花顏色是植物與傳粉者交流的視覺信號，花顏色的變化能引起傳粉者轉(zhuǎn)變進而引起繁殖隔離甚至物種形成。早花象牙參(Roscoea cautleoides)是姜科象牙參屬多年生草本植物，與其大多數(shù)近緣物種僅具有紫色或藍色花色不同，該物種同一種群內(nèi)普遍存在紫色花和黃色花兩種植株類型。

近日，中國科學院昆明植物研究所青藏高原植物進化與適應專題組聯(lián)合云南大學和貴州中醫(yī)藥大學，通過研究滇西北高海拔地區(qū)早花象牙參的花色多態(tài)性，揭示了同域分布花色多態(tài)性的生態(tài)效應與進化意義。研究發(fā)現(xiàn)，黃色花的花冠筒長度遠小于紫色花，長喙蛾類偏好訪問紫色花，熊蜂則偏好訪問黃色花，花顏色的差異促進了傳粉昆蟲訪花的專一性進而引起了強烈的合子前繁殖隔離。與紫色花植株相比，黃色花植株在種子數(shù)量及種子大小上具有明顯優(yōu)勢，表明黃色花植株比紫色花植株具有更高的繁殖適合度?；诖x組和轉(zhuǎn)錄組測序分析發(fā)現(xiàn)，黃色花的形成與花青素的缺失密切相關，但不同種群中花青素缺失的機制并不相同，表明黃色花植株是在各自種群中獨立從紫色花植株中演化而來。同域分布的兩種花顏色植株間已出現(xiàn)遺傳分化，但高度分化的基因主要與繁殖和抗逆相關，而黃色花植株的正選擇基因主要富集于抗逆相關功能。這些研究結果表明，花青素的平行缺失驅(qū)動了早花象牙參不同種群的花色多態(tài)性，而這種花顏色差異通過傳粉者偏好進一步推動了繁殖隔離和隨后的遺傳分化。該研究揭示了同域分布條件下由花色變化引發(fā)的早期物種分化過程，為中國西南山地植物的物種多樣性形成機制提供了新的證據(jù)。

研究成果以Parallel loss of anthocyanins triggers the incipient sympatric speciation in an alpine ginger為題發(fā)表于Plant Diversity。

圖1傳粉者的訪問偏好導致了早花象牙參同域分布兩種花顏色植株間的繁殖隔離

圖2花青素的平行缺失導致了早花象牙參同域分布兩種花顏色植株間的早期遺傳分化