性的進化和維持的研究一直是植物進化生物學和植物繁殖生態(tài)學研究的熱點問題。雖然自達爾文以來植物進化學家對植物性多態(tài)的起源與進化一直持續(xù)有高漲的熱情，但是我們對植物的性二相性系統(tǒng)的了解仍然非常不足。在這一特別的性系統(tǒng)中，每個個體可以根據(jù)環(huán)境狀況選擇主要以雄性或雌性的性別形式存在，在不同的花季間，同一個個體的性別可以在雄性和雌性之間發(fā)生轉(zhuǎn)換。據(jù)估計，大概僅有0.1%的有花植物具有此類性系統(tǒng)。
在孫航研究員和楊永平研究員的指導下，中國科學院昆明植物研究所的張志強博士與合作者們通過四年的連續(xù)研究確定了百合科的開瓣百合（或稱“開瓣豹子花”）是具有變性能力的性二相（gender diphasy）植物。在自然居群中，該植物的性別形式是大小依賴的：（1）處于雌相態(tài)的個體（雌性）大小顯著大于處于雄相態(tài)（雄性）的；（2）大的個體把更多的資源投入到雌性功能上，傾向于表現(xiàn)為雌性相態(tài)。（3）在年際間性別的轉(zhuǎn)換和個體大小的變化趨勢緊密相關，例如，去年的雄相態(tài)植株，如果今年個體變大則常常轉(zhuǎn)變?yōu)榇菩裕鴤�體比變小的雌相態(tài)植株則傾向于今年轉(zhuǎn)變?yōu)樾坌浴Ｔ撗芯拷Y(jié)果支持解釋性二相性系統(tǒng)進化的大小優(yōu)勢假說。
這部分研究結(jié)果以Size-dependent gender modification in Lilium apertum (Liliaceae): does this species exhibit gender diphasy? 為題以封面文章的形式正式發(fā)表于 Annals of Botany 114 (3):pp. 441–453。另外，張志強博士和李志敏教授一起指導碩士研究生龔強幫利用臘葉標本對屬于原豹子花屬的6種植物的性表達進行調(diào)查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)一直被認作為兩性花植物的原豹子花屬植物中普遍存在雄花，雄花和雄性個體的出現(xiàn)是大小依賴性分配的結(jié)果。該部分結(jié)果已經(jīng)被《植物分類與資源學報》接受發(fā)表。這些研究成果更正了長期以來對原豹子花屬植物性系統(tǒng)的錯誤認識，豐富了對植物性系統(tǒng)多樣性的理解，并為進一步解答植物性別轉(zhuǎn)變之謎打下了堅實的基礎。
上述研究工作主要得到國家自然基金委項目(No. 31100179)、中國博士后科學基金特別資助項目（2012T50787）和“西部之光”人才培養(yǎng)計劃西部博士項目的資助。
研究成果以封面文章的形式發(fā)表于 Annals of Botany
