花烛族植物传粉的关键角色：五彩芋（Caladium bicolor）产香结构的细胞与超微结构研究

本综述系统探讨了天南星科五彩芋（Caladium bicolor）的花器结构与挥发物释放机制，聚焦于其产香体（osmophore）的形态功能与细胞学基础。研究通过组织学与超微结构分析，首次明确雄蕊区为挥发性有机化合物（VOCs）合成与释放的核心部位，揭示了线粒体与质体协同参与萜类生物合成与产热（thermogenesis）的代谢通路，为理解甲虫传粉植物与昆虫互作的生化与结构适应性提供了关键证据。

　　

Highlight

植物材料与野外观察

研究在自然环境和温室中生长的植株上进行。野外观察在巴西米纳斯吉拉斯州圣巴巴拉的20个大西洋森林环境栽培样本中进行了两年跟踪。结构和超微结构研究样本优先取自温室（贝洛奥里藏特，米纳斯吉拉斯州）栽培植株，以便即时固定和处理，但自然环境的植株也被采样。

开花与访花者

五彩芋的佛焰苞在暮光时分（约18:00）开始打开，此时未检测到花香。约一小时后夜幕降临，我们检测到花香释放，同时记录到雄蕊部分的温度上升。产热活动开始时（可通过触摸感知），花香浓郁且呈醚样气味。几分钟后，该香气减弱，转变为更甜美的花香，持续至次日清晨。

讨论

在某些天南星科物种中，尽管解剖学研究仍有限，现有证据表明花的远端部分参与花报酬的合成与分泌（Leguet等，2014），如在花烛属（Anthurium）中观察到（Paiva等，2021）。天南星科花远端部分参与分泌过程（即佛焰花序表面作为分泌物来源）似乎比文献中所述更为广泛。

在五彩芋中，挥发性释放结构位于雄蕊部分，由具乳突的表皮和分泌薄壁组织组成。气孔显示出分泌物释放的迹象。薄壁组织中的淀粉储备在产热高峰期间减少，并构成该过程的能量来源。合生雄蕊远端部分的细胞具有富含线粒体、质体和其他细胞器的细胞质。除了在产热过程中起基础作用外，线粒体与质体结合，在花香气某些组分（主要是萜类）的生物合成中发挥关键作用。细胞结构，加上活跃的分泌物产生和可育雄蕊部分显著的产热现象，强烈支持其作为花香释放主要部位的作用。