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自然界中,微生物虽肉眼难辨却又无处不在,并在不同生境以及生物互作过程中发挥着重要的生态功能。例如被子植物的花蜜和裸子植物的传粉滴在发挥传粉者报酬和花粉捕获功能的同时,也因富含糖类和氨基酸而成为了微生物潜在的天然培养基。微生物在此类高营养生境中的传播、增殖、消亡和代谢活动,均可能对花蜜/传粉滴性状、传粉者行为、传粉过程以及随后的植物生殖适合度产生复杂的影响。本研究对象涉及自然界的三大生物类群,即植物、动物和微生物,以中国横断山区高山草甸的被子植物群落以及生长于热带雨林的代表性虫媒传粉裸子植物买麻藤(Gnetum luofuense)为实验材料,对微生物在种子植物虫媒传粉中的生态功能进行了以下三方面的研究:首先,我们在群落水平上对中国横断山区13种高山植物花蜜中的可培养酵母和细菌的多样性及丰度进行了研究。发现298个自然花蜜样本中82.6%含有微生物,尤其是花蜜酵母,在花蜜样本中具有68.8%的发生率,但其系统发育多样性较低,只有少数物种,如海洋酵母菌(Metschnikowia reukaufii),能够在花蜜中以高密度存在。花蜜微生物群落结构在不同植物种类间存在着差异,通过主成分分析发现,梅氏酵母属(Metschnikowia)、隐球菌属(Cryptococcus)和假丝酵母属(Starmerella)物种在花蜜样本中的发生率是造成这种种间差异的主要因素。此外,自然后期花蜜样本中微生物的多样性和丰度整体上显著高于传粉者访问前的早期花蜜。其次,运用微生物纯培养和显微细胞计数相结合的方法,对横断山区特有植物甘川铁线莲(Clematis akebioides)花蜜中海洋酵母菌的发生率和细胞密度进行了调查,发现这一世界广布的菌种在该种植物的花蜜中具有较高的发生率(79.3%)和密度(7.4×104±1.8×104 cells mm-3)。我们在野外使用人工花蜜对甘川铁线莲的自然花进行酵母接菌和无菌对照处理,通过比较不同处理组间传粉者访花行为和植物生殖适合度的差异,证明了海洋酵母菌可以显著提高传粉者红腹熊蜂(Bombus friseanus)的访花频率和甘川铁线莲的结籽率。此外,通过对微生物发酵后花蜜气味的气质联用(GC-MS)测定,我们发现海洋酵母菌能够产生如2-甲基-1丁醇等四种挥发性代谢物,这些气味分子可能作为吸引传粉者访问的有效花信号,促进甘川铁线莲和红腹熊蜂之间的相互作用。最后,我们运用气质联用对裸子植物罗浮买麻藤雌球花序的气味进行了定性定量分析,发现罗浮买麻藤的酸性腐败菌类气味由四种挥发性短链脂肪酸组成,即乙酸、丙酸、异丁酸和异戊酸。通过昆虫行为实验证实,这种菌类气味对罗浮买麻藤两类最重要的传粉功能群(蛾类和蟑螂)均具有明显的吸引作用。此外,我们采用高通量测序的方法全面解析了罗浮买麻藤传粉滴内细菌的多样性组成,发现传粉滴中的优势菌群,即普氏菌属(Prevotella)和拟杆菌属(Bacteroides)微生物均具有代谢糖类和氨基酸而产生上述脂肪酸的能力,因此在罗浮买麻藤的传粉过程中可能作为功能菌群,促成气味信号的形成以吸引有效传粉者的访问。