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中甸乌头总状花序不同位置花粉和花蜜的化学性状没有显著差异

吕晓琴, 李杨, 王顺雨, 姚仁秀, 王晓月

生物多样性 2024, 32 (1): 23371-. DOI: 10.17520/biods.2023371

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植物花序中的资源配置通常在花发育的时间或者位置上存在差异。植物的化学性状在自身生长发育以及植物与环境的相互作用中发挥重要作用, 但是化学性状是否存在花序内的差异, 目前还不清楚。为了解花序中不同位置上花报酬(花粉和花蜜)化学性状的差异, 本文以总状花序的中甸乌头(Aconitum piepunense)为研究对象, 从下往上, 将花序中不同位置的花分为基部花、中部花和顶部花, 观察传粉者在花序中的访问特点, 测量不同位置花的花蜜体积和糖浓度, 分别检测分析不同位置花的花粉和花蜜的化学物质的种类和相对含量。结果表明: 中甸乌头的传粉者弗里熊蜂(Bombus friseanus)和圣熊蜂(B. religiosus)通常由基部到顶部进行访花, 对不同位置花的单花访问时间和访花频率不存在显著性差异。基部花的花蜜体积高于中部花、顶部花, 3个位置的花蜜糖浓度不存在显著差异。花粉和花蜜中次级代谢物的相对含量和种类数都显著高于初级代谢物的相对含量和种类, 花粉中初级代谢物和次级代谢物的相对含量和种类数都显著高于花蜜。花粉和花蜜中的绝大部分的化学物质的相对含量和种类数在花序中的3个位置整体上不存在显著性差异。研究表明熊蜂为主要传粉者的中甸乌头, 其总状花序内上、中、下3个位置花的花粉和花蜜的化学性状不存在明显的结构效应。

化学性状 Chemical properties		基部花 Basal flower	中部花 Middle flower	顶部花 Distal flower	Wald χ²	df	P
相对含量 Relative content (× 10⁴)
初级代谢物 Primary metabolites
	蛋白质类 Protein	511.49 ± 42.34^a	552.74 ± 124.82^a	530.06 ± 41.72^a	0.402	2	0.818
	脂类 Lipid	18.26 ± 12.97^a	15.03 ± 26.00^a	3.77± 6.00^a	1.183	2	0.553
	核酸类 Nucleic acid	82.42 ± 7.98^a	78.04 ± 20.35^a	87.58 ± 3.25^a	0.840	2	0.657
	糖类 Carbohydrate	0.24 ± 0.13^a	0.24 ± 0.22^a	0.29 ± 0.11^a	0.176	2	0.916
次级代谢物 Secondary metabolites
生物碱类 Alkaloid	生物碱 Alkaloid	1,511.92 ± 382.731^a	1,955.34 ± 722.05^a	1,420.90 ± 658.81^a	1.336	2	0.513
酚类 Phenol	黄酮类 Flavonoid	764.42 ± 69.01^a	891.47 ± 316.12^a	1,015.04 ± 230.25^a	1.792	2	0.408
	醌类 Quinone	364.93 ± 23.91^a	386.44 ± 128.43^a	390.26 ± 61.44^a	0.161	2	0.923
	苯丙烷类 Phenylpropanoid	128.98 ± 6.70^a	186.97 ± 51.13^a	220.84 ± 78.17^a	4.430	2	0.109
	酚类 Phenol	24.72 ± 0.29^b	28.96 ± 0.74^a	28.57 ± 2.49^a	14.461	2	< 0.001
	鞣质类 Tannin	4.45 ± 1.30^a	7.01 ± 0.68^a	6.46 ± 3.46^a	2.317	2	0.314
萜类Terpenoid	萜类 Terpenoid	580.16 ± 75.67^a	619.22 ± 321.59^a	586.63 ± 289.76^a	0.041	2	0.980
	甾体类 Steroid	148.13 ± 41.41^a	171.98 ± 61.02^a	185.87 ± 25.71^a	1.075	2	0.584
种类数 No. of compounds
初级代谢物 Primary metabolites
	蛋白质类 Protein	21 ± 2^a	21 ± 4^a	20 ± 1^a	0.039	2	0.981
	脂类 Lipid	1 ± 0^a	1 ± 1^a	1 ± 1^a	3.000	2	0.223
	核酸类 Nucleic acid	11 ± 1^a	12 ± 0^a	11 ± 1^a	1.200	2	0.549
	糖类 Carbohydrate	2 ± 1^a	2 ± 1^a	2 ± 1^a	0.286	2	0.867
次级代谢物 Secondary metabolites
生物碱类 Alkaloid	生物碱 Alkaloid	202 ± 2^a	188 ± 12^a	194 ± 13^a	2.501	2	0.286
酚类 Phenol	黄酮类 Flavonoid	158 ± 9^a	151 ± 11^a	156 ± 6^a	0.757	2	0.685
	醌类 Quinone	33 ± 0^a	33 ± 5^a	35 ± 3^a	0.686	2	0.710
	苯丙烷类 Phenylpropanoid	147 ± 3^a	148 ± 4^a	139 ± 4^b	8.807	2	0.012
	酚类 Phenol	39 ± 1^a	37 ± 2^a	39 ± 2^a	1.313	2	0.519
	鞣质类 Tannin	6 ± 1^a	7 ± 3^a	7 ± 1^a	1.282	2	0.527
萜类 Terpenoid	萜类 Terpenoid	284 ± 5^a	288 ± 12^a	292 ± 9^a	1.043	2	0.593
	甾体类 Steroid	158 ± 6^a	148 ± 11^a	150 ± 1^a	3.202	2	0.202

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表2 基于广义线性模型比较中甸乌头总状花序中基部花、中部花、顶部花的花粉中化学物质的相对含量和种类数(平均值 ±标准误)。同一行中不同的小写字母表示该类化学物质的相对含量或种类数在不同位置的花之间有显著性差异, 该类化学物质名称字体加粗表示。

正文中引用本图/表的段落

为进一步比较中甸乌头花序中基部、中部、顶部花的花粉和花蜜的化学性状的相对含量和种类数, 将酚类物质细分为黄酮类、醌类、苯丙烷类、酚类和鞣质类, 萜类物质分为萜类和甾体类。花序不同位置的花粉中, 所有的初级代谢物(蛋白质类、脂类、核酸类和糖类)和大部分的次级代谢物(生物碱、黄酮类、醌类、鞣质类、萜类和甾体类)的相对含量和种类数均不存在显著性差异。基部花的花粉中酚类物质的相对含量显著低于中部花和顶部花(Wald χ2 = 14.461, df = 2, P ＜ 0.001), 基部花和中部花的苯丙烷类种类数显著高于顶部花(Wald χ2 = 8.807, df = 2, P = 0.012) (表2)。不同位置花的花蜜中, 其蛋白质类、核酸类(初级代谢物)和生物碱、黄酮类、醌类、酚类、鞣质类(次级代谢物)等化学物质的相对含量和种类数也不存在显著性差异(表3)。基部花的花蜜中糖类物质的相对含量显著高于中部花和顶部花(Wald χ2 = 11.914, df = 2, P = 0.003), 基部花的花蜜中苯丙烷类和甾体类化学物质相对含量均显著高于中部和顶部花(P ＜ 0.05), 基部花的花蜜中萜类化学物的种类数均显著地高于中部花和顶部花(P ＜ 0.05) (表3)。

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