互惠共生指双方物种都能通过对方增加适合度的种间关系.榕树与榕小蜂的传粉关系是自然界中典型的互惠共生系统,这种互惠关系发生在榕果中,也就是榕果是种间作用的场所,榕小蜂在其中传粉和产卵.由此,可以把榕果看作榕小蜂的生境斑块,利用集合种群理论框架构建榕树与榕小蜂互惠关系的动力学模型,研究这个互惠系统的稳定性和续存条件.由于这里的生境斑块(榕果)的动态变化性(榕果产生和掉落),模型不同于传统的生境斑块固定不变的集合种群模型,增加了描述生境动态的维度.模型表明:(1)榕果产生率足够大(大于一个阈值)是榕树与榕小蜂互惠系统能够续存的必要条件;(2)榕树和榕小蜂互惠系统存在双稳态现象(Allee效应),这个互惠系统续存需要种群大小超过一个阈值,换言之,种群大小低于这个阈值时,系统必然灭绝;(3)榕果产生率增加使榕小蜂种群增加,但不会影响未被占据的榕果数量.我们的模型不但可用来研究榕树与榕小蜂互惠系统的动力学性质,而且也是集合种群理论斑块动态化的发展.

物种-资源利用网络可以呈现不同物种在资源利用上的竞争、共享以及分化,可为从资源利用角度解释群落的物种多样性提供新的视角.昆虫群落一方面由群落内种间对资源的利用方式决定,也受寄主植物生态特征的影响.通过寄主生态特征解释物种-资源利用网络指标将深入揭示昆虫群落的组织模式和多样性决定机制.本研究采集榕属(Ficus)18种榕树的榕小蜂群落,构建每种榕树上的榕小蜂-榕果资源利用网络,分析网络指标间的关系.我们重点关注了群落物种数(物种多样性)和群落稳健度指标与其他网络指标间的关系,并比较不同寄主特征(传粉模式、生活型、繁育系统)对榕小蜂物种数以及榕小蜂-榕果资源利用网络指标的影响.结果显示,18种榕树上共收集到隶属于5科28属173种榕小蜂.榕小蜂群落物种数与网络的连接度呈负相关,与分化度呈显著的正相关;网络稳健度与物种数无显著相关关系,但与连接度、加权嵌套性、互作Shannon多样性、分布重叠度呈显著正相关关系,而与互作专化度、分化度呈显著负相关.与雌雄异株榕树相比,雌雄同株榕树的榕小蜂资源利用的互作专化度高,种间分布重叠度小,分化度高(资源利用分化高),所以雌雄同株榕树比雌雄异株榕树上榕小蜂物种数多.本研究支持资源利用的特异性和分化促进了榕小蜂物种多样性,支持竞争导致的资源利用分化在促进近缘种多样化过程中发挥重要作用.群落对资源丢失的稳健度与群落的物种数无关,但是与物种的资源共享程度(由连接度、分布重叠度表示)正相关.此外,繁育系统间榕小蜂物种数的差异可能与雌雄异株榕树繁殖功能的分化和专化以及对非传粉榕小蜂产卵的防御能力有关.

为探究相较于其余5种榕属植物,朱红毛斑蛾Phauda flammans偏好小叶榕Ficus concinna及垂叶榕F.benjamina的原因.本文通过测量比较7种常用的园林绿化榕属植物营养物质、次生代谢物质以及物理性状,采用室内饲养观察与调查统计的方法评估朱红毛斑蛾在小叶榕和垂叶榕上的发育历期和种群生命表参数.结果发现,与黄葛树、无花果、对叶榕、高山榕和印度榕相比,小叶榕和垂叶榕叶片可溶性糖含量分别为98.47 μg/g与65.21 μg/g;可溶性蛋白含量分别为4.18 mg/g与0.95mg/g;含水量分别为0.84％与0.95％;叶片厚度分别为3.59 mm与2.65 mm;硬度分别为3.91 mN与3.49 mN;朱红毛斑蛾仅在小叶榕和垂叶榕上能完成生活史;与垂叶榕相比,取食小叶榕后的幼虫、蛹和成虫的生长发育历期更短,分别为50.25 d、11.48 d和4.28 d,种群存活率和繁殖率更高,且自然死亡排除控制指数为1.68,低于垂叶榕.说明小叶榕和垂叶榕叶片含有较高的营养物质、较低含量的次生代谢物质、较小的叶片硬度,导致朱红毛斑蛾偏好小叶榕和垂叶榕,并能完成生活史.因此在基于榕树植物的园林绿化造景过程中,应注意树种的搭配,降低朱红毛斑蛾对城市园林景观和生态效益的影响.

榕管蓟马(Gynaikothrips uzeli)是榕属(Ficus)植物上的一种重要检疫性害虫,为明确该昆虫对榕属植物的选择行为及决定这种行为的关键因素,该研究通过昆虫行为测试,分析该昆虫对3种不同盆栽榕树(Ficus spp.)挥发物的行为反应及其与挥发物相对含量的相关性,筛选并验证决定选择行为的挥发物成分,结合相关基因表达量,推断合成这些特定挥发物的关键基因,为寻找绿色、有效和持久的防控措施提供依据.结果表明,榕管蓟马对3种盆栽榕树挥发物的趋向性以垂叶榕(F.benjamina)最强,人参榕(F.microcarpd)其次,印度榕(F.elastica)最弱;这种行为反应与挥发物中β-环柠檬醛、β-马榄烯、β-古巴烯的相对含量呈显著正相关关系,与反-α-香柑油烯的相对含量呈显著负相关关系;3种盆栽榕树中,β-环柠檬醛的相对含量与基因Fm.09G0004550(CCD4)的表达量呈显著正相关关系,β-马榄烯的相对含量与基因Fm.newGene1857(STPS)、Fm.newGene6827(VIT_19s0014g04930)的表达量呈显著正相关关系,p-古巴烯的相对含量与基因Fm.11G0000860(LUP2)、Fm.newGene1857(STPS)的表达量呈显著正相关关系,反-a-香柑油烯的相对含量与基因Fm.13G0003820(LUS1)、Fm.newGene489(GgbAS1)的表达量呈显著正相关关系.综上,榕属植物上决定榕管蓟马行为反应的特定挥发物主要为β-环柠檬醛、β-马榄烯、β-古巴烯和反-α-香柑油烯,这4种萜类挥发物合成可能主要与6个萜烯合成酶基因Fm.09G0004550、Fm.11G0000860、Fm.newGene1857、Fm.newGene6827、Fm.13G0003820和Fm.newGene489有关.

植物花挥发物是维持昆虫-植物传粉互作的重要化学信号,其组成的多样性对于理解传粉昆虫与植物相互作用的形成、维持和进化具有重要意义.榕树与其传粉榕小蜂是一种专性的互惠共生关系,榕树为榕小蜂提供繁殖场所,榕小蜂为榕树传粉.而榕果雌花期(接收期)释放的特异性挥发物是维持双方相互作用的关键媒介.本研究以西双版纳地区同域分布的6 种雌雄异株榕树为研究对象,用固相微萃取和气相色谱质谱联用仪对雌花期榕果的挥发物组成进行了分析.共发现77 种化合物,包含脂肪酸类衍生物6 种、单萜类化合物 16 种、倍半萜类衍生物50 种和芳香族化合物 5 种,不同化合物对挥发物距离差异性的贡献率依次是:对甲基苯甲醚(4-methylanisole,2.15)、β-罗勒烯(β-Ocimene,0.84)和喜沙木烯(Prezizaene,0.73).不同物种间挥发物组成有显著的差异,且挥发物的差异与榕树系统发育距离具有正相关性,但同一物种不同性别间的挥发物组成上没有显著的差异.本研究中发现雌雄异株榕树挥发物组成具有多样性高、种内性别间相似、种间差异大,系统发育一致性的特点,上述特点在榕树物种分化以及维持雌雄异株榕树繁殖的化学通讯机制中可能发挥着关键作用.

榕-传粉榕小蜂系统是研究动植物专性互惠共生关系的经典体系.早期形态学研究认为它们之间遵循一对一原则,即1种榕树只有1种榕小蜂为其传粉,而1种传粉榕小蜂也只能在1种榕树上繁殖后代.然而随着研究的深入,报道了越来越多非一对一共生关系的案例,尤其是隐存种的发现,打破了一对一原则在榕-传粉榕小蜂系统中的普适性.非一对一共生关系包括多种传粉者共现于1种宿主榕树和多种榕树共享1种传粉者两种情况,有各自不同的发生机制和规律.本文从形态学描述阶段、多学科综合证据阶段和传粉榕小蜂隐存种的发现3个阶段综述了榕-传粉榕小蜂非一对一共生关系的研究进展,并对其所引发的科学问题进行了探讨.多种传粉者共现于1种宿主榕树的情况,使得榕小蜂的种间杂交成为可能;而多种榕树共享1种传粉者,为宿主榕树的种间杂交提供了机会.然而,杂交事件的检出率却很低,暗示存在明显的生殖隔离.另外,传粉者共现和共享传粉者两种情况在不同性系统榕树上的发生率和发生机制存在明显差异,暗示不同性系统榕树的宿主专一性不同.大量小蜂隐存种的发现,引发了对其成种机制、共现机制的研究,以及对小蜂生物多样性的重新评估,并给人工控制实验的开展带来了新的问题.每个榕-传粉榕小蜂组合都具有其独特的协同进化历史,为研究动植物间的协同进化机制和规律提供了丰富素材.对榕-传粉榕小蜂专性互惠共生关系的形成、维持和打破机制开展综合研究,才能充分认识该系统,也有助于认识动植物间的协同进化过程和规律.

为了解漓江河岸带枫杨群落主要木本植物种群的生态位特征,在对其进行群落调查的基础上,利用Levins和Shannon生态位宽度、Schoener生态位相似性和Pianka生态位重叠指数对漓江河岸带枫杨群落乔木层、灌木层主要种群生态位进行定量分析.结果表明:乔木层的枫杨、灌木层的石榕树和桑的生态位宽度较大;重要值较大的物种,其生态位宽度一般较大,但两者排名顺序并不完全一致.乔木层主要种群生态位相似性普遍小于灌木层,平均值分别为0.151和0.236,主要种群间的生态位相似性较小,各种群对资源利用的相似程度不高;乔木层主要种群生态位重叠普遍小于灌木层,它们的平均值分别为0.217和0.273,主要种群间的生态位重叠程度较低;生态位宽度与生态位相似性之间无显著相关关系,生态位宽度大的物种与其他物种发生重叠的概率更大,但生态位重叠值不一定大,生态位相似性大的物种,其生态位重叠值一般较大.漓江河岸带枫杨群落属于地带性顶极群落,种间关系相对稳定,种群更新缓慢,在发展中有衰退趋势.

为探讨榕果发育过程中气味挥发物的动态变化及其对传粉者行为的调节作用,比较对叶榕(Ficus hispia)不同发育时期花序挥发物的变化,并结合Y形嗅觉仪检测对叶榕传粉榕小蜂对不同花序的选择性.结果表明,在3个发育时期的花序中共检测到64种化合物,对叶榕采用"泛化"策略吸引传粉榕小蜂,十一烷、β-榄香烯、β-芹子烯、α-依兰油烯可能是对传粉榕小蜂起吸引作用的物质.雌前期花序气味与雌花期相似,间花期与雌前期、雌花期的有显著差异,传粉榕小蜂对雌前期和雌花期花序具有明显的选择倾向,对间花期花序表现出驱避性,表明对叶榕与传粉者存在"推-拉"作用模式.雌前期花序释放的气味,有助于传粉者对寄主的定位.同一时期个体间的气味成分存在空间异质性,这种异质性在间花期更加显著,表明气味成分受环境影响.间花期花序气味由于不需要特异性地吸引传粉者,因而更容易发生变化.这有助于更好地理解榕树挥发性物质的组成特点,以及化学机制在维持榕树-榕小蜂共生体系中的关键作用.

杂交是生物进化的重要方式和新物种的重要来源,在植物界普遍存在,但在不同植物类群中的发生率差异很大.高度专性传粉体系中,宿主植物和传粉者经历长期协同进化,形成远高于其他物种的互利共生机制和合子前生殖壁垒,被认为不太可能发生种间杂交.榕树和传粉榕小蜂是动植物间专性传粉关系的典范,甚至发展出一对一高度专性关系.但随着研究的深入,发现了一定程度的宿主转移现象,引发学者对榕树种间杂交的研究和探讨.本文从人工杂交、外来种和本地种杂交、岛屿种自然杂交、同域分布近缘种自然杂交,以及利用系统发育不一致推测杂交等5个方面,综述了榕树种间杂交的研究进展,并对未来研究进行展望.同一亚属内人工榕树种间杂交F1代一般可育,不同亚属榕树的种间杂交亲和性强度在不同性系统上表现有所不同.种间存在单向或不对称的双向基因流,依赖专性传粉榕小蜂传粉可能使得渐渗杂交成为榕树种间杂交的主要方式.一系列的合子前隔离机制,包括化学隔离、形态隔离、地理隔离、生态隔离、季节隔离等有效维持了榕树物种在遗传和形态上的完整性;而合子后隔离作用较弱,传粉榕小蜂在非专性宿主上的繁殖适合度一般表现为显著降低.未来有待在评估杂交对榕树生物多样性和榕-传粉榕小蜂共生体系稳定性的影响,分析榕树天然杂交带的杂交模式,以及探讨影响宿主转移和榕树杂交的因素等方面开展深入研究.

为了探究外来植物白千层生长区域土壤的化感作用,选择邻近生长的本地植物榕树为对照,以白菜和萝卜为受体植物,通过对比研究白千层(Melaleuca leucadendra Linn)生长区域与邻近榕树生长区域的土壤水浸液对白菜和萝卜的种子萌发与幼苗生长的抑制作用,同时设置不添加活性碳与添加活性碳处理,探究白千层生长区域土壤的化感作用.结果表明,白千层生长区土壤对白菜和萝卜的幼苗生长有明显的抑制作用,且不同浓度水提液对不同受体植物的影响不同.相较于对照植物榕树,白千层生长区的土壤水浸液在低浓度不添加活性碳条件下对白菜与萝卜苗高具有明显的抑制作用.与未添加活性碳处理相比,经过活性碳处理的土壤浸提液对萝卜苗高与根长有一定的促进作用,证明白千层生长区土壤水浸液对萝卜幼苗生长具有明显的抑制作用.