花蜜中的微生物影响授粉

将它的喙浸入花朵的甜蜜花蜜中，蜂鸟所做的不仅仅是吃饭 - 它有助于微生物群落，可能决定花朵的命运。认识到这种短暂的相互作用可能对作物成功和传粉媒介物种的健康产生重大影响，由斯坦福大学生物学副教授Tadashi Fukami领导的研究小组近十年来研究了传粉媒介，微生物和植物之间的关系。

“授粉是人们重要的生态系统服务，”Fukami说。“微生物可能是我们必须考虑的缺失部分之一，以便更多地了解授粉，以及我们可以做些什么来提高效率。”

当Fukami于2008年来到斯坦福大学时，他的任务是开发一个新的野外生物学课程，该课程适合该系专门研究酵母的其他课程。为了将他对生态社区的研究与他的教学结合起来，Fukami向工作人员科学家Nona Chiariello询问，该大学占地1,198英亩的Jasper Ridge生物保护区可能存在酵母，她建议开花。

鉴于这个想法，Fukami选择研究粘性猴子花。这些充满活力的黄色花朵在当地传粉者(如蜜蜂和蜂鸟)中很受欢迎，并且需要授粉才能生产种子。但是，每次访问，传粉者还会将不同的微生物(如酵母)引入花朵最初的无菌花蜜中。由此产生的微生物群落的化学组成影响传粉者是否继续访问花朵，因此影响花朵的繁殖机会。

经过两年的新野外课程测试，由Fukami领导的生物讲师团队开始将100多名学生带到Jasper Ridge，在那里他们与实验室工作一起进行实地研究。2013年3月，他获得了本课程的探究式教学科学奖。

现在，Fukami实验室荣获国家科学基金会颁发的2017年度生物多样性奖，以支持进一步研究与生物多样性三个维度相关的花蜜微生物群落：功能，遗传和系统发育。

假花和竞争的微生物

Fukami和他的实验室成员及他的学生，多年来已经设计了许多方法来研究猴子花的微生物群落。为了从中获取微生物样本，他们喂养蜂鸟糖水，并在其他研究中，用动作激活的相机捕获传粉者对花的访问。他们甚至创造了人造猴子花，这使他们可以尝试定制的花蜜。

在一个实验中，团队限制哪些传粉媒介可以获取花朵，他们惊讶地发现微生物进入花蜜的顺序似乎极大地影响了微生物群落的进展。

“在有很多移民活动的鲜花中，你可以看到每个社区都有不同的社区，这取决于微生物移民的到达顺序，”Fukami说。

例如，该小组发现含有酵母的酵母似乎拒绝引入细菌，反之亦然。这是一个特别重要的发现，因为研究人员还表明，如果花粉中含有细菌，传粉者往往会避免使用花蜜。

基于这些发现，该团队还能够预测微生物和温度的进化相关性如何影响哪些微生物将进入花的花蜜。现在，研究人员正在开发数学模型来预测气候变化可能对传粉媒介，微生物和植物及其相互作用产生的影响。这些模型对依赖传粉媒介的作物非常重要，因为它们可以帮助预测这些植物，它们的微生物群落和传粉媒介如何应对不同的气候变化情景。

仔细看看

生物多样性奖的维度将帮助Fukami和他的团队进行三个相关的研究。他们将研究微生物如何影响花卉产生种子的能力，花蜜中细菌物种之间的进化关系是否可以帮助我们预测它们的影响以及酵母的不同遗传变异对花蜜化学的影响。

Fukami也期待着另一年的实地工作课程，这将继续为这项研究做出贡献。

“我们对如何将教学和研究结合起来感到非常满意，”Fukami说。“我们多年来一直这样做，但我仍然对它感到兴奋。”