首页分享我国姜科植物繁育研究获系列成果

我国姜科植物繁育研究获系列成果

来源：花匠小妙招时间：2024-11-12 12:50

由中科院西双版纳热带植物园青年科学家李庆军研究员主持，华南植物园、上海植物生物所参加的国家基础研究重大项目前期研究“花柱卷曲性的遗传机制与姜科植物繁育系统进化研究”，取得一系列的重要进展。其中，首次发现植物界自交机制--“花粉滑动自花授粉”机制的研究论文，发表在近期出版的《自然》杂志上。

这个开始于2002年的重大项目，利用广泛分布于我国华南、西南地区以及相邻的东南亚热带地区内，具有花柱卷曲性异交机制的姜科山姜植物为研究对象，鉴别控制花柱卷曲的遗传位点，克隆调控花器官发育的基因，进而探讨花柱郑曲性异交机制及植物繁育系统进化的分子机理。利用分子生物学方法，结合形态解剖学、细胞生物学，研究山姜繁殖生态学、发育生物学等综合学科性状，分析探讨山姜属植物的系统发育，以及属内各类群间的系统演化与生死繁育系统进化之间的关系。通过这一研究，能为进一步深入研究被子植物的演化，特别是繁育系统的演化以及雌雄异株的起源途径奠定科学基础，可望为使我国在该领域的研究中跻身国际前沿作出贡献。

近三年来，李庆军等青年科学家利用遗传学、分子生物学、植物生理学、形态解剖学和繁育生态学等不同领域的分析手段，对花柱卷曲性这一新的植物异交机制进行了全面研究。包括花柱运动的遗传背景，分子机理、起源与进化，以及这一机制相关的类群--姜科植物的繁育系统与交配模式的演化。

他们首次利用华山姜和草蔻等非模式野生植物，探讨植物花的发育及其基因表达，发现ABC花发育模式仍可以用来解释各器官的确定，为深入理解该模式的适应范围提供了一个新的证据。同时在世界上首次发现了植物界一种新的自交机制，为深入认识植物交配系统的演化及其对环境的适应提供了一个新的例证。他们所做的老虎须传粉生物学研究，挑战了传粉生物学中传统的Pokkination syndrome理论。还发现一种松鼠可以作为长柄山姜和云南蔻的盗蜜者，就其对植物繁殖成功的影响进行了分析，这是啮齿类动物作为盗蜜者的首次报道。并利用分子手段，对姜科植物的两个大属山姜属和豆蔻属进行了系统发育研究，分别得出与传统分类不同的新的分类系统，并将花柱卷曲性异交机制结合在分类系统中，得出了这一机制在这两个分类群中分别多次起源的结论。

其中，中科院华南植物园博士研究生王英强和他的导师张奠湘、陈忠毅研究员，经过长期的野外观察和研究，在我国广东、广西的亚热带季雨林中的姜科植物黄花大苞姜中，发现了一种名为“花粉滑动自花授粉”的自花授粉机制。这一研究是继李庆军等2001年3月报道花柱卷曲性异交机制后，我国科学家又一次在《自然》杂志上报道在姜科植物中发现新的传粉机制，引起了广大植物学家的密切注意。据介绍，“花粉滑动自花授粉”机制是适者生存法则的生动演绎，是黄花大苞姜长期适应其高度潮湿缺乏传粉昆虫的生境的结果，这种“另类的繁衍方式”，可能同样存在于其它相似环境下的植物中。