Lepanthes属三种兰花（兰科）花部解剖与超微结构揭示其诱骗性授粉机制

本研究针对Pleurothallidinae亚族中Lepanthes属三种独特兰花（L. calodictyon、L. saltatrix和L. tentaculata）的花部形态和功能展开深入探索。通过组织化学、荧光和电子显微镜技术，研究人员首次揭示其花瓣和唇瓣上的乳突结构为脂类和蛋白质富集的嗅觉腺（osmophores），这些结构与挥发物释放密切相关，为理解该类群通过化学信号诱骗真菌蚜进行伪交配授粉提供了关键超微结构证据。

　　

在兰花的世界中，有一类小而神秘的物种——Pleurothallidinae亚族，它们多数依靠蝇类进行传粉，但具体的授粉机制却鲜为人知。尤其是其中物种最丰富的Lepanthes属，其花朵通常缺乏明显香味，也不提供花蜜等回报，却能够吸引特定传粉者，尤其是真菌蚜。先前的研究表明，这类兰花可能通过“性欺骗”策略，即模拟雌性昆虫的形态或气味，诱使雄性昆虫前来“交配”，从而完成传粉。然而，这一过程中具体的结构和生化基础仍不清楚。

Lepanthes calodictyon、L. saltatrix和L. tentaculata这三个物种在形态和分布上都十分特殊：它们具有网状叶片、密集的花序、非三裂的唇瓣以及缺乏典型的附属物，分子证据也支持它们构成一个独立的演化分支。它们的花瓣和唇瓣呈现鲜艳的红色或红奶油双色，表面覆盖乳突状结构，这些特征暗示这些部位可能在吸引传粉者中起到关键作用。为了揭示这些结构的真实功能，Rykaczewski Max等研究人员在《BMC Plant Biology》上发表了一项综合研究，通过多学科方法探究其超微结构、组织化学和形态特征。

研究者主要运用了光学显微镜、荧光显微镜、扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）技术，结合组织化学染色方法（如苏丹黑B检测脂类、考马斯亮蓝检测蛋白质、PAS反应检测多糖、铁氯化物检测儿茶酚类化合物），对来自Ecuagenera Ltd.（厄瓜多尔）的植物样本进行了系统分析。

Floral anatomy and ultrastructure

通过扫描电镜观察，三种兰花的唇瓣和花瓣表面均覆盖单细胞乳突，这些乳突呈瓶状或圆锥形，尖端圆滑，无分泌物附着。中性红和亚甲基蓝染色显示这些区域具有高代谢活性。

Histochemical features of petals and lip

组织化学分析表明，乳突细胞富含脂类和蛋白质，而淀粉颗粒检测为阴性。金胺O染色显示角质层完整，但在L. saltatrix和L. tentaculata中透射电镜发现轻微角质层断裂。脂质滴与质体紧密相连，内有许多嗜锇性脂质小球（plastoglobuli），内质网发达，提示挥发性物质合成活跃。

Ultrastructural features

透射电镜显示细胞质密集，富含线粒体、内质网、高尔基体、脂滴和小泡。许多小泡与质膜相连，表明颗粒分泌方式（granulocrine secretion）可能用于挥发物释放。细胞骨架（微管和微丝）网络发达，支持细胞的高代谢活性。

讨论与结论

本研究首次在Lepanthes属中系统描述了花部嗅觉腺的超微结构和组织化学特征。乳突细胞中脂体和质体小球的存在、内质网的发达以及细胞壁的轻微断裂，都与已知的挥发物释放结构相似。尽管这些花朵在人类闻起来无味，但其结构特征表明它们可能释放仅对特定传粉者（如真菌蚜）有效的化学信号。这一发现为理解Pleurothallidinae亚族中化学欺骗性授粉机制的演化提供了重要证据，也填补了该类群在细胞和超微结构水平上的研究空白。

综上，这项研究不仅深化了对兰花多样性和授粉策略的认识，也为进一步探索植物与昆虫互作的分子和生态机制奠定了基础。