首次发现被子植物中由水介导的受精系统

在最早期的植物类群绿藻中，受精过程是在水中实现的。苔藓植物和蕨类植物虽然登上了陆地，但是受精过程依然离不开水。水介导的受精系统因此也被认为是早期陆生植物特有的受精系统，但这种受精系统在演化过程中限制了植物的扩张，对于其陆生生境是不适应的。相比之下，种子植物不再直接传递精子，而是演化出利用动物和风来传递整个雄配子体（花粉）的机制，即：传粉机制。这一“新发明”也是被子植物在地球上演化得最多样和最具优势的原因之一。因此，现有观点认为：水介导的受精机制在早期被子植物演化过程中消失了，因为它无法很好的适应陆生环境。

版纳植物园植物进化生态研究组博士研究生范永立等，在导师李庆军研究员的指导下在姜科植物距药姜（Cautleya gracilis）中首次发现了被子植物中水介导的受精机制。距药姜的花期为6-8月，是当地降雨最集中的季节。在晴天的条件下，该植物的花粉是颗粒状的，少数居群存在传粉者（条蜂和无垫蜂），更多的居群则没有传粉者，植物主要通过不完全主动自交产生少量种子。在雨天的条件下，传粉者缺乏，雨水会浸湿花粉，使花粉萌发和花粉管伸长，部分花粉管长入旁边的柱头，精子通过花粉管到达胚珠，从而实现雨水介导的受精。研究还进一步发现，这种受精机制能够保证植物在雨季实现最大限度的种子产量，是该植物的主要繁殖方式。这一受精系统可能是陆生开花植物对极端多雨生境的适应。该受精系统和早期陆生植物的有两大相似之处：（1）水是精子从配子体释放所必需的，（2）整个过程中只传递精子。这些特点和已报道的雨媒传粉系统显著不同，在雨媒传粉中，雨水通过机械力量使花粉（雄配子体）到达柱头，整个过程中不释放精子。

通过和加拿大多伦多大学Spencer C. H. Barrett教授合作，相关研究成果以Water mediates fertilization in a terrestrial flowering plant为题，近期发表在植物学期刊New Phytologist上。

水与姜科植物受精