薜荔榕小蜂對薜荔和愛玉子雌花期榕果揮發物的行為反應

楊 升, 陳友鈴,吳文珊,*,陳曉娟,包甜甜,葉潔芬,宋天宇,吳怡祾,周蓮香,曾喜育

1 福建師范大學生命科學學院,福建省發育與神經學生物學重點實驗室，福州 350117 2 臺灣大學生態學與演化生物學研究所,臺北 10617 3 臺灣中興大學森林與自然資源學系,臺中 60004

薜荔榕小蜂對薜荔和愛玉子雌花期榕果揮發物的行為反應

楊 升1, 陳友鈴1,吳文珊1,*,陳曉娟1,包甜甜1,葉潔芬1,宋天宇1,吳怡祾1,周蓮香2,曾喜育3

1 福建師范大學生命科學學院,福建省發育與神經學生物學重點實驗室，福州 350117 2 臺灣大學生態學與演化生物學研究所,臺北 10617 3 臺灣中興大學森林與自然資源學系,臺中 60004

薜荔和愛玉子均屬雌雄異株?？崎艑僦参?兩者互為原變種與變種的關系,分別與薜荔傳粉小蜂和愛玉子傳粉小蜂(二者互為隱存種)建立了專性共生關系,榕樹榕果揮發物在維系傳粉小蜂與其寄主的共生關系上起著重要作用。利用Y型嗅覺儀測定薜荔榕小蜂(薜荔和愛玉子的傳粉小蜂)對薜荔和愛玉子雌花期榕果揮發物的行為反應。結果表明：(1)雌花期果型的大小對薜荔榕小蜂行為反應無顯著影響,薜荔大、小果型雌花期雌(雄)榕果揮發物對其傳粉小蜂均具有強烈的吸引作用；(2)榕果揮發物濃度影響薜荔榕小蜂行為反應,薜荔、愛玉子雌花期雌(雄)榕果揮發物對其傳粉小蜂的吸引作用均可能存在閾值反應,即榕果揮發物濃度未超過閾值時,雌花期榕果揮發物對傳粉小蜂的吸引作用與揮發物濃度成正相關關系,而一旦超過閾值,榕果揮發物對傳粉蜂的吸引作用顯著下降,表明寄主榕果揮發物濃度影響傳粉小蜂的寄主定位；(3)薜荔傳粉小蜂對低濃度愛玉子雌花期雌(雄)榕果揮發物、愛玉子傳粉小蜂對低濃度薜荔雌花期雌(雄)榕果揮發物均既無趨向也無驅避行為；薜荔傳粉小蜂對高濃度的愛玉子雌花期雌(雄)榕果揮發物表現為顯著的驅避行為,而愛玉子傳粉小蜂對高濃度薜荔雌(雄)雌花期榕果揮發物表現為顯著的趨向行為,因此,薜荔傳粉小蜂與愛玉子傳粉小蜂存在寄主專一性不對稱現象,愛玉子傳粉小蜂進入薜荔雌(雄)果內傳粉或產卵的可能性較大,而福州地區的薜荔傳粉小蜂可能難以進入愛玉子雌(雄)果內傳粉或產卵。本研究結果將為榕-蜂共生體系的化學生態學理論研究以及愛玉子栽培提供科學依據。

雌雄異株；雌花期；變種；隱存種；Y型嗅覺儀

薜荔[FicuspumilaL. var.pumila(FPP)]為雌雄異株?？崎艑匍艠?主要分布于我國長江以南地區,如福建、臺灣、江西、浙江、江蘇、安徽、湖南以及四川等地,日本和越南北部也有自然分布,廣泛應用于城市園林綠化[1]。愛玉子[FicuspumilaL. var.awketosang(Makino)Corner(FPA)]是我國特有榕屬植物,模式產地為臺灣[1],在福建、浙江等地均有少量的自然分布[2],是一種具有較高經濟價值的特種果樹,目前在臺灣以及大陸長江以南地區廣為栽培[3]。

薜荔主要分布于低海拔地區,而愛玉子主要分布于海拔高于800 m的山地[4],陳勇等[5]在福建寧德低海拔地區有發現野生愛玉子和薜荔同域分布現象。薜荔與愛玉子植株形態相似,僅在葉型和隱花果(榕果)形態上有些差異[6]。林贊標等[4]對薜荔和愛玉子果膠酯酶的化學特性進行研究,結果表明愛玉子的果膠甲酯酶活性為95.8個活性單位,有兩個亞型；而薜荔的果膠酯酶僅為4.8個單位,只有一個亞型,暗示薜荔和愛玉子可能是親緣關系很近的兩個不同的種；隨著分子生物學技術的發展,分子標記技術被廣泛應用于到物種鑒定。李和惠[7]利用3個分子標記[葉綠體基因體中的trnT-trnL基因區間、核內硝酸鹽還原酶基因的第三個內含子(NIA-i3)以及核糖體的內28S至5.8S間的轉錄區間 (ITS II)]對薜荔及愛玉子進行遺傳分析,結果顯示薜荔與愛玉子并沒有發生種間分化；Wang等[8]發現薜荔傳粉小蜂和愛玉子小蜂均能夠給薜荔授粉,且薜荔和愛玉子細胞核基因存在重疊部分,說明兩者可能存在基因交流；江少華[9]通過薜荔與愛玉子種間交叉授粉試驗,發現薜荔與愛玉子能夠雜交產生可育后代,盡管雜交后代繁育能力下降,但依然能夠說明兩者可以進行基因交流。基于Stuessy[10]判斷原種與變種的3個標準,現在人們普遍認為薜荔與愛玉子為原變種與變種的關系。

薜荔與愛玉子的傳粉小蜂由于形態極為相似,一直被認為是同一種榕小蜂即薜荔榕小蜂[Wiebesiapumilae(Hill) Wiebes ][4, 11- 12]。然而,近年來分子生物學、繁殖生態學以及形態學大量證據表明,薜荔傳粉小蜂和愛玉子傳粉可能是兩個種或互為隱存種：李和惠[7]和吳文珊等[13]利用線粒體Cytb 及COI 基因部分序列對薜荔傳粉蜂和愛玉子傳粉蜂進行遺傳分析,結果表明二者遺傳結構達到種間分化水平。Wang等[8]對薜荔傳粉蜂與愛玉子傳粉蜂的mtCOI、延長因子Ⅰ的第一個內含子序列352個堿基(EF1-i1)以及12個核微衛星位點進行遺傳分析,結果發現兩種傳粉蜂的mtCOI存在較大的遺傳分化,且核標記基因沒有重疊部分,認為兩者是不同種榕小蜂。陳勇等[5]對福建寧德野生愛玉子與薜荔進行生活史的物候觀察,發現薜荔和愛玉子花期不遇,兩者的傳粉小蜂已經形成生殖隔離；江少華[9]通過對薜荔傳粉蜂和愛玉子傳粉蜂進行顯微以及亞顯微形態學觀察,發現兩者存在12個雌性特征以及5個雄性特征差異。Chen等[14]通過mtDNA COI假基因及核DNA微衛星對我國薜荔分布范圍內的薜荔榕小蜂進行遺傳分析,認為薜荔榕小蜂存在3個隱存種,分別為Wiebesiaspp.1,2和3,臺灣愛玉子傳粉小蜂屬于Wiebesiaspp.3。綜上所述,目前人們認為薜荔傳粉小蜂和愛玉子傳粉小蜂為形態相似,而遺傳結構具有明顯差異的隱存種。

榕小蜂壽命通常只有2—3 d,因此準確、及時的找到處于雌花期的寄主榕果對榕-蜂共生關系的維持、穩定具有重要作用[15]。研究發現,榕小蜂視覺功能有限[16],主要是依靠發達的觸角感覺器,感知榕樹釋放揮發物的組分及變化,實現對寄主榕果的精準定位[17- 18]。目前研究人員主要利用Y型嗅覺生物儀測試榕小蜂對揮發性化學信號的行為反應[19- 20]。Yokoyama[21]發現親緣關系較近的兩種榕樹(Ficusnishimurae和F.boninsimae)的專性傳粉蜂對非寄主性雌花期榕果揮發物的行為反應不同,F.nishimurae的傳粉小蜂能夠區分兩種榕樹雌花期榕果所釋放的化合物,而F.boninsimae的傳粉小蜂則不能區分,表明兩種傳粉小蜂對寄主存在專一性不對稱現象。雞嗦子榕的兩變種榕樹[F.semicordatavar.semicordata和F.semicordatavar.montana]的傳粉小蜂對寄主榕果的揮發物同樣存在寄主專一性不對稱現象[19]。本研究以薜荔榕小蜂(含薜荔和愛玉子的傳粉小蜂)為測試對象,研究薜荔榕小蜂對薜荔和愛玉子雌花期榕果揮發物的行為反應,探究薜荔傳粉小蜂與愛玉子傳粉小蜂的寄主專性對稱性,探究二者之間交叉傳粉的可能性。

1 材料與方法

1.1 材料

薜荔傳粉小蜂(Wiebesiaspp. 2)和雌花期榕果采自福州國家森林公園(119°29′E,26°15′W)的薜荔植株,愛玉子傳粉小蜂(Wiebesiaspp. 3)和雌花期榕果采自福建愛玉子栽培園(118°55′E,25°31′W)。采集接近出蜂的花序,用100目紗網袋套袋,帶回實驗室水培觀察,待其出蜂。選取當日出飛的活力強健的小蜂用于實驗。

1.2 方法

1.2.1 雌花期薜荔雌(雄)榕果果型區分

采樣期間,我們觀察到同株雌花期薜荔雌(雄)榕果果徑差別較大,將之區分為大、小兩種果型,其特征見表1。

表1 不同發育程度雌花期薜荔雌(雄)榕果體型比較

1.2.2行為反應的測定方法以及處理組設置[3]

采用自行設計的玻璃Y型嗅覺儀測定榕小蜂對薜荔以及愛玉子雌花期榕果揮發物的行為反應。Y 型嗅覺儀臂長20 cm,內徑1 cm,兩臂夾角90°,柄長15 cm,管柄上離夾角10 cm處連接有5 cm長的釋放管。每個管臂用Teflon管各接一味源瓶,進入味源瓶的空氣先經活性炭過濾后再進入蒸餾水加濕瓶以凈化和潤濕空氣,管柄接真空泵,調節抽氣速率為100—150 mL/min。實驗在完全遮光的室內進行。頂燈為3支40W平行燈管,室溫(25 ± 2)℃,濕度70%—75%。將待測雌蜂單個從釋放管放入Y型嗅覺儀的管柄,觀察其在5 min內對兩臂中連接的味源瓶的選擇反應。判斷標準如下：當小蜂爬至超過某臂的3 cm處,并持續1 min 以上,則認為小蜂對該臂的揮發物作出了選擇；若小蜂在給定時間內沒有做出選擇的則記為無反應,并從分析數據中剔除。每處理組測30只小蜂,重復6次[3]。每測定 3 只小蜂,調換兩臂方向,每處理組測定分5 d 進行(即每組合每天測 6 只小蜂)。每處理組測定完畢須更換Y 型管、味源瓶和連接管,并用乙醇和雙蒸水清洗并在 100℃ 恒溫干燥箱中烘干30 min。

果芽形成時,對果芽進行標記和跟蹤觀察,在果芽發育至A末期時用100目紗網袋進行套袋,待花序發育進入雌花期(套袋外停集有傳粉小蜂,或可聞到花序氣味時),采集花序用于實驗。薜荔傳粉蜂對不同發育程度的薜荔雌花期雌(雄)榕果揮發物行為反應處理設置見表2,以大、小果型雌花期薜荔雌(雄)榕果4種味源(果實個數分別為1、2、3和4個)與潔凈空氣對照進行單味源實驗,以大、小果型雌花期薜荔雌(雄)榕果4種味源進行兩兩對照的雙味源實驗,分別測試了薜荔傳粉蜂對24種處理組揮發物的行為反應。

表2薜荔傳粉蜂對不同發育程度薜荔雌花期雌(雄)榕果揮發物行為反應實驗處理組設置

Table2SetsofbehaviouraltestsofFPPpollinatingwaspstothefemaleormalereceptivephasefigvolatilesofdifferentdevelopmentstatesofFicuspumilaL.var.pumila

處理組Treatments味源ⅠOdourⅠ個數Number味源ⅡOdourⅡ個數Number1/2/3/4大果型雌果1/2/3/4潔凈空氣5/6/7/8小果型雌果1/2/3/4潔凈空氣9/10/11/12大果型雄果1/2/3/4潔凈空氣13/14/15/16小果型雄果1/2/3/4潔凈空氣17/18/19/20小果型雌果1/2/3/4大果型雌果1/2/3/421/22/23/24小果型雄果1/2/3/4大果型雄果1/2/3/4

表中處理組序號與個數依次對應(表3—表5同此)

薜荔傳粉蜂對愛玉子雌花期雌(雄)榕果揮發物行為反應處理設置見表3,以雌花期薜荔雌(雄)榕果2種味源與潔凈空氣對照進行單味源實驗,以雌花期薜荔雌(雄)榕果2種味源進行兩兩對照的雙味源實驗,分別測試了薜荔傳粉蜂對9種處理組揮發物的行為反應。

表3薜荔傳粉蜂對愛玉子雌花期雌(雄)榕果揮發物行為反應實驗處理組設置

Table3SetsofbehaviouraltestsofpollinatingwaspsofFPPtothefemaleormalereceptivephasefigvolatilesofFicuspumilaL.var.awketosang(Makino)Corner

處理組Treatments味源ⅠOdourⅠ個數Number味源ⅡOdourⅡ個數Number1/2/3雌花期雌果2/4/6潔凈空氣4/5/6雌花期雄果2/4/6潔凈空氣7/8/9雌花期雄果2/4/6雌花期雌果2/4/6

愛玉子傳粉蜂對愛玉子雌花期雌(雄)榕果揮發物行為反應處理設置見表4,以雌花期愛玉子雌(雄)榕果2種味源與潔凈空氣對照進行單味源實驗,分別測試了愛玉子傳粉蜂對8種處理組揮發物的行為反應。

愛玉子傳粉蜂對薜荔雌花期雌(雄)榕果揮發物行為反應處理設置見表5,以雌花期薜荔雌(雄)榕果2種味源與潔凈空氣對照進行單味源實驗,以雌花期薜荔雌(雄)榕果2種味源進行兩兩對照的雙味源實驗,分別測試了愛玉子傳粉蜂對9種處理組揮發物的行為反應。

表4愛玉子傳粉蜂對愛玉子雌花期雌(雄)榕果揮發物反應實驗處理組設置

Table4SetsofbehaviouraltestsofpollinatingwaspsofFPAtothefemaleormalereceptivephasefigvolatilesofFicuspumilaL.var.awketosang(Makino)Corner

處理組Treatments味源ⅠOdourⅠ個數Number味源ⅡOdourⅡ個數Number1/2/3/4雌花期雌果1/2/3/4潔凈空氣5/6/7/8雌花期雄果1/2/3/4潔凈空氣

表5 愛玉子傳粉蜂對薜荔雌花期雌(雄)榕果揮發物行為反應實驗處理設置

1.3 數據處理分析

2 結果與分析

2.1 薜荔傳粉蜂對薜荔雌花期雌(雄)榕果揮發物的行為反應

薜荔傳粉蜂對不同發育程度的雌花期薜荔雌、雄花序揮發物的行為反應結果見圖1,數據表明：(1)薜荔大、小果型雌花期雌、雄花序揮發物對其傳粉蜂均具有吸引作用,雌花期花序揮發物濃度對傳粉蜂的行為反應影響顯著,在一定濃度范圍內,花序揮發物對薜荔傳粉蜂的吸引力與花序揮發物濃度成正相關關系,當揮發物濃度增加到某一閾值,花序揮發物對薜荔傳粉蜂的吸引力顯著降低。(2)單味源實驗中,數量較少的小果型花序(味源為1—2個花序時)對其傳粉蜂的吸引作用顯著高于數量較多的小果型花序(味源為3—4個花序時),而在以大果型花序為材料的實驗中,當味源為2—3個花序時,對其傳粉蜂的吸引作用顯著高于其他組,由此推測單個小果型釋放的花序揮發物濃度可能高于大果型花序。雙味源實驗中,味源為1個果時,小果型雄花序揮發物對傳粉蜂的吸引作用顯著高于大果型雄花序(另3個實驗組無顯著差異),該結果支持上述推測。味源為3個花序時,小果型雌花序揮發物對傳粉蜂的吸引作用極顯著低于大果型雌花序(另3個實驗組無顯著差異),這可能是由于單個揮發物濃度較高的小果型花序,在味源數量增加到3個時,因揮發物濃度超過閾值,故對小蜂的吸引力較小,而單個揮發物濃度較低的大果型花序,在味源數量增加到3個時,其揮發物對小蜂仍保持較高的吸引力的緣故。(3)對單味源實驗中的數據進行非參數卡方檢驗,結果表明大、小果型的雌花序揮發物對薜荔傳粉蜂的吸引作用與其雄花序比較均無顯著差異(2=0.293,P=0.588；2=0.287,P=0.592),由此說明傳粉蜂對雌、雄花序之間的選擇可能不存在偏向性,該結果支持雌、雄花在釋放揮發物上存在相互模擬的理論[22]。

圖1 薜荔傳粉蜂對不同發育程度薜荔雌花期雌(雄)果揮發物的行為反應Fig.1 Behavior responses of pollinating wasps of FPP to the different developmetal states of female or male receptive phase of FPP fig volatiles數據為平均值±標準誤差。所得數據均經2檢驗,*比較具有顯著差異(P<0.05),**比較具有極顯著差異(P<0.01),NS比較無顯著差異(P>0.05)；BFP(Big female phase female fig of FPP)：大果型雌花期薜荔雌果；SFP(Small female phase female fig of FPP)：小果型雌花期薜荔雌果；BMP(Big female phase female male fig of FPP)：大果型雌花期薜荔雄果；SMP(Small female phase male fig of FPP)：小果型雌花期薜荔雄果；CA(Clean air)：潔凈空氣對照；矩形框中的數字表示榕果數量

2.2 薜荔傳粉蜂對愛玉子雌花期雌(雄)榕果揮發物的行為反應

薜荔傳粉蜂對愛玉子雌花期雌、雄花序揮發物的行為反應測定結果見圖2,結果表明,(1)低濃度愛玉子雌花期花序揮發物(味源為2個花序時)對薜荔傳粉蜂既無吸引也無驅避作用,而高濃度花序揮發物(味源為4、6個花序時)對薜荔傳粉蜂具有極顯著的驅避作用,經非參數卡方檢驗發現,高濃度雌、雄花序揮發物對薜荔傳粉蜂的驅避作用無顯著差異(2=0.348,P=0.555；2=0.118,P=0.732),表明在一定濃度范圍內,花序揮發物濃度與薜荔傳粉蜂驅避作用成正相關關系,而一旦超過某一閾值,則與花序揮發物濃度無顯著的相關性。(2)對單味源實驗中的數據進行非參數卡方檢驗,結果表明愛玉子雌花期雌、雄雌花序揮發物對薜荔傳粉蜂的驅避作用無顯著差異(2=0.098,P=0.775),由此說明薜荔傳粉蜂對雌、雄花序之間的選擇可能不存在偏向性。雙味源實驗中,薜荔傳粉蜂對雌、雄花序揮發物未表現出顯著的偏向性(2=0.015,P=0.903),該結果支持上述推測。

圖2 薜荔傳粉蜂對雌花期愛玉子雌(雄)榕果揮發物的行為反應Fig.2 Behavior responses of pollinating wasps of FPP to the female or male receptive fig volatiles of FPA數據為平均值±標準誤差。所得數據均經2檢驗,*表示比較具有顯著差異(P<0.05),**表示比較具有極顯著差異(P<0.01),NS表示比較無顯著差異(P>0.05)； FA(Female phase female fig of FPA)：雌花期愛玉子雌果, MA(Female phase male fig of FPA)：雌花期愛玉子雄果,CA：潔凈空氣對照

2.3 愛玉子傳粉蜂對愛玉子雌花期雌(雄)榕果揮發物的行為反應

從圖3中可知,(1)與潔凈空氣比較,味源瓶中放入4個雌花期愛玉子雌、雄花序時,愛玉子傳粉蜂既無顯著的吸引作用也無顯著的趨避作用；而放入1、2、3個雌花期愛玉子雌、雄花序時,愛玉子傳粉蜂具有極顯著的吸引作用,這說明愛玉子雌花期雌、雄花序揮發物濃度對愛玉子傳粉蜂的行為反應具有顯著影響；(2)對單味源數據進行非參數卡方檢驗發現,愛玉子雌花期雌、雄花序揮發物對愛玉子傳粉蜂均有極顯著的吸引作用(2=72.900,P=0.000；2=92.564,P=0.000),此外,愛玉子雌花期雌、雄雌花序揮發物對愛玉子傳粉蜂的吸引作用無顯著差異(2=0.047,P=0.828),由此說明愛玉子傳粉蜂對雌、雄花序之間的選擇可能不存在偏向性,該結果支持雌、雄花在釋放揮發物上存在相互模擬的理論[3]。

圖3 愛玉子傳粉蜂對愛玉子雌(雄)榕果揮發物的行為反應Fig.3 Behavior responses of pollinating wasps of FPA to the female or male fig receptive volatiles of FPA數據為平均值±標準誤差。所得數據均經2檢驗,*比較具有顯著差異(P<0.05),**比較具有極顯著差異(P<0.01),NS比較無顯著差異(P>0.05)；FA：雌花期愛玉子雌果, MA：雌花期愛玉子雄果,CA：潔凈空氣對照

2.4 愛玉子傳粉蜂對薜荔雌花期雌(雄)榕果揮發物的行為反應

從圖4中可知,與潔凈空氣比較,低濃度雌花期薜荔雌、雄花序的揮發物(味源為2個花序時)對愛玉子傳粉蜂既無吸引作用也無趨避作用,高濃度雌花期薜荔雌、雄花序揮發物(味源為4、6個花序時)對愛玉子傳粉蜂具有顯著的吸引作用,經非參數檢驗發現,味源分別為4個和6個花序時,其雌、雄揮發物對愛玉子傳粉蜂的吸引作用均無顯著差異(2=0.034,P=0.926；2=0.754,P=0.457),這說明在一定濃度范圍內,花序揮發物濃度與愛玉子傳粉蜂吸引作用成正相關關系,而一旦超過某一閾值,則與花序揮發物濃度無顯著的相關性。對單位源實驗中的數據進行非參數卡方檢驗,結果表明愛玉子雌花期雌、雄雌花序揮發物對薜荔傳粉蜂的吸引作用無顯著差異(2=0.002,P=1.000),由此說明薜荔傳粉蜂對雌、雄花序之間的選擇可能不存在偏向性。雙味源實驗中,薜荔傳粉蜂對雌、雄花序揮發物未表現出顯著的偏向性(2=0.013,P=0.954),該結果支持上述推測。

圖4 愛玉子傳粉蜂對雌花期薜荔雌(雄)榕果揮發物的行為反應Fig.4 4 Behavior responses of pollinating wasps of FPA to the female or male receptive fig volatiles of FPP數據為平均值±標準誤差。所得數據均經2檢驗,*表示比較具有顯著差異(P<0.05),**表示比較具有極顯著差異(P<0.01),NS表示比較無顯著差異(P>0.05)；FP：表示雌花期薜荔雌果,MP：表示雌花期薜荔雄果,CA：潔凈空氣對照

3 討論

3.1 薜荔與愛玉子蟲媒交叉授粉的可能性

交叉行為反應測定結果顯示：薜荔雌花期雌(雄)榕果揮發物對愛玉子傳粉蜂具有吸引作用,而愛玉子雌花期雌(雄)榕果揮發物對薜荔傳粉蜂具有驅避作用,表明愛玉子傳粉蜂可以實現對薜荔雌(雄)榕果的定位,而薜荔傳粉蜂可能難以實現對愛玉子雌(雄)榕果的定位,由此推測,福建地區利用愛玉子傳粉蜂給薜荔雌花期雌果授粉具有可行性,而利用薜荔傳粉蜂給愛玉子雌花期雌果授粉的成功率較低。江少華[9]對臺灣地區的薜荔與愛玉子種間蟲媒交叉接蜂授粉的研究結果表明：兩種傳粉小蜂對兩變種雌果揮發物沒有寄主偏好性的差異,但愛玉子傳粉蜂受薜荔雄果揮發物所吸引,而薜荔傳粉蜂不受愛玉子雄果揮發物吸引。顯然,薜荔傳粉蜂與愛玉子雌果之間的通訊關系,在臺灣和福州兩地存在差異。

研究表明冰期時薜荔在南嶺南北兩側可能均存在避難所,冰期后南嶺以北的薜荔種群向內陸高緯度方向擴散,南嶺以南的薜荔種群沿著南嶺-戴云山脈往高緯度方向擴散[23]。隨著薜荔種群擴散,與之共生的傳粉小蜂以更快的速度發生遺傳變異,形成3個隱存種：Wiebesiaspp.1、2和3。Wiebesiaspp.1主要分布于南嶺以北的擴散路徑,W. spp.2主要分布于而南嶺以南的擴散路徑,W. spp.3主要分布于臺灣和舟山群島[6, 14, 24]。劉敏等認為分布于舟山群島的W. spp.3種群從W. spp.1種群演化而來(分子證據表明2者親緣關系較近,且分布區部分重疊[6])；W. spp.2種群在臺灣海峽形成時,已與共生薜荔共存于臺灣島[6, 25],推測冰期后薜荔向高海拔擴散形成愛玉子變種,同期W. spp.2種群分化出與愛玉子共生的W. spp.3種群,因此臺灣地區的W. spp.2與W. spp.3種群之間親緣關系較近,臺灣地區的薜荔和愛玉子之間依然存在花粉流,故在臺灣地區薜荔傳粉蜂能夠給愛玉子雌花期花序授粉[9],但大陸地區的W. spp.2種群因海峽隔絕,與愛玉子無基因交流,因此福建地區的W. spp.2種群無法識別愛玉子雌花期花序。

3.2 薜荔雌花期果型變化與揮發物釋放間的相關性

榕果內小花發育成熟,標志著榕果發育進入雌花期[26],但隱頭果內的花是次第開放的,花成熟時才釋放揮發物,因此,在薜荔雌花期發育的過程中,果徑不斷增大,花次第開放,榕果吸引小蜂的揮發物濃度不斷升高；當隱頭果內的花全部開放時,榕果內揮發物的濃度也達到最高值；若有小蜂進入榕果,被傳粉或產卵的花便改變釋放的揮發物的質和量作為標識驅避小蜂[3, 27],以免重復傳粉或產卵,造成能量與資源的浪費；在薜荔果雌花期發育后期(本實驗中的大果型),若無小蜂進入榕果,果徑依然增大,以維持日漸閉合的苞口寬松度,確保小蜂能夠進入果內,此時,隨著小花的逐漸萎焉,吸引小蜂的揮發物濃度逐漸下降。若無小蜂進入,雌花期薜荔果對薜荔傳粉小蜂大約能維持2周的吸引作用,本實驗的大果型薜荔在3—4 d后掉落。綜上所述,榕果對小蜂的吸引力,應是隨著雌花期隱頭果直徑增大呈現先上升后下降的趨勢,Patel等人[28]在研究對葉榕(F.hispida)榕果發育過程中也發現了類似的結果。

[1] 中國科學院中國植物志編輯委員會. 中國植物志. 北京: 科學出版社, 1998.

[2] 馬煒梁, 吳翔. 薜荔榕小蜂(BlastophagapumilaeHill)與薜荔(FicuspumilaL.)的共生關系. 生態學報, 1989, 9(1): 9- 14.

[3] 陳友鈴, 吳文珊. 愛玉子花序揮發物成分以及對其傳粉小蜂的吸引作用. 生態學報, 2010, 30(8): 2212- 2219.

[4] 林贊標, 劉哲政, 楊居源, 黃瑞祥, 李永生, 張森永. 愛玉與薜荔隱花果形態與其生化特性比較. 林業試驗所研究報告季刊, 1990, 5 (1): 37- 43.

[5] 陳勇, 李宏慶, 馬煒梁. 薜荔和愛玉及其傳粉昆蟲繁殖特性. 植物生態學報, 2002, 26(1): 58- 63.

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BehavioralresponsesofWiebesiapumilaetothefemalephasefigvolatilesofFicuspumilaL.var.pumilaandFicuspumilaL.var.awkeotsang

YANG Sheng1, CHEN Youling1, WU Wenshan1,*， CHEN Xiaojuan1, BAO Tiantian1,YE Jiefen1, SONG Tianyu1, WU Yiling1, CHOU Liensiang2, TZENG Hsyyu3

1ProvincialKeyLaboratoryforDevelopmentalBiologyandNeurosciences,CollegeofLifeScience,FujianNormalUniversity,Fuzhou350117,China2CollegeofLifeScience,TaiwanUniversity,Taipei10617,China3DepartmentofForestryandNaturalResources,Chung-HsingUniversity,Taichung60004,China

FicuspumilaL. var.pumila(FPP) andF.pumilaL. var.awkeotsang(Makino) Corner (FPA) are evergreen climbing dioecious fig plants, the relationship that between two kinds of fig trees is the original variant and variant. FPP and FPA are respectively pollinated by their own obligated pollinator, and the relationship between two pollinating wasps is determined by the cryptic species. FPP and FPA built obligate symbiotic relationships with their specific pollinating wasps. Figs volatiles play an important role in the maintenance of pollinating wasps and their host symbiotic relationship. Pollinating wasps can follow the volatiles of specific host female phase figs, and enter figs for oviposition and pollination. In this study, we used a Y-tube olfactometer to test the behavioral responses ofWiebesiapumilae(Hill) Wiebes, the pollinating wasps of FPP and FPA, to the female phase fig volatiles of FPP and FPA. The results showed that: (1) the size of female phase figs had no significant effect on the behavioral responses ofW.pumilae; both female and male receptive phases of large and small type figs of FFP volatiles had a strong attractiveness to its obligate pollinator; (2) the concentration of fig volatiles had a significant effect onW.pumilaebehavior, both female and male receptive phase figs of FPA and FPP volatiles had a threshold response phenomenon on their obligate pollinators; when the volatile concentrations did not exceed the threshold value with the increase in volatile concentration, the attraction of pollinators increased; however, if the volatile concentration exceeded the threshold value, the attraction of pollinators decreased; (3) the pollinating wasps of FPP to both female and male low concentration female phase fig volatiles of FPA and pollinating wasps of FPA to both male and female low concentration female phase figs volatiles of FPP were neither attracted nor deterred. The pollinating wasps of FPA showed significant preference for both male and female high concentration female phase fig volatiles of FPP, whereas the pollinator of FPP was deterred by both male and female high concentration phase figs volatiles of FPA. Therefore, the pollinating wasps of FPA and FPP showed asymmetric host specificity. It is possible that the pollinating wasps of FPA enter female and male phase figs of FPP for pollination and oviposition, respectively; however, in Fuzhou, it is difficult for the pollinating wasps of FPP to enter the female and male phase figs of FPA for pollination and oviposition, respectively. Our results will provide the scientific basis for the studies on chemical signaling mechanisms of fig-wasp mutualism and FPA cultivation.

dioecious; female phase; variant; cryptic species; Y-tube olfactometer

國家自然科學基金資助項目(31670431,31270440); 福建省自然科學基金資助項目(2017J01440); 福建師范大學生物學拔尖人才班科研項目；福建師范大學大學生創新訓練計劃項目

2016- 09- 07; < class="emphasis_bold">網絡出版日期

日期:2017- 07- 12

*通訊作者Corresponding author.E-mail: wuwenshan@126.com

10.5846/stxb201609071821

楊升, 陳友鈴,吳文珊,陳曉娟,包甜甜,葉潔芬,宋天宇,吳怡祾,周蓮香,曾喜育.薜荔榕小蜂對薜荔和愛玉子雌花期榕果揮發物的行為反應.生態學報,2017,37(21):7161- 7169.

Yang S, Chen Y L, Wu W S, Chen X J, Bao T T,Ye J F, Song T Y, Wu Y L, Chou L S, Tzeng H Y.Behavioral responses ofWiebesiapumilaeto the female phase fig volatiles ofFicuspumilaL. var.pumilaandFicuspumilaL. var.awkeotsang.Acta Ecologica Sinica,2017,37(21):7161- 7169.