Im Laufe der Evolution findet man sehr häufig Pflanzenarten, die sich von der Fremdbestäubung (wenn Pollen von der Staubbeutel einer Blüte auf die Narbe einer anderen Blüte einer anderen Pflanze übertragen werden) zur Selbstbefruchtung (wenn der eigene Pollen einer Blüte ihre Samenanlagen oder die einer anderen Blüte derselben Pflanze befruchtet) entwickelt haben. Um diesen Evolutionsprozess zu untersuchen, haben sich Forscher hauptsächlich auf tierbestäubte Pflanzen konzentriert, während windbestäubte Arten in dieser Hinsicht relativ wenig erforscht sind. Eine neue Studie, die in AoB PLANTS festgestellt, dass Einige Blütenmerkmale spielen eine Schlüsselrolle bei der Bestimmung, ob zwei eng verwandte Reisarten auf Selbstbestäubung oder Fremdbestäubung (Windbestäubung) angewiesen sind..

Oryza Rufipogon, eine Wildreisart, weist eine Fremdbestäubung auf, während ihre Schwesterart, Oryza Nivara, hat sich zu einer hohen Selbstbefruchtungsrate entwickelt. Dieser Unterschied macht sie zu einem idealen Paar für die Untersuchung der Blütenmerkmale, die unterschiedliche Paarungsstrategien bei Pflanzen steuern. Durch den Vergleich ihrer Blütenbiologie haben die Forscher Michael Grillo und Andrés Gutiérrez wichtige Merkmale identifiziert, die sich zwischen den beiden Reisarten unterscheiden, darunter Staubbeutel- und Narbenmerkmale, Rispenform, Pollenlebensfähigkeit und den Zeitpunkt der Staubbeutelöffnung zur Freisetzung des Pollens (Dehiszenz).

Zwei Merkmale in O. nivara erregten die besondere Aufmerksamkeit der Autoren: eine größere Staubbeutel-Basalporengröße und eine frühere Staubbeutelöffnung. Diese Eigenschaften scheinen sicherzustellen, dass Pollen auf eine Weise freigesetzt werden, die die Selbstbestäubung erleichtert und den Bedarf an externem Pollen verringert.

Zwischen diesen Arten gibt es keinen Unterschied in der Größe der apikalen Poren. Es gibt jedoch einen erheblichen Unterschied in der Größe der basalen Poren: O. nivara hat eine doppelt so große basale Pore wie O. rufipogon.
Ein Vergleich zwischen Oryza nivara und Oryza rufipogon. Einzelheiten siehe Bildunterschrift.
Funktionelle Merkmale, die die Differenzierung des Paarungssystems steuern in Oryza Nivara mit einem Oryza Rufipogon; O. nivara Merkmale befinden sich in der linken Spalte und O. rufipogon rechts; (A) O. nivara Blütchen mit Angabe der Staubbeutelgröße; (B) O. rufipogon Blütchen zeigt die Größe des Staubbeutels; (C) O. nivara Rispenform und -ausmaß; (D) O. rufipogon Rispenform und -ausmaß; E) O. nivara Narbenlänge, Papillendichte und Narbenfarbe; (F) O. rufipogon Narbenlänge, Papillendichte und Narbenfarbe; (G) Basalporus von O. nivara; (H) frühe Dehiszenz von O. nivara, Narbe vor dem Öffnen der Blüte mit Pollen bedeckt.

Um die Mechanismen der Selbstbefruchtung weiter zu untersuchen, führten die Forscher Experimente zur Manipulation von Blüten durch, um zwischen Geitonogamie (Selbstbefruchtung zwischen verschiedenen Blüten derselben Pflanze) und Autogamie (Selbstbefruchtung innerhalb einer einzelnen Blüte) zu unterscheiden. Ihre Ergebnisse legen nahe, dass O. nivara beruht hauptsächlich auf Autogamie, während O. rufipogon erreicht Selbstbefruchtung durch Geitonogamie.

Das Verständnis dieser Blütenmechanismen ist nicht nur für die Evolutionsbiologie, sondern auch für die Landwirtschaft von entscheidender Bedeutung. Viele Grundnahrungsmittel, darunter Reis, sind windbestäubte Gräser. Die Erkenntnisse dieser Studie könnten bei der Entwicklung von Züchtungsstrategien helfen, die auf eine Optimierung der Selbstbefruchtung oder die Erhaltung der genetischen Vielfalt in kultivierten Sorten abzielen.

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Grillo M. und Gutiérrez A. (2025) „Blütenmerkmale, die der Differenzierung des Paarungssystems in der windbestäubten Schwesterart zugrunde liegen Oryza Rufipogon mit einem Oryza Nivara" AoB PLANTS. Verfügbar unter: https://doi.org/10.1093/aobpla/plae073