两种马先蒿花性状的表型选择及遗传力和遗传相关性的研究

来源 :西北师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:himayu
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传粉者的选择作用导致了花多样性的进化已经得到普遍认可,通常情况下相似传粉昆虫的选择作用应该导致不同物种的花性状更加相似,但是由相似昆虫传粉的亲缘种间的花性状也会发生高度变异。比如列当科(Orobanchaceae)的马先蒿属(Pedicularis)植物,该属植物大部分由熊蜂传粉,花冠类型却发生高度变异。目前对马先蒿属的研究主要集中在花冠多样性、传粉样式、生殖隔离等方面,但对马先蒿花性状、报酬的选择作用、遗传力和遗传相关性的研究较少。本文以无蜜的半扭卷马先蒿(P.semitorta Maxim)和有蜜的甘肃马先蒿(P.kansuensis Maxim)为研究对象,通过野外设置的数量遗传试验,在家系水平上用雌性适合度估计花性状、报酬的表型选择强度,在个体水平上用雄性适合度估计花性状、报酬的表型选择强度;同时计算花性状、报酬的遗传方差和协方差。探讨亲缘种间花性状与报酬性状的进化和维持机制。主要结论如下:(1)甘肃马先蒿花数目和花序数越多、株高越高、报酬越多的个体,植物个体产生的种子数越多,个体雌性适合度越高。而甘肃马先蒿白花变型花数目越多、花冠管越长、花冠管直径越大的个体,植物个体产生的种子数越多,个体雌性适合度越高。甘肃马先蒿与其白花变型传粉者均偏好花数目和花序数越多、花冠管越长的个体,除此之外,甘肃马先蒿传粉者还偏好花大小越大、盔高越高的个体。半扭卷马先蒿花数目越多、株高越高、喙长越长的个体,植物个体产生的种子数越多,个体雌性适合度越高;半扭卷马先蒿传粉者偏好花序数越多、株高越高、花冠管越长、喙长越长的个体。(2)半扭卷马先蒿、甘肃马先蒿与其白花变型花数目、花序数、花蜜量和糖浓度的遗传力都较低,遗传力范围为0.125-0.290。其他花性状具有较高的广义遗传力,半扭卷马先蒿花冠大小性状(花大小、花冠管长、宽和喙长)、单花花期、株高的广义遗传力范围为0.504-0.769,甘肃马先蒿遗传力范围为0.528-0.763,甘肃马先蒿白花变型遗传力范围为0.500-0.800。(3)半扭卷马先蒿花性状与报酬间无论表型上还是遗传上均没有显著的相关性,甘肃马先蒿糖浓度与花序数、花数目呈显著的表型正相关,花蜜量与株高、花数目、花大小呈显著的表型正相关,花蜜量与株高、花大小呈显著的遗传正相关,糖含量与花序数、花数目、株高、花大小呈显著的表型和遗传的正相关。(4)半扭卷马先蒿花吸引性状(株高、花序数和花数目)呈显著的表型和遗传的正相关,花大小与株高、花数目呈显著的表型和遗传的正相关,喙长与株高、花大小、花数目、花序数呈显著的表型正相关,喙长与花大小、花数目、花序数呈显著的遗传正相关,甘肃马先蒿花吸引性状(株高、花序数、花数目和花大小)、株高与花冠管长呈显著的表型和遗传的正相关。综上,马先蒿花吸引性状及报酬性状受到强的表型选择,甘肃马先蒿中花更大、花数目更多、花蜜量越高的个体更受传粉者偏好,产生更多种子;同样,花更大、更多的半扭卷马先蒿个体接受更多的传粉者访问,产生更多种子。两种马先蒿植物的花吸引性状具有更高的遗传力,而报酬性状的遗传力较低;但是,半扭卷马先蒿花吸引性状与报酬之间不存在显著的遗传相关性,而甘肃马先蒿花吸引性状与报酬之间具有显著的遗传相关性。本文的结果说明花吸引信号与报酬在表型和遗传上的相关程度可能与马先蒿属植物花冠形态演化有关,即较强的遗传相关可能限制花性状和报酬的独立进化,性状间较低的遗传相关有利于更加特化的花冠形态(如半扭卷马先蒿)的进化。
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