植物從異花傳粉到自花傳粉的演化是自然界中頻繁發(fā)生的一種進(jìn)化轉(zhuǎn)變，包括主動自花傳粉和被動自花傳粉。主動自花傳粉是指植物不需要傳粉媒介的參與，直接將其花粉傳到自己的柱頭上。在主動自花傳粉植物中有一類植物，它在開花的過稱中并不進(jìn)行自花傳粉，而是等待傳粉者帶來的異花花粉。當(dāng)?shù)炔坏絺鞣壅甙菰L時，才在花凋謝時進(jìn)行自花傳粉（即：延遲自交）。這種策略既最大限度的減少了近交衰退的不利因素，又能夠保證有性繁殖，是最具優(yōu)勢的自花傳粉方式。雖然能進(jìn)行延遲自交的植物在自然界中并不少見，但是實(shí)現(xiàn)延遲自交的方式卻相對單一，目前幾乎所有已報道的都是通過花部器官（如：花絲，花柱或花冠）的運(yùn)動使柱頭和花藥接觸實(shí)現(xiàn)自花傳粉。

　　植物進(jìn)化生態(tài)組研究生范永立在導(dǎo)師李慶軍研究員的指導(dǎo)下，在云南臨滄對姜科的長柄象牙參(Roscoea debilis)進(jìn)行了兩年的野外觀察和實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了自然界中一種新的延遲自交的自花傳粉機(jī)制：該植物單花壽命有3天，在開花的第一天柱頭開始分泌萌發(fā)液；到了第三天，連續(xù)分泌的萌發(fā)液聚集成為一個小液滴聳立于柱頭之上；在第四天花萎蔫之后，小液滴會沾住其兩側(cè)的花粉，促使花粉在柱頭外萌發(fā)、花粉管伸入柱頭，從而實(shí)現(xiàn)自花傳粉。該研究還顯示，盡管這種植物的花具有典型的動物傳粉的特征：花色彩艷麗、兩側(cè)對稱、有杠桿狀雄蕊附屬體和產(chǎn)生花蜜，但是野外并沒有觀查到有效傳粉者，種子的產(chǎn)生主要是通過這種奇特的自花傳粉機(jī)制實(shí)現(xiàn)的。

　　該研究增加了自然界中一種新的自花傳粉方式的認(rèn)識，為研究植物如何從異花傳粉向自花傳粉轉(zhuǎn)變提供了一個新的視角；同時，對于深入探討由于青藏高原隆升而分化出來的高海拔姜科植物類群象牙參屬植物的適應(yīng)性進(jìn)化具有重要意義。研究結(jié)果以Stigmatic fluid aids self-pollination in Roscoea debilis (Zingiberaceae): A new delayed selfing mechanism為題，已經(jīng)在植物學(xué)類國際期刊Annals of Botany上在線發(fā)表，這也是我園植物進(jìn)化生態(tài)學(xué)研究組發(fā)表的第三篇高山姜科植物類群象牙參屬植物傳粉生態(tài)學(xué)研究的論文，前兩篇分別發(fā)表在Annals of Botany和Plant Biology上。

　　本研究得到國家自然科學(xué)基金和中國科學(xué)院”百人計劃“支持。

　　插圖：A：長柄象牙參的植株；B：在野外捕獲的訪花頻率極低的昆蟲；C：花內(nèi)部結(jié)構(gòu)（PS-花粉囊，SM-柱頭，S-花柱，LA-杠桿狀雄蕊附屬體）；D：開花前去除了花粉囊的花，用來檢測傳粉者對種子產(chǎn)量的貢獻(xiàn)。E-F：自花傳粉的方式（E：花開第一天時的柱頭狀態(tài)，箭頭指示柱頭上有少量萌發(fā)液；F：花開第三天時的柱頭狀態(tài)，箭頭指示柱頭上的萌發(fā)液聚集成一個小液滴聳立于柱頭之上；G：花開第四天時的柱頭狀態(tài)，柱頭粘住旁邊的花粉；H：花開第四天時的柱頭染色后在熒光顯微鏡下觀察的狀態(tài)，花粉在柱頭外面萌發(fā)，花粉管伸入柱頭）