——習(xí)近平總書(shū)記在致中國(guó)科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求
——中國(guó)科學(xué)院辦院方針
語(yǔ)音播報(bào)
花朵作為植物的繁殖器官,是植物繁衍的重要投資。通常,蟲(chóng)媒傳粉的花朵具有較大的花展示和生物量,而花朵重量、花蜜生產(chǎn)、花色素生產(chǎn)、花壽命的維持等均需投入能量和資源。因此,植物對(duì)繁殖資源的投資和回收利用對(duì)于其繁殖適合度(結(jié)實(shí))具有重要影響。多數(shù)植物的花朵會(huì)凋謝或萎蔫。而在花朵凋謝過(guò)程中,植物母體往往會(huì)回收花蜜中的能量及花瓣中的能量與化合物。然而,目前尚無(wú)嚴(yán)格的控制實(shí)驗(yàn)操作凋謝和不凋謝來(lái)驗(yàn)證上述的資源回收利用的可能去向。
近期,中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所副研究員任宗昕聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院國(guó)際人才計(jì)劃訪(fǎng)問(wèn)學(xué)者、澳大利亞麥考瑞大學(xué)教授Graham Pyke等,選取多年生的火鈴花科植物Blandfordia gandiflora為研究對(duì)象,檢驗(yàn)花朵凋謝過(guò)程中植物回收的花資源的去向。該研究提出了三種假說(shuō)——萎蔫花朵中的資源回收后用于同一朵花種子的發(fā)育、萎蔫花朵中的資源回收后用于同一花序中其他花朵的果實(shí)發(fā)育、萎蔫花朵的資源用于第二年植株的開(kāi)花。
該研究將實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為兩兩對(duì)照的花朵凋謝組(控制組)和花瓣人為去除組(實(shí)驗(yàn)組)。為檢驗(yàn)假說(shuō)1,實(shí)驗(yàn)組和控制組植株上所有花朵均采用人工異花授粉,假說(shuō)預(yù)測(cè)控制組種子產(chǎn)量(結(jié)籽率和種子重量)高于實(shí)驗(yàn)組;為檢驗(yàn)假說(shuō)2,花序上的花均分為上下兩部分,上半部分花朵在兩種處理中均人工授粉,下半部分控制組剪去花柱,實(shí)驗(yàn)組剪去花瓣和花柱,假說(shuō)預(yù)測(cè)控制組種子產(chǎn)量高于實(shí)驗(yàn)組;為檢驗(yàn)假說(shuō)3,兩種處理花均剪去花柱,實(shí)驗(yàn)組剪去花瓣,控制組保留花瓣,假說(shuō)預(yù)測(cè)第二年控制組植株開(kāi)花的比例更高。該研究不支持假說(shuō)1和2,卻支持假說(shuō)3。研究表明,萎蔫花朵資源回收后,未用于當(dāng)年同一花朵和同株其他花朵,而資源可能積累于根部用于來(lái)年植株的開(kāi)花。該研究揭示了花朵凋謝對(duì)植物繁殖適合度的重要性。
相關(guān)研究成果以Why do flowers wilt?為題,發(fā)表在《植物生物學(xué)》(Plant Biology)上。研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金和中國(guó)科學(xué)院相關(guān)項(xiàng)目的支持。
研究對(duì)象火鈴花科植物Blandfordia gandiflora及花瓣去除實(shí)驗(yàn)
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