传粉者特异性介导的传粉前隔离：两种同域玉凤花属植物的蛾类与天蛾传粉机制解析

编辑推荐：本研究针对同域分布的玉凤花属植物H. ciliolaris与H. schindleri，通过比较其开花物候、花部特征、传粉者行为及繁殖成功率，揭示传粉者特异性（settling moth vs. hawkmoth）通过花距长度（22.34±0.99 mm vs. 39.09±0.76 mm）、花蜜体积（4.70±0.85 μL vs. 12.34±2.75 μL）等性状差异形成生殖隔离，为理解兰科植物物种共存机制提供新视角。

　　在植物多样性形成机制研究中，传粉者驱动的生殖隔离一直被视为物种分化的关键驱动力。兰科植物作为被子植物中物种最丰富的家族之一，其特化的传粉系统为研究植物-传粉者协同进化提供了理想模型。然而，对于同域分布且花期重叠的近缘兰科物种，如何通过花部性状分化实现传粉者隔离仍存在诸多未解之谜。南昌大学联合昆明植物研究所的研究团队以中国东南部九连山国家级自然保护区内同域分布的两种玉凤花属植物——具睫玉凤花（Habenaria ciliolaris）和裂瓣玉凤花（H. schindleri）为研究对象，通过为期两年的野外实验，系统比较了二者的传粉生态学特征，相关成果发表在《BMC Plant Biology》。

研究采用的关键技术方法包括：1) 野外定点观测记录开花物候与传粉者行为（192小时夜间观测）；2) 花部形态测量（30个个体样本的数字卡尺精确测量）；3) 花蜜特性分析（显微毛细管测量体积，手持糖度计测定浓度）；4) 人工授粉实验（6种处理包括自然授粉、套袋、去雄、自交、异交及种间杂交）；5) 胚胎发育评估（光学显微镜分类100粒种子/蒴果）。

研究结果揭示：1) 花部性状分化：H. schindleri的花距长度（39.09±0.76 mm）是H. ciliolaris（22.34±0.99 mm）的1.75倍，且前者花蜜体积（夜间12.34±2.75 μL）显著高于后者（4.70±0.85 μL）；2) 传粉者隔离：H. ciliolaris专性由夜行性停栖蛾（Thinopteryx nebulosa和Porsica sp.）传粉，花粉块附着于复眼；H. schindleri则由黄昏活动的天蛾（Eupanacra mydon和Hippotion rafflesi）传粉，花粉块附着于口器须；3) 繁殖成功率：二者均为自交亲和但依赖传粉者，H. ciliolaris表现出更强的近交衰退（δ=0.352 vs. 0.102）；4) 传粉效率：H. ciliolaris的传粉效率（PE=1.25）略高于H. schindleri（1.06），但花粉限制更显著（PLI=0.333 vs. 0.25）。

讨论部分指出，花距长度与传粉者口器长度的精确匹配（如H. schindleri花距比传粉天蛾口器长5-22 mm）是维持传粉专一性的关键机制。H. ciliolaris唇瓣侧裂片的弯曲结构可能通过限制天蛾的悬停取食行为促进停栖蛾传粉。尽管存在弱种间杂交障碍（杂交果实率达72-81%），传粉者特异性形成的传粉前隔离是维持两种同域物种共存的主要屏障。该研究为理解兰科植物多样性维持机制提供了新证据，强调花部性状微分化在驱动传粉生态位分化中的重要作用，对濒危兰科植物的保护性人工授粉具有指导意义。