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硬序重寄生(Phacellaria rigidula Benth.)及其寄主协同进化的初步研究

李冬雪  
【摘要】:协同进化的观点是探讨生物多样性形成机制的一个新的重要理论基础,对于植物与植物间的协同进化还没有人研究过。我们选择重寄生属(Phacellaria Benth.)的硬序重寄生(Ph.rigidula)及其寄主植物做为研究植物与植物间协同进化的材料,对重寄生属植物的起源、与其寄主的分布、硬序重寄生的形态学特性、解剖学以及化学成分进行了研究,结果表明: 重寄生属植物主要寄生在桑寄生科(Loranthaceae)植物上,分布区与其寄主的基本一致,均主要分布在东南亚和中国南部的热带与亚热带地区;重寄生属植物可能起源于第三纪之前某一时期的华南热带地区,随后向周边地区扩散。在第三纪,重寄生属植物的祖先偶然寄生在桑寄生科某些植物上,经过几千万年的协同进化,形成了今天比较稳定的寄生与寄主关系。 硬序重寄生为半寄生性亚灌木;在观察点,主要寄主为桑寄生科的显脉松寄生(Taxillus caloreas var.fargesii);硬序重寄生主要分布在路边、林缘空地等向阳处,并以小的缀块形式分布。传播其果实的可能是啄花鸟(Dicaeum sp.);其寄主的传粉媒介为黄腹花蜜鸟(Nectarinia fugularis)等太阳鸟类。 种子萌发时,胚根先突破果核壳,接触到寄主枝条后,根尖形成含有许多线粒体的吸器,进而侵入寄主体内;硬序重寄生种子的萌发、吸器的形成以及侵入寄主这些过程可能存在一系列信号的识别,是二者协同进化的结果;随着植株的不断发育,其在寄主体内组织的导管数量不断增加,以便吸取寄主更多养分;向内侵入到寄主次生木质部的深处,向两侧分生出许多新的芽体;硬序重寄生植株由表皮、皮层、维管柱和髓组成,在皮层、髓和髓射线的细胞内充满单宁;其成熟植株中部的维管束为管状中柱,基部的为原生中柱; 花单性,同一植株上的花基本同性。花药四室,个别花药为5-6室;花粉粒少,三孔沟;果实为核果,成熟果实的果皮由表皮、外果皮、中果皮(果肉)与内果皮(果核)构成;鲜艳表皮可以吸引鸟类来啄食,石细胞的内果皮可以保护其种子免遭鸟胃内消化液的消化,中果皮的粘胶质细胞可以使果核从鸟体内排出后牢牢粘在寄主枝条上;这些特点是硬序重寄生与啄花鸟协同进化的产物。果核顶端有一簇生毛状物,果核表面有4-6条纵沟,内有维管束;与手工剥离果肉的果核相比,鸟排出果核顶端的簇生毛状物消失,果核上的纵沟内较光滑;鸟对硬序重寄生果实的啄食除去了种子萌发的抑制因素。抑制硬序重寄生种子萌发的因素可能有两个:一为外果皮和中果皮内存在抑制物质,二是果核前端的簇生毛状物堵塞了萌发孔;种子一枚,无种皮,胚乳丰富,胚柱状; 运用GC/MS,从硬序重寄生、其寄主及对照的三种寄生植物中分离到74种化合物;寄生植物与其寄主间既有较多相同的化合物,又具有自己独特的化合物。


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