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花朵凋落這一自然現(xiàn)象一直受到關注?!奥浼t不是無情物,化作春泥更護花”,描述了花朵凋落和母體植株營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)利用。
花朵作為植物重要的繁殖器官,是植物繁衍的重要資源投資。蟲媒傳粉的花朵通常具有較大的花展示和生物量,提供豐富的花蜜報酬、艷麗的色彩吸引傳粉動物為其傳粉。從植物自身能量投入角度看,花朵重量、花蜜分泌量和糖濃度,以及花色素的產(chǎn)生均需投入能量和資源。花蜜作為花朵提供給傳粉者的能量報酬,消耗植物體本身大量的資源。因此,植物對繁殖資源的投資和回收利用對其繁殖適合度(結實)有重要意義。花蜜的分泌是動態(tài)分泌與回吸的過程,已有報道發(fā)現(xiàn),很多植物能夠回吸其花朵萎蔫后尚存的花蜜。然而,植株是否能夠回收花色素,尚缺乏實驗證據(jù)。植物花朵可分為不凋落和凋落兩類,凋落型的花朵有大量花瓣凋落到地上,而凋落型植物的花朵是否能夠回吸花蜜和回收花色素尚未見研究報道。
近日,中國科學院昆明植物研究所王紅研究團隊與中科院國際人才計劃訪問學者(PIFI計劃)教授Graham Pyke、Klaus Lunau合作,以我國西南山地亞高山森林中的大白花杜鵑(Rhododendron decorum)為研究對象,開展花蜜和花色素的分泌動態(tài)和回收研究。研究團隊標記大白花杜鵑開花植株,測量從初花期到凋落的不同開花時間段花朵花蜜量和糖濃度的變化;利用新近發(fā)明的偽彩色攝影技術(false-colour photography),測量花朵凋落前后花色的變化。研究表明,花朵的花蜜量和糖濃度在開花過程中不斷積累,但在凋落前,花朵回吸所有的糖和水分。指示色素沉積的藍色光通道值數(shù)大于其它光通道,表明花朵有明顯的色素沉積,但花朵凋落前后花色并無明顯變化。若要深入揭示大白花杜鵑不同花資源的投資和回收機制,需進一步確定糖和色素分子的轉運過程。該研究有利于進一步深入認識開展植物花部能量循環(huán)機理。
相關研究成果以Salvage of floral resources through re-absorption before flower abscission為題,在線發(fā)表在Scientific Reports上。研究工作得到中科院戰(zhàn)略性先導科技專項、PIFI計劃的資助,并獲得昆明植物研究所麗江森林生態(tài)系統(tǒng)定位研究站的支持。
圖1.大白花杜鵑(Rhododendron decorum)
圖2.花朵凋落前后花蜜糖含量比較
圖3.基于偽彩色攝影技術比較花朵凋落前后不同光通道色素值的差異
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