黄双全 植物研究所，罗毅波 动物研究所，朱朝东 汇报提纲：传粉生物学 （一）学科特点 （二）简要历史 （三）研究进展 （四）我国面临的问题与挑战 研究内容 • 传粉生物学是研究与花粉传递过程有关的 各种生物学特性及其规律的一门学科。 探索自然奥秘，为生物多样性保护和农林业生产服务。 传粉生物学：多学科交叉领域 • 传粉是种子植物受精的必经阶段（生殖生物学） • 花粉的走向限定了植物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（种 群遗传学） • 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（生态学，传粉者行为 学、觅食能量学、流体动力学、空气动力学） • 花粉携带精子运动的复杂过程为物种进化的研究 提供了好的研究系统（进化生物学）。 传粉生物学简史（一） • 德国Tübingen大学的Joseph Gottlieb Kölreuter （1733- 1806）最早认识到昆虫作为传粉者。为阐明昆虫的传粉作 用，他进行了人工授粉，隔离传粉昆虫等实验。如将310 朵锦葵科Ketmia的花分为两组，一组容许昆虫访问；一组 用刷子进行人工授粉。结果人工授粉的一组花产生11,237 粒种子；而昆虫访问的一组花产生10,886粒种子。 • 德国的Christian Konrad Sprengel （1750-1815）于1793 年发表著作《在花的结构和受精中发现自然之迷》。描述 了花的细微特征和功能，涉及花的构造并有利于传粉。 • 达尔文同时代的德国学者Hermann Müller的传粉工作。 • 德国Paul Knuth在1898-1905年期间发表的3本《花传粉手 册》，书中记录了4028种欧洲植物和2357种世界上其它 地区植物的访花者。 传粉生物学简史（二） • 达尔文《兰花的传粉》、《同种植物的不同花型》、《植 物异花受精与自花受精的不同效果》。 • Verne Grant Karen Grant (1965) 《花荵科的传粉》提 出近缘植物花部特征的分化可以看作是传粉模式的适应辐 射过程。 • Fægri van der Pijl （1966）出版的《传粉生态学原 理》，总结了花部特征与传粉者之间的相关性。这些工作 导致了花部特征放映了对某一类群传粉者的适应（传粉综 合特征概念的产生）。 • Herbert G. Baker Irene Baker (1970’s)发现花蜜糖浓度、 氨基酸成分与传粉者类型相关。 • 1980年代，运用等位酶标记检测花粉基因流；检测种群异 交、自交比例，将传粉生态学与交配系统联系起来。 研究进展（一）：传粉者的多样性 在岛屿上，蜥蜴是一类重要传粉者 Olesen Valido, 2003 TREE 在低温环境下，鸟类是重要传粉者 Fang Huang, 2012 Ann Bot 云南紫菀多种多样的传粉者 传粉昆虫的分类：很多属都缺检索表。DNA barcoding? 研究进展（二） 传粉者是否促进了植物的物种形成？ Annu. Rev. Ecol. Evol. Syst. 2009. 40:637–56 被子植物的多样性与传粉者的多样化有关 1. 地球生命最多的两 个类群是昆虫和有 花植物；