日前,国际植物学专业期刊《BMC Plant Biology》(《BMC植物生物学》),在线发表我校药学院教授吴之坤团队的研究成果。

施秉报春生境及形态解剖图。

龙门山报春生境与形态解剖图。

施秉报春和龙门山报春与近缘种生境及形态比较图,左为系统发育关系。
该研究详细介绍在贵州施秉云台山及四川江油龙门山发现的报春花科新种——施秉报春与龙门山报春,并深入探讨两种报春花科新种的分布情况、与相近物种的比较及施秉报春短花柱同型花型在物种分化与进化中的生物学意义。贵州中医药大学为文章第一作者与通讯单位。
深耕野外考察,连续发表16个新种
近年来,在学校与国家重要野生植物种质资源库的持续支持下,吴之坤教授团队开展了 大量野外考察与深入研究。截至目前,该团队已持续发表报春花属植物新物种16个。除了具有正常的二型花柱花类型的物种外,还发现多个具备特殊罕见花型的新种。这些新发现极大地丰富了报春花属植物花型的多样性,为繁育系统演化研究提供宝贵材料。
解密达尔文之谜:报春花的“二型花柱”与“同型花”
自达尔文发现报春花的二型花柱现象以来,报春花属一直是进化生物学家关注的热点。报春花属植物是典型的异花授粉植物,90%以上的物种为二型花柱物种。在野外居群中,长柱花与短柱花的柱头与雄蕊对应着生,昆虫授粉时能精准实现异交(图1)。

图1:蓝花大叶报春短柱花。

蓝花大叶报春长柱花。
在传统报道中,除花柱二型物种外,还存在花柱同型物种(柱头与雄蕊着生于同一水平)。尽管短柱同型和长柱同型均有报道,但在报春花属中长花柱同型更为常见。已有的研究从分子机制推测,CYPT基因的破坏导致雌雄蕊空间隔离降低且自交亲和,使长同型花能自花授粉并产生自交种子;而GLOT基因破坏但CYPT功能正常的短同型花,仍保持自交不亲和性。因此,短花柱同型花在野外极难稳定存在。

图2:贵州卵叶报春长花柱同型花。
打破常规:发现稳定存在的短柱同型花与“全新花单态”
科研的魅力在于不断打破既有认知。该团队在前期发表的盘州报春与本次发现的施秉报春中,均发现野外稳定存在的短花柱同型花物种(图3) 。

图3:盘州报春短花柱同型花。
此外,该团队在俯垂粉报春及2023年新发表的禄劝报春居群中,发现一种全新的花单态花型:由于花冠筒极度缩短,花丝着生于冠筒口,花柱伸出花瓣。这一形态特征从植物学上支持了传统假报春属应归并入报春花属的观点。


图4:䘵劝报春单态花型。
2026年8月,该团队还发表了一个花部形态独特的新种——大围山报春(图5),其花丝着生于花冠筒上并伸长至花冠筒外,花柱伸出,花丝与花瓣数量均为7-8枚,结合营养器官特征,被归入粉报春组。


图5:大围山报春独特花部形态。
吴之坤团队近年来的系列新发现,不仅丰富报春花属植物的物种多样性,特别是罕见花部形态的变异,更为研究报春花属植物的花型进化、物种分化与形成机制提供极具价值的科学样本。
(供稿:药学院 审核:剡鹏英 周超 殷海 岳卫国)