鸟类、非飞行哺乳动物与欧洲蜜蜂对灌木授粉效果的遗传成分实验比较

时间：2025年6月8日

来源：Oecologia

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本研究通过选择性授粉排除实验和微卫星基因分型，揭示了鸟类、非飞行哺乳动物（NFMs）和欧洲蜜蜂（Apis mellifera）对Banksia catoglypta（山龙眼科）授粉效果的遗传差异。研究发现NFMs授粉导致较低的多位点异交率（tm ）和较高父系相关性（rp ），而飞行动物授粉（鸟类+昆虫）产生的幼苗杂合度（Hi ）和存活率更高，凸显了不同传粉者功能群对植物交配系统和后代适应性的差异化影响。

引言

植物传粉者的活动范围和频率直接影响花粉传播模式，进而影响植物交配。鸟类授粉通常促进异交和多父系，而昆虫或非飞行哺乳动物（NFMs）授粉可能增加近亲繁殖和父系相关性，导致遗传多样性降低和幼苗活力下降。本研究以澳大利亚山龙眼科灌木Banksia catoglypta为模型，通过微卫星基因分型和同园实验，比较鸟类、NFMs（蜜袋鼯和啮齿类）及昆虫（主要为引入的欧洲蜜蜂Apis mellifera）授粉对幼苗遗传质量和活力的影响。

方法

研究物种
B. catoglypta是西澳大利亚Lesueur Sandplain地区的特有种，具有大型金黄色花序，花柱尖端呈现次级花粉呈现（pollen presenter），花蜜位于小花基部4.5 cm处，暗示其对鸟类授粉的适应。然而，其隐蔽且芳香的花朵特征也适合NFMs授粉。该物种为专性异交，种子具纸质翅，风力传播有限，多数散布在10米内。

授粉者调查
通过2363小时的热触发相机监测，发现白颊吸蜜鸟（Phylidonyris niger）是最常见的脊椎动物传粉者（0.13次/小时），NFMs（蜜袋鼯和家鼠Mus musculus）次之（0.04次/小时）。冬季开花期间，欧洲蜜蜂是主要无脊椎访花者（中位数5次/30分钟），而本土昆虫贡献可忽略。

选择性授粉排除实验
实验设置五组处理：开放授粉（对照）、仅NFMs授粉（用细网袋排除飞行动物）、鸟类和昆虫授粉（用围栏排除NFMs）、仅昆虫授粉（用笼子排除所有脊椎动物）及花粉补充（人工异花授粉）。通过微卫星标记（8个位点）分析幼苗家系的遗传参数，并在同园实验中评估幼苗生长和存活。

结果

遗传多样性
NFMs授粉的幼苗群体杂合度（H_o
）最低（0.38±0.03），而鸟类和昆虫授粉组最高（0.44±0.02）。多基因座异交率（t_m
）在NFMs组显著低于1（0.87±0.05），表明双亲近亲繁殖；其父系相关性（r_p
）最高（0.28±0.08），有效父本数（N_ep
）最低（3.6）。

幼苗表现
NFMs授粉的幼苗移植后存活率最低（72%），显著低于鸟类和昆虫授粉组（85%）。个体杂合度（H_i
）与存活率呈正相关（P=0.02），支持近交衰退假说。

讨论

NFMs授粉导致的双亲近亲繁殖虽轻微，但可能反映其较短的花粉传播距离。相比之下，鸟类和蜜蜂的协同作用维持了较高的遗传多样性。值得注意的是，欧洲蜜蜂作为引入种，未表现出负面效应，反而可能弥补鸟类授粉不足。研究强调，在专性异交植物中，传粉者功能群的差异对交配系统影响有限，但NFMs的冗余访花可能略微降低后代适合度。