生物谷报道:植物的花要结出果实和种子,就必须进行授粉。授粉的方式分为两种:一种是自花授粉,另一种是异花授粉。
一朵花的花粉
落在同一朵花的雌蕊柱头上,叫做自花授粉。大豆、豌豆、小麦、水稻、高梁、棉花等都是自花授粉的植物。要是在自花授粉过程中,碰到偶然的原因,使落到雌蕊柱头上的花粉数不足,便会形成秕子,这就是没有得到花粉的胚珠。
有的植物雄蕊和雌蕊不长在同一朵花里,甚至不长在同一棵植物上,这些花就无法自花授粉了,它们的雌蕊只能得到另一朵花的花粉,这叫做异花授粉。
异花授粉是植物界很普遍的授粉方式。它的花粉传播主要是靠风力或昆虫。依靠昆虫传粉的花叫做虫媒花,如梨、苹果、桃、柑橘、南瓜、油菜等植物的花。虫媒花的特点是花大,颜色鲜艳,有浓郁的香味和甜美的蜜汁,而且花粉较大,外壁有突起或粘质,很容易附着在昆虫的身体上。
另一种依靠风力传粉的花叫做风媒花,如栎树、杨树、玉米、车前草等植物。风媒花的特点是花小而轻,花被退化或不存在,没有香味和蜜汁。像玉米雄蕊长在顶部,一株玉米的雄蕊可以散发出5千万粒花粉,被风一吹,花粉四处飞扬,一遇上玉米棒上的雌蕊——“胡须”,就被粘住了。
一项新的研究显示,植物自花授粉的能力比之前推测的要古老的多。这种能力也是野草得以传播蔓延的一个重要因素。这些发现表明,至少在植物进化方面,与其他植株交配的困难大于这种行为的价值。
自花授粉赋予野草一种重要的进化优势。一个自花授粉植物能够靠自己的力量入侵新的地域并在那里定居。
南加州大学的植物遗传学家Magnus Nordborg解释说,拟南芥在至少100万年前已经失去了对“性趣”并且开始自花授粉。这些结果挑战了2004年北卡罗莱纳州大学做出的有关拟南芥在40万年前开始自花授粉的判断。这些结果以两篇文章公布在Science Express和Nature Genetics上。
之前的一项研究显示,只有1%的拟南芥接受来自同种其他植株的花粉。研究人员通过对常见的基因变异联合获得了这些发现。
基因组上不同位点的特定变异往往会相互配合,就如金发配蓝眼一样。这种叫做连锁不均衡(linkage disequilibruium)的现象能够有助于根据特定位点信息预测个体的基因组是什么样的。
在7月26日的Science Express上公布的研究中,研究人员利用连锁不均衡的基因组模式来估计自花授粉的进化时间。由于异花授粉混合了两个植物的基因组并且打破了不同变异的一些联合,近期的自花授粉的转换应该是留在拟南芥连锁不均衡模式中的一个印记。
值得一提的是,研究人员原本想要找到相对较高水平的连锁不均衡水平,但分析的结果却暗示出,自花授粉似乎在100万年前已经开始了。