环植所入侵植物与杂草研究组和澳大利亚莫纳什大学联合研究发现，花粉限制（胚珠授粉率降低）可增加植物种子大小，这是首次将花粉限制与种子大小联系起来。

　　该成果近期在《American Naturalist》杂志发表，题目为“Resource allocation and seed size selection in perennial plants under pollen limitation” 第一作者和通讯作者为环植所黄乔乔副研究员。

　　人类活动、动植物栖息地片段化或丧失、以及气候变化常导致植物种群密度的下降和传粉昆虫数量的减少，这会进一步导致植物生产的胚珠因难以授粉而难以最终转变为种子（即花粉限制）。植物可能进化出一系列的措施来降低花粉限制对其种子生产的副作用。例如，植物可能增加花部资源投入来吸引更多的传粉昆虫；由于花粉获取有较高的随机性（同一植物不同的花获得的花粉粒数量有较高的变异），植物可能增加胚珠数量以保证每朵花中的胚珠数量均不低于可能获得的花粉粒的数量。然而，关于花粉限制的理论模型研究与实验观测之间往往不相符，即理论预测的花粉限制现象应该不普遍但实验观测却发现种子植物界存在广泛的花粉限制现象。此外，花粉限制可能改变种子大小这一可能性，之前的理论模型一直没有研究。

　　在这项研究中，黄乔乔、Martin Burd和范志伟博士用进化稳定的繁殖对策模型（即纳什平衡概念）研究了多年生植物在花粉限制下的资源分配和种子大小选择。在种群非密度制约条件下（种子成活率与种子数量和成体繁殖后成活率无关），花粉限制（胚珠授粉率降低）可增加植物最优种子大小，且这种增加的幅度与胚珠质量正相关。无论胚珠授粉率为多少，最优种子大小使得种子成活率除以生产一粒种子所需的资源（包括胚珠资源投入和种子资源投入两部分）这个比值达到最大；或者说，最优种子大小使得适合度产出除以资源投入这个比值达到最大。种子大小决定着成体繁殖后的成活率，种子越大，成体繁殖后的成活率也越大。在种群密度制约条件下（种子成活率与种子数量和成体繁殖后成活率负相关），最优种子大小与胚珠授粉率呈反比例关系，但花粉限制不影响成体繁殖后的成活率。花粉限制对种子大小的影响对一年生植物也适用。这些结果对于雌雄同体和雌雄异体的植物都适用。模型的理论预测与实验观测数据之间符合的也比较好。

　　种群非密度制约条件下，胚珠授粉率（L）降低增加最优种子大小（So）的理论模型图。粗曲线代表了种子大小（S）与成活率（C）（种子生长至成体的可能性）间的关系（一般认为，C随S的增加而增加，但C的增加速度越来越慢，即C与S符合饱和函数关系）。Sonpl为无花粉限制（L=1）时的最优种子大小。Sm为使种子能成活的最小种子大小。1/fmax为胚珠大小。max: 最大化。 

　　这项新的研究表明，除了增加吸引昆虫的资源投入、增加胚珠生产外，植物也可能通过增加种子大小来降低花粉限制对其繁殖的副作用。该论文受到了《American Naturalist》期刊编辑Alice A. Winn博士的高度评价。

　　American Naturalist创刊于1867年，影响因子4.167，主要刊登生态学和进化生物学领域创新性的前沿理论和实验性论文，是该领域历史最悠久的科学杂志，也是美国历史最悠久的科学杂志。创刊150年来，国内学者在该刊物发表的论文不足20篇。论文链接：http://www.journals.uchicago.edu/doi/full/10.1086/692543