生殖隔离是一个重要的生物学概念,而进化生物学的核心之一就是确定限制近期分化而来的姐妹种基因交流的主要隔离方式,尤其是针对那些分布区域存在重合的姐妹物种。在本研究中,我们从结实和种子萌发两个方面研究了十字花科(Brassicaceae)沙芥属(Pugionium)植物斧形沙芥P. dolabratum和沙芥P. cornutum之间的生殖隔离情况。沙芥和斧形沙芥分布于中国北方沙漠地区,属于新近演化而来的邻域分布姐妹种,前者主要分布在流动沙丘区域,而后者分布于固定沙地区域。两个姐妹种的花期和日开花高峰期大部分重合,而且其绝大部分传粉昆虫不存在差异,这表明两个物种间的时间隔离和传粉者隔离的程度相对较弱。斧形沙芥和沙芥的种间杂交实验结果显示,尽管能够成功结实,但以沙芥作为母本而斧形沙芥作为父本时,其结实率要显著低于亲本的种内结实率。通过开展萌发实验发现杂交种子的萌发率和萌发速率显著低于亲本种子,这反映出杂交种子的低活力。在不同浓度盐胁迫对种子萌发的影响实验和不同深度沙埋对出苗影响的实验中,沙芥和斧形沙芥的种子在萌发率、萌发速率、出苗率和出苗速率方面表现出显著的差异。在较强盐胁迫条件下,斧形沙芥的萌发率、恢复萌发率、幼苗根长和下胚轴长均高于沙芥,这表明斧形沙芥种子比沙芥种子更倾向于含盐量较高的固定沙丘生境。在深度沙埋条件下,沙芥的出苗率和出苗速率均显著高于斧形沙芥,这表明沙芥较斧形沙芥更加适应在流动沙丘地带生存。根据以上实验结果我们推断,由于沙芥和斧形沙芥之间合子前隔离程度较弱,当分布于同域或者邻域时,这两个物种极有可能在花粉和种子的介导下产生基因交流,而本研究的结果显示,因对不同环境条件的适应而产生的合子后生殖隔离在限制沙芥与斧形沙芥之间基因交流与保持两者物种完整性方面扮演者重要的角色。