近日，学院青年教师吴凌云博士与彭宇教授团队在植物学领域Top期刊《New Phytologist》上发表了题为“Morphological fit promotes pollen segregation and disassortative pollination in an open-flowered, nontubular heterostylous species”的研究论文，湖北大学为第一完成单位。

早在1877年，达尔文就提出异型花柱（Heterostyly）是植物促进异花传粉的适应性特征。传统观点认为，这种机制高度依赖于管状花的物理限制，花管强迫传粉昆虫以特定姿势采蜜，从而让不同表型的花粉精准落在昆虫身体的不同部位。然而，自然界中存在许多缺乏花管的“碗状”开放型花朵（如图1所示的愉悦蓼），它们通常由行为较为随性的泛化传粉者传粉。在没有物理约束的情况下，它们是如何避免花粉混合、实现精准交互传粉的？为了解答这一谜题，团队以分布广泛的二型花柱植物愉悦蓼（Persicaria jucunda）及为其传粉的短吻蝇类为研究对象，开展了野外观察与量化分析。

图1. 二型花柱愉悦蓼，长柱型（左）和短柱型（右），紫红色箭头示柱头位置。

研究人员将花朵与蝇类的形态学测量与传粉行为的高清视频分析相结合，发现蝇类的口器长度刚好与低位生殖器官相匹配，而其头部位置则精确对应高位生殖器官（图2）。研究人员对拍摄的162只蝇类、高达1721次独立访花行为的高清视频进行逐帧分析发现，蝇类在密集花序上觅食时，几乎总是采用中心进入式的固定姿势。这种高度一致的觅食行为与形态匹配相结合，在开放的花朵中构建了一个“虚拟花管”。这种“虚拟花管”使得花粉在蝇类体表实现了分区隔离，长柱花花粉绝大多数落置在蝇类的口器上；短柱花花粉则主要落置在蝇类的头部、胸部和腹部。这种空间隔离使得异型花粉的传递效率显著高于同型花粉。

图2. 蝇类传粉者形态与愉悦蓼长柱花（L-morph）和短柱花（S-morph）花部结构之间的形态匹配。

这项研究打破了精准传粉必须依赖特化物理结构的传统认知，证明了泛化传粉者在特定形态与行为的动态匹配下，同样能展现出极高的传粉精确性，拓展了达尔文假说在非管状花系统中的普适性，为“促进异交假说”提供了新的机制支持。

资源环境学院博士研究生何雄为论文第一作者，青年教师吴凌云与彭宇教授为共同通讯作者。加拿大多伦多大学Spencer C. H. Barrett教授与华中师范大学童泽宇副教授参与了本项研究。该研究工作得到了国家自然科学基金、中国博士后科学基金及湖北大学区域开发与环境响应湖北省重点实验室开放基金的联合资助。

编辑：何雄

初审：刘杰

终审：陆伟