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花柱多態(tài)性的進(jìn)化與維持是自達(dá)爾文以來(lái)植物進(jìn)化生態(tài)學(xué)研究的熱點(diǎn)。花柱卷曲性（Flexistyly）是一種出現(xiàn)在姜科山姜屬和砂仁屬植物中的*的花柱二態(tài)性。這一花柱二態(tài)性的*之處，在于它集交互性雌雄異位和異型雌雄異熟于單一花部策略中。具有這一花部策略的植物種群包括兩種表型的個(gè)體：花柱上舉型個(gè)體（功能上先為雌性后為雄性）和花柱下垂型個(gè)體（功能上先為雄性后為雌性）。下垂型個(gè)體的花在開(kāi)放時(shí)花藥開(kāi)裂散出花粉，而其柱頭卻向上反卷，不能被授粉；而上舉型個(gè)體在上午開(kāi)花時(shí)花柱向下彎曲，能夠被授粉，但其自身的花藥并不開(kāi)裂。兩種花型的柱頭在中午開(kāi)始向相反的方向運(yùn)動(dòng)：上舉型個(gè)體的花柱向上卷曲，當(dāng)其柱頭離開(kāi)能夠接觸傳粉者的位置后，它的花藥開(kāi)裂散粉；下垂型個(gè)體的花柱向下彎曲，其柱頭逐漸進(jìn)入昆蟲(chóng)拜訪(fǎng)的通道。兩種表型的單花花期都是1天。通過(guò)同步化的花柱運(yùn)動(dòng)以及與傳粉者拜訪(fǎng)頻率的結(jié)合，這一交配策略可實(shí)現(xiàn)的異型傳粉。
花柱為什么運(yùn)動(dòng)，或者說(shuō)什么樣的選擇壓力驅(qū)動(dòng)著花柱運(yùn)動(dòng)的進(jìn)化一直吸引著學(xué)者的注意?；ㄖ砬詚ui初被認(rèn)為是一種促進(jìn)異交減少自交的機(jī)制。然而，花柱卷曲性中異型雌雄異熟組分可有效減少自花授粉機(jī)會(huì)同時(shí)（Sun et al. 2007），花柱運(yùn)動(dòng)可能具有其他功能。這就需要從后達(dá)爾文視角（Post-Darwinian perspectives），即從花粉擴(kuò)散和雄性異交成功的角度解釋花柱運(yùn)動(dòng)的功能?；ㄖ\(yùn)動(dòng)的功能是通過(guò)限制雌雄功能間的干擾（性別干擾假說(shuō)），特別是柱頭對(duì)花粉輸出的干擾，進(jìn)而促進(jìn)有效花粉輸出并提高雄性適合度。
中科院西雙版納熱帶植物園孫杉博士在張大勇教授和李慶軍研究員指導(dǎo)下，從2003年開(kāi)始先后在其博士和博士后階段，在西雙版納用馬來(lái)良姜花粉供體-受體擺放實(shí)驗(yàn)對(duì)花柱運(yùn)動(dòng)的適應(yīng)性假說(shuō)進(jìn)行了檢驗(yàn)。其中花粉供體為人工操縱上舉型花柱不運(yùn)動(dòng)的個(gè)體和自然可運(yùn)動(dòng)的上舉型個(gè)體，花粉受體為去雄的下垂型個(gè)體。所有個(gè)體都通過(guò)等位酶篩選以便種子的親本可得到確認(rèn)。在自然傳粉的條件下，通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析兩類(lèi)供體花粉受精所產(chǎn)的種子數(shù)對(duì)性別干擾假說(shuō)進(jìn)行檢驗(yàn)。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)擺放、親本分析和統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)不斷完善，發(fā)現(xiàn)操縱的花粉供體所產(chǎn)的種子數(shù)顯著少于自然對(duì)照，這一結(jié)果支持了性別干擾假說(shuō)。同時(shí)在花粉競(jìng)爭(zhēng)較強(qiáng)，特別是傳粉者在訪(fǎng)問(wèn)受體花之前拜訪(fǎng)多個(gè)受體植株時(shí)，干擾所產(chǎn)生的結(jié)果更為明顯。
這是自從性別干擾假說(shuō)提出來(lái)以后，*次通過(guò)檢驗(yàn)后代親本來(lái)源的方法對(duì)其進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，在植物進(jìn)化生態(tài)學(xué)特別是花部進(jìn)化的適應(yīng)性和交配系統(tǒng)的演化方面具有重要的理論意義。
研究結(jié)果已于近日作為封面文章發(fā)表在《進(jìn)化生物學(xué)期刊》（Journal of Evolutionary Biology） 上，這是該刊創(chuàng)刊23年來(lái)以封面文章的形式發(fā)表中國(guó)作者的研究成果。
