腰花花序性状与蜜蜂访花偏好的互作机制及其对科特迪瓦腰果产量与传粉者保护的影响

《Ecology and Evolution》:First Measurements of Mixed Floral Traits Influencing Anacardium occidentale (Anacardeacae) Attractiveness to Bees in C?te d'Ivoire: Conservation and Agricultural Implications

【字体: 时间:2026年01月04日 来源:Ecology and Evolution 2.3

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  本研究首次系统评估了科特迪瓦腰果(Anacardium occidentale)花序性状(花朵密度、花粉/花蜜量及其糖类与氨基酸含量)对蜜蜂传粉者吸引力的影响,揭示了“偏好型”与“非偏好型”植株在传粉网络结构(如蜜蜂物种数从11升至38、访花次数从984增至8271)和农艺性能(坐果率从10.63%提升至50.15%)的显著差异,为高产品种选育和传粉生态保护提供了关键依据。

  
1 引言
腰果作为科特迪瓦重要的经济作物,其授粉效率与农艺表现常受限于传粉昆虫的访问频率。已有研究表明,蜜蜂等传粉者对花卉的选择性取决于花朵形态特征、花蜜与花粉的奖励量及其化学组成(如糖类、氨基酸含量)。然而在撒哈拉以南非洲地区,腰果花序性状如何影响蜜蜂行为及果实产量的系统性研究仍较缺乏。本研究通过对比科特迪瓦三个产区中蜜蜂“偏好型”与“非偏好型”腰果树的花序特征,旨在解析关键花序性状对传粉者吸引力及产量的调控机制。
2 材料与方法
2.1 腰果材料描述
腰果为漆树科植物,原产于巴西东北部,其花序为圆锥花序,包含雄花与两性花,花部形态特征(如花冠筒宽度、雄蕊数量与花药直径)及花蜜、花粉的化学组成(葡萄糖、果糖、蔗糖及14种氨基酸)被列为关键观测指标。
2.2 研究区域与采样设计
在科特迪瓦的Poro、Béré和Marahoué三个腰果主产区,各选取10公顷果园,每园区分“偏好型”与“非偏好型”植株各10棵(树龄约20年)。采样聚焦于植株冠层四个主枝的160个花序,避免邻近森林片段及养蜂活动的干扰。
2.3 数据收集
2.3.1 花序性状采样
通过显微测量与高效液相色谱技术,量化单花的花蜜体积(μL/花)、花粉数量(粒/花药)及糖类(μg/mg或μg/mL)、氨基酸(nmol/mg或nmol/mL)含量。同时记录花朵密度(朵/花序)及雄蕊插入数量等形态参数。
2.3.2 蜜蜂传粉者采样
在花期连续3日的特定时段(7:00–17:00),通过网捕法记录访花蜜蜂种类与频次,并利用分类学钥匙鉴定主要传粉者(如Apis mellifera、Meliponula bocandei等)。
2.3.3 产量评估
统计坐果率(%)、单果重量(g)及出仁率(lbs),分析花序性状与产量的关联性。
2.4 数据分析
采用多维尺度分析(MDS)与多元方差分析(MANOVA)比较花序性状的全局差异,并通过Quasi-Poisson回归模型评估性状与蜜蜂访花强度、产量参数的相关性。传粉网络结构通过二分网络指标(连接度、模块性等)进行解析。
3 结果
3.1 花序性状对蜜蜂偏好的解释
偏好型腰果的花序性状显著优于非偏好型(Wilks = 0.002384, p < 0.0001)。具体表现为:花朵密度(523 ± 46朵/花序 vs. 244 ± 47朵)、花粉量(大型花药949 ± 39粒/花 vs. 730 ± 94粒)及花蜜中糖类(如果糖123.3 ± 1.6 μg/mg vs. 117.5 ± 72.5 μg/mg)与氨基酸(如脯氨酸157.3 ± 15 nmol/mg vs. 88 ± 3.6 nmol/mg)含量均显著更高。而花冠筒宽度(1.0–1.1 mm)与雄蕊长度(1.3–4.0 mm)无组间差异,表明其对蜜蜂可及性无限制作用。
3.2 花序性状对蜜蜂访花强度与产量的影响
偏好型植株的蜜蜂物种丰富度提升至38种,访花次数达8271次(非偏好型为984次),传粉网络规模扩大至68(非偏好型为41)。同时,其坐果率(50.15% ± 5.34% vs. 10.63% ± 6.65%)与出仁率(64.3 ± 1.24 lbs vs. 48.47 ± 2.9 lbs)显著升高,但单果重量较低(6.75 ± 1.34 g vs. 10.79 ± 2 g),可能与果壳厚度变异有关。
4 讨论
4.1 花朵密度与奖励物质的协同作用
高花朵密度与花部奖励(花粉/花蜜)的化学品质(如氨基酸含量)共同驱动蜜蜂偏好,且花部形态未限制传粉者访问,支持了长短舌蜂类(如Apis mellifera与Pseudapis interstitinervis)的共存。
4.2 传粉网络结构的生态意义
偏好型植株的传粉网络呈现高嵌套性(38.46)与低连接度(0.25),表明其能支持更稳定的蜜蜂群落,尤其在旱季资源匮乏时期起到保育作用。
4.3 农艺性能的提升机制
蜜蜂访花强度的增加直接促进花粉转移效率,进而提高坐果率与坚果品质。单果重量的负相关可能源于种质资源差异导致的果壳发育变异。
5 结论
腰果花序性状的差异是影响蜜蜂传粉偏好与产量的关键因素。偏好型植株通过高奖励花部资源吸引多样化的传粉者,不仅提升农艺性能,还为传粉昆虫保护提供生态基础。后续研究应聚焦这些性状的遗传基础,以指导高产种质选育。
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