在普通人的印象里，蒼蠅總是跟人類疾病傳播、不清潔不衛(wèi)生相聯(lián)系，扮演著“四害”的角色。然而在自然界當(dāng)中，很多植物的開花結(jié)實(shí)卻離不開蠅類的傳粉。內(nèi)蒙古大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院陳貴林教授研究團(tuán)隊(duì)，在國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、內(nèi)蒙古自然科學(xué)基金項(xiàng)目及自治區(qū)科技成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目支持下，歷經(jīng)四年持續(xù)研究，首次證實(shí)藥用寄生植物鎖陽的開花結(jié)實(shí)與鎖陽開花后散發(fā)出的一種特有臭味物質(zhì)吸引蠅類昆蟲傳粉，從而實(shí)現(xiàn)鎖陽的授粉結(jié)實(shí)密切相關(guān)。這一最新研究成果，于2020年9月11日在線發(fā)表在國(guó)際植物學(xué)期刊Plant Biology上。
我們知道，被子植物必須通過開花后的傳粉過程才能實(shí)現(xiàn)種子的結(jié)實(shí)，比如園藝作物西瓜、甜瓜等水果生產(chǎn)，農(nóng)作物小麥玉米的生產(chǎn)。這些作物通過傳粉結(jié)實(shí)不僅為自己的下一代的繁殖提供了種子，同時(shí)也滿足了人類對(duì)水果和籽粒的需求。植物為了實(shí)現(xiàn)傳粉需要依賴不同的傳粉媒介，如依賴風(fēng)傳粉的風(fēng)媒植物，玉米、小麥、高粱、谷子、黍子等；依賴?yán)ハx傳粉的蘋果、梨、草莓、西瓜、番茄、南瓜等。據(jù)估計(jì)，80%的被子植物靠昆蟲實(shí)現(xiàn)傳粉。這些植物為吸引特定傳粉昆蟲類群會(huì)提供不同的吸引物，如最常見的花蜜、花粉粒、芳香的氣味等。但是有一類植物的花朵會(huì)釋放與動(dòng)物糞便、腐肉相似的臭味來吸引蠅類傳粉，這種花氣味擬腐現(xiàn)象已經(jīng)在許多植物類群中被發(fā)現(xiàn)，如大王花、非洲白鷺花、白星海芋等。然而這種擬腐現(xiàn)象很少在寄生被子植物中報(bào)道。寄生植物是一類依靠吸收寄主植物營(yíng)養(yǎng)實(shí)現(xiàn)生長(zhǎng)繁殖的異養(yǎng)植物，截至目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)4750多種，現(xiàn)在已經(jīng)報(bào)道的絕大部分寄生植物通過花蜜和花粉粒吸引昆蟲傳粉。鎖陽為鎖陽科鎖陽屬多年生全寄生草本植物，主要寄生在荒漠植物白刺屬植物的根部，鎖陽是重要的中藥材，臨床用鎖陽補(bǔ)陽氣，治陽痿精虛、衰血竭、老年氣弱陰虛、大便燥結(jié)等。鎖陽也是傳統(tǒng)的蒙藥，能止瀉健胃，主治腸熱、胃炎、消化不良、痢疾等。鎖陽分布在中國(guó)的北溫帶干旱的荒漠地區(qū)，如內(nèi)蒙古西部、甘肅、寧夏、青海、新疆等?。▍^(qū)）荒漠區(qū)。鎖陽的藥用資源絕大部分來自于野生種群，由于連年的挖掘，鎖陽已被內(nèi)蒙古、新疆、青海列入各省（自治區(qū)）的《重點(diǎn)保護(hù)野生植物名錄》，同時(shí)中華人民共和國(guó)生態(tài)環(huán)境部在《中國(guó)生物多樣性紅色名錄（高等植物卷）》中將其評(píng)估為易危等級(jí)。為了制定鎖陽的繁育保護(hù)策略，陳貴林教授研究團(tuán)隊(duì)持續(xù)開展了鎖陽的繁殖生物學(xué)和傳粉生物學(xué)研究。根據(jù)博士研究生王德慧在阿拉善左旗對(duì)鎖陽自然種群的觀察，鎖陽集中在每年春季4月中下旬花序（鎖陽頭）出土，5月上旬開始開花，整個(gè)花序上密集生長(zhǎng)著大量的非常小的雌花和雄花，雄花的花藥開裂釋放大量細(xì)小的花粉粒，當(dāng)昆蟲落到花序上會(huì)觸碰花藥，黏附花粉。有趣的是，鎖陽會(huì)散發(fā)苯酚、對(duì)甲苯酚，吲哚，二甲基二硫醚和辛醇等臭味物質(zhì)來吸引蠅類傳粉者，包括家蠅、花蠅、麗蠅、麻蠅等10種昆蟲，當(dāng)這些昆蟲嗅到臭味物質(zhì)就會(huì)飛到鎖陽花序上，但是它們并不能在鎖陽花序上找到與臭味相對(duì)應(yīng)的食物，它們只好攜帶著花粉粒飛向其他散發(fā)著臭味的花序繼續(xù)尋找食物，順便實(shí)現(xiàn)了鎖陽的傳粉。通過授粉試驗(yàn)證明鎖陽是自交不親和的植物，同一花序上雄花的花粉粒并不能讓雌花完成正常授精，因此鎖陽花序上的雌花需要來自另一個(gè)花序上的花粉粒才能完成傳粉和授精，產(chǎn)生種子。由此體現(xiàn)了這些蒼蠅在鎖陽繁殖過程中的重要性。同時(shí)我們通過傳粉媒介試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)風(fēng)也能起到輔助的傳粉作用。在清楚了鎖陽傳粉機(jī)制的基礎(chǔ)上，我們?cè)谝恍┏粑恫粔驖獾逆i陽種群的花序上使用了少量的二甲基二硫醚和二甲基三硫醚來吸引更多的蠅類傳粉者來促進(jìn)鎖陽傳粉，鎖陽的種子產(chǎn)量增加了20%以上。這項(xiàng)研究成果對(duì)鎖陽資源的原生態(tài)保護(hù)，鎖陽野生撫育及人工栽培具有重要意義。
圖1 鎖陽的花：A.花序，B.雄蕊，C.由柱頭、未成熟的花藥和花被組成的花序平面，D.兩性花，成熟的柱頭和未成熟的花藥
圖2 鎖陽花序的訪花者：A.綠色的麗蠅、灰色的家蠅和鱗翅目幼蟲，B.家蠅，C.花蠅，D.啃食鎖陽的漠甲
圖3 鎖陽的傳粉模式圖
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