2015-09-11 昆明植物研究所
語音播報
在被子植物進行傳粉的過程中，其花和傳粉者的生態關係研究得較為充分。然而，對花的視覺、嗅覺或味覺的多重功能如何同時完成及其維持的化學關係解析卻缺乏關注。作為昆蟲感知系統的信號線索，花的綜合表型特徵可能是將傳粉者和植物的繁殖策略耦合在一起的多效應載體。目前，花的繁殖器官特徵和傳粉者感知系統進化的化學基礎已成為生態學家或進化生物學家關注的興趣點。
近年來，中國科學院昆明植物研究所孫衛邦研究組博士陳高與該所研究員蔡祥海、夏成峰合作，以雲南省大宗經濟作物魔芋（Amorphophallus konjac C. Koch）、中國廣泛使用的藥用植物百部（Stemona japonica (Blume) Miquel）為研究材料。探索了這類典型的「腐屍花」植物的繁殖策略和食腐昆蟲的進化關係，在研究進化生物學基礎科學問題的同時，也期望能保護和持續利用這些受威脅廣布種的野生居群。
魔芋的花序釋放二甲基二硫和二甲基三硫等人類認為惡臭的氣味吸引傳粉的甲蟲和蒼蠅是大家熟知的「腐屍花」傳粉策略，該機制在天南星科已經研究得比較充分。但被研究者忽視的另一特徵是不相關的「腐屍花」類群多呈現血紅色到紫褐色的視覺效應，該趨同進化趨勢雖然為多數研究者熟悉，但並沒有被詳細地闡述。陳高等人研究發現魔芋花序不僅模擬屍體腐爛的氣味，而且模擬屍體腐爛的不同階段，從最初的模擬屍斑（紅棕色）到最後的屍綠（墨綠色），該視覺和嗅覺信號給傳粉者提供了長花期及大花展示的動態立體的生態效果。這些信號也暗示為什麼被子植物中腐屍花類群多呈現「花巨大症」的形態特徵，如泰坦魔芋（3米以上）、巨花馬兜鈴（50釐米以上）、大王花（100釐米）等。該研究揭示訪花的蒼蠅不能很好地將花序佛焰苞、屍斑、屍綠、血紅素（屍斑色）、硫血紅色（屍綠色）、魔芋花序的色素區分開來。同時，研究魔芋花序模擬屍斑的生物和化學信號基礎，能為今後進一步促進魔芋種質資源創新提供理論支持和技術指導。該研究以Mimicking livor mortis: a well-known but unsubstantiated colour profile in sapromyophily 為題，在線發表在生態學領域主流期刊Journal of Chemical Ecology上。
此外，通過和夏成峰研究組合作，研究人員也詳細解析了另一種腐屍花科植物百部和傳粉昆蟲的化學通訊關係，該研究發現百部釋放了在被子植物花中極少記錄的1-Pyrroline作為吸引傳粉昆蟲的小分子信號物質。該化合物可能是蒼蠅傳粉者的性信息素，此化合物的發現、合成及其生態功能的驗證，擴展了對腐屍花傳粉症候群的認識（以前通常認為腐屍花釋放二甲基二硫、二甲基三硫、糞臭素、吲哚、羧酸等吸引傳粉者）。蒼蠅的性信息素提取及其生態功能的交互驗證還在進一步研究之中。
另外，除了被子植物，不少真菌也釋放惡臭的氣味吸引蒼蠅或甲蟲傳播孢子，該進化策略類似典型的種子植物通過提供回報吸引吃果實的鳥類或蝙蝠進行種子傳播。研究發現五稜散尾鬼筆通過釋放惡臭的氣味能吸引吃孢子的蒼蠅、蠼螋、隱翅蟲、露尾甲等進行孢子傳播。
以上兩項研究結果分別以Semen-like floral scents and pollination biology of a sapromyophilous plant Stemona japonica (Stemonaceae)、Spore dispersal of fetid Lysurus mokusin by feces of mycophagous insects為題，發表在Journal of Chemical Ecology上。
文章連結：1 2 3
被子植物中幾種典型的「腐屍花」植物類群呈現屍斑或屍綠的視覺信號給食腐、食糞或食屍的傳粉者
魔芋花序的顏色模擬屍體腐爛不同階段的視覺信號及其視覺和味覺信號對蒼蠅的聯合或單獨吸引效果
百部花釋放1-吡咯專一地吸引芒蠅進行欺騙性傳粉，該花呈現「腐屍花」的花色特徵
釋放惡臭氣味的五稜散尾鬼筆通過吸引吃蘑菇的昆蟲的糞便進行孢子傳播
在被子植物進行傳粉的過程中，其花和傳粉者的生態關係研究得較為充分。然而，對花的視覺、嗅覺或味覺的多重功能如何同時完成及其維持的化學關係解析卻缺乏關注。作為昆蟲感知系統的信號線索，花的綜合表型特徵可能是將傳粉者和植物的繁殖策略耦合在一起的多效應載體。目前，花的繁殖器官特徵和傳粉者感知系統進化的化學基礎已成為生態學家或進化生物學家關注的興趣點。
近年來，中國科學院昆明植物研究所孫衛邦研究組博士陳高與該所研究員蔡祥海、夏成峰合作，以雲南省大宗經濟作物魔芋（Amorphophallus konjac C. Koch）、中國廣泛使用的藥用植物百部（Stemona japonica (Blume) Miquel）為研究材料。探索了這類典型的「腐屍花」植物的繁殖策略和食腐昆蟲的進化關係，在研究進化生物學基礎科學問題的同時，也期望能保護和持續利用這些受威脅廣布種的野生居群。
魔芋的花序釋放二甲基二硫和二甲基三硫等人類認為惡臭的氣味吸引傳粉的甲蟲和蒼蠅是大家熟知的「腐屍花」傳粉策略，該機制在天南星科已經研究得比較充分。但被研究者忽視的另一特徵是不相關的「腐屍花」類群多呈現血紅色到紫褐色的視覺效應，該趨同進化趨勢雖然為多數研究者熟悉，但並沒有被詳細地闡述。陳高等人研究發現魔芋花序不僅模擬屍體腐爛的氣味，而且模擬屍體腐爛的不同階段，從最初的模擬屍斑（紅棕色）到最後的屍綠（墨綠色），該視覺和嗅覺信號給傳粉者提供了長花期及大花展示的動態立體的生態效果。這些信號也暗示為什麼被子植物中腐屍花類群多呈現「花巨大症」的形態特徵，如泰坦魔芋（3米以上）、巨花馬兜鈴（50釐米以上）、大王花（100釐米）等。該研究揭示訪花的蒼蠅不能很好地將花序佛焰苞、屍斑、屍綠、血紅素（屍斑色）、硫血紅色（屍綠色）、魔芋花序的色素區分開來。同時，研究魔芋花序模擬屍斑的生物和化學信號基礎，能為今後進一步促進魔芋種質資源創新提供理論支持和技術指導。該研究以Mimicking livor mortis: a well-known but unsubstantiated colour profile in sapromyophily 為題，在線發表在生態學領域主流期刊Journal of Chemical Ecology上。
此外，通過和夏成峰研究組合作，研究人員也詳細解析了另一種腐屍花科植物百部和傳粉昆蟲的化學通訊關係，該研究發現百部釋放了在被子植物花中極少記錄的1-Pyrroline作為吸引傳粉昆蟲的小分子信號物質。該化合物可能是蒼蠅傳粉者的性信息素，此化合物的發現、合成及其生態功能的驗證，擴展了對腐屍花傳粉症候群的認識（以前通常認為腐屍花釋放二甲基二硫、二甲基三硫、糞臭素、吲哚、羧酸等吸引傳粉者）。蒼蠅的性信息素提取及其生態功能的交互驗證還在進一步研究之中。
另外，除了被子植物，不少真菌也釋放惡臭的氣味吸引蒼蠅或甲蟲傳播孢子，該進化策略類似典型的種子植物通過提供回報吸引吃果實的鳥類或蝙蝠進行種子傳播。研究發現五稜散尾鬼筆通過釋放惡臭的氣味能吸引吃孢子的蒼蠅、蠼螋、隱翅蟲、露尾甲等進行孢子傳播。
以上兩項研究結果分別以Semen-like floral scents and pollination biology of a sapromyophilous plant Stemona japonica (Stemonaceae)、Spore dispersal of fetid Lysurus mokusin by feces of mycophagous insects為題，發表在Journal of Chemical Ecology上。
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被子植物中幾種典型的「腐屍花」植物類群呈現屍斑或屍綠的視覺信號給食腐、食糞或食屍的傳粉者
魔芋花序的顏色模擬屍體腐爛不同階段的視覺信號及其視覺和味覺信號對蒼蠅的聯合或單獨吸引效果
百部花釋放1-吡咯專一地吸引芒蠅進行欺騙性傳粉，該花呈現「腐屍花」的花色特徵
釋放惡臭氣味的五稜散尾鬼筆通過吸引吃蘑菇的昆蟲的糞便進行孢子傳播