维罗妮卡属（Veronica）植物中的花粉-柱头相互作用与非对称生殖干扰

《Journal of Plant Research》：Pollen-pistil interaction and asymmetric reproductive interference in Veronica species

生殖干扰导致近缘植物分布分离，研究聚焦三种Veronica物种的花粉-柱头互作。实验表明异种花粉在V.persica柱头引发显著花粉管抑制，其排斥机制与异种花粉接触顺序相关，而V.polita var.lilacina和V.cymbalaria柱头对异种花粉识别较弱，混合授粉均导致杂交后代种子数减少。

　　

摘要

生殖干扰是一种负面的种间相互作用，可能导致亲缘关系密切的物种形成互斥的分布模式。尽管近期研究表明植物在花粉与雌蕊相互作用过程中经常发生生殖干扰，但关于这些相互作用的全面描述仍然十分匮乏。要理解生殖干扰的机制，需要将实证观察结果与相互作用分析相结合进行研究。本研究探讨了三种Veronica物种之间的花粉-雌蕊相互作用，这些物种最近被观察到存在不对称的生殖干扰现象。

实验发现，无论V. polita var. lilacina和V. cymbalaria的雌蕊接受的是同种花粉还是V. persica的花粉，其花粉管的行为都相似。相反，在V. persica的雌蕊中，异种花粉授粉后的花粉管数量显著少于同种花粉授粉的情况。此外，在混合授粉后，V. persica柱头上的部分花粉颗粒（推测为异种花粉）在荧光显微镜下呈现无荧光现象。虽然同种花粉管在V. persica雌蕊中的生长速度似乎更快，但统计分析并未支持这一趋势。

这些结果表明，V. polita var. lilacina和V. cymbalaria的雌蕊对V. persica的花粉识别能力较弱，导致异种花粉能够影响胚珠的发育。这一机制可以解释为何这些物种在混合授粉后种子产量会减少，即使首先接受的是同种花粉。相比之下，V. persica的雌蕊能够区分同种和异种花粉，尤其是在同种花粉先到达柱头的情况下。这种选择性解释了为何V. persica仅在受到V. polita var. lilacina的包围或与V. cymbalaria的花粉混合授粉（且V. cymbalaria的花粉先于同种花粉）时才会出现种子产量减少的现象。