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新视窗 传粉生物学
作者:生科院植…    文章来源:西北农林科技大学    点击数:994    更新时间:2010/7/13
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    传粉(pollination)是植物的花粉从花药散播到同种植物雌蕊柱头上的过程,是植物有性生殖中的重要环节。有花植物的基因流(gene flow)借助于三类传播体来完成,即花粉、种子(果实)和各种营养繁殖体。以花粉为主要基因流动的植物种类居多。基因流的存在与否对植物的进化至关重要,传粉在植物进化中具有重要作用。因为隔离有利于变异的发生和保留,而基因的流动会削弱这种趋势。这种作用在三个层次上发生:(1)居群(population)内个体变异的发生;(2)居群及居群间变异的分布频率;(3)居群间隔离与分化程度及多样性的保留。传粉生物学已有300多年的研究历史,它研究植物在传粉过程中各种生态因子对传粉时间和传粉效率的影响,到今天,传粉生物学已从定性研究逐步深入到定量研究,并与植物的进化紧密联系起来。
    近年来,除上述研究内容外,研究者在基因流动、花粉与柱头的相互作用、交配选择(mate choice)及其对进化作用的探讨等方面进行了大量工作。
    基因流动的研究包括传粉效果与传粉距离两方面。传粉效果是研究基因的纵向流动,即向后代流动的结果,这方面的研究与植物的遗传联系起来。各种杂交技术、突变体植株与标记技术为这种研究提供了可能,相关内容在遗传学中有详述。传粉距离研究的是散布范围,即基因的横向流动结果,从而为确定遗传邻居(genetic neighborhood)的大小提供数据。这方面的研究报道见于20世纪80年代,近几年的研究工作不断深入。主要原因是研究技术的限制,因为不易确定母株花粉粒散布后的位置。早年的研究主要依赖于化学染料的标记,近年来,突变体及各种标记技术,尤其是荧光标记技术的应用,为此提供了可靠的技术保证。
    花粉与柱头的相互作用是近年来的研究热点之一,它主要研究柱头对花粉的识别,花粉管在柱头上的萌发,以及母本和父本对后代的投资(investment)。对此的深入研究则必然深入到交配选择的研究,交配选择包括雄性竞争(male competition)雌性选择(femle choice)两方面。这些研究既有在宏观水平(个体及居群水平)上研究的必要,又需要深入到细胞及分子水平上开展工作,需将宏观的生态机制与微观的分子水平相连接,因而引起不少生物学家的关注。而对交配选择的研究又离不开对进化的分析,因此对交配选择的研究可以成为联结胚胎学、生态学和进化生物学的纽带。
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