南美三药麻黄(Ephedra triandra)传粉滴分泌组织的发育阶段与糖组成及其传粉系统适应性研究

本研究针对裸子植物传粉滴的分泌机制与生态功能展开，通过组织学分析和糖组分测定，揭示了南美三药麻黄(Ephedra triandra)雌球花发育过程中淀粉代谢与传粉滴形成的关联性，发现其12%高糖浓度（以葡萄糖和果糖为主）的特性介于风媒裸子植物（<5%）与虫媒被子植物花蜜之间，为理解该物种兼具风媒与虫媒（ambophilous）的传粉系统提供了关键证据。

　　

在裸子植物的生殖生物学中，传粉滴(Pollination drop)作为雌球花分泌的关键物质，承担着捕获花粉并引导其进入珠孔的重要功能。这一现象在麻黄属(Ephedra)等古老类群中尤为特殊，部分物种甚至演化出同时依赖风力和昆虫传粉的"双媒介系统"(ambophilous system)。然而，传粉滴的分泌组织发育动态及其化学组成如何影响传粉策略，一直是学界未解的谜题。以南美特有物种三药麻黄(E. triandra)为研究对象，来自阿根廷科尔多瓦国立大学的研究团队通过组织学与生化分析，揭示了该物种传粉滴形成与淀粉代谢的时空关联，并发现其糖组成特征更接近虫媒植物的花蜜，为理解裸子植物传粉系统的演化提供了新视角。相关成果发表于《South African Journal of Botany》。

研究采用石蜡切片与组织化学染色观察雌球花发育过程，结合高效液相色谱(HPLC)测定自然种群采集的传粉滴糖组分。样本来自阿根廷科尔多瓦省三个自然种群，所有凭证标本保存于科尔多瓦国立大学植物标本馆(CORD)。

结果部分显示：

1. 雌球花形态特征：可育雌球花具6-10对苞片，顶端珠孔管处可见传粉滴，基部苞片尖锐而顶端苞片钝圆，部分苞片呈现罕见的3枚轮生排列。
2. 组织学动态：珠心(nucellus)上部在花粉室形成后积累淀粉，随后淀粉降解与传粉滴分泌同步发生，证实分泌组织为富含淀粉的薄壁细胞。
3. 糖组成特征：传粉滴溶质浓度达12%，显著高于风媒裸子植物(<5%)，主要含葡萄糖和果糖，与虫媒被子植物花蜜相似，但缺乏典型风媒类群中的蔗糖成分。

讨论部分指出：该研究首次阐明南美麻黄属物种的传粉滴分泌组织发育规律，其高糖浓度与还原糖为主的特性，从生化角度支持了E. triandra通过吸引蚂蚁等昆虫提升传粉效率的生态策略。珠心上部淀粉的阶段性积累与降解机制，为理解裸子植物生殖组织能量分配提供了新证据。相较于风媒裸子植物低浓度(<2%)传粉滴和虫媒买麻藤目(Gnetales)的高蔗糖含量(17%)，E. triandra展现出独特的糖谱特征，暗示麻黄属在传粉系统演化中可能处于过渡状态。研究还发现传粉滴可被人工移除后多次再生，这种可补充性进一步增强了其对传粉者的持续吸引力。

这项研究不仅填补了南美裸子植物生殖生物学的空白，更通过将组织发育与化学性状相关联，为理解裸子植物从风媒向虫媒的适应性演化提供了关键案例。在全球传粉者数量锐减的背景下，揭示裸子植物与昆虫的互作机制，对保护干旱区生态系统具有重要启示意义。