巨魔芋(天南星科 魔芋屬)是世界上單體花序最大的植物,因其花朵盛開時會散發一股類似腐肉的惡臭味,同時被人們稱為“世界上最臭的花”。巨魔芋花朵的特殊氣味是什么,又有什么釋放規律呢?
近期,我校園林學院孫明教授課題組聯合國家植物園在國際期刊《Horticulturae》上發表了關于巨魔芋開花氣味成分研究的文章“An Analysis of Volatile Compounds and Study of Release Regularity in the Flower of Amorphophallus titanum in Four Periods”(《巨魔芋4個時期花朵揮發性成分分析及釋放規律研究》),首次探究了巨魔芋花朵4個時期的氣味成分含量以及變化規律,揭示了巨魔芋“另類花香”的真實面目 。

研究結果表明,巨魔芋在開花期間會釋放63種揮發物,尤其是盛花期會釋放大量的含硫化合物,其中二甲基二硫和二甲基三硫的釋放量最大,是巨魔芋花朵產生特殊氣味的主要原因。過了盛花期,2種含硫化合物釋放量會大幅度降低,巨魔芋花朵的特殊氣味也隨之變淡。

巨魔芋花朵的開放過程

巨魔芋開花4個時期的2種含硫化合物的成分變化
另外,巨魔芋在開花時,花朵會釋放大量的熱,溫度可達到36℃以上,有報道認為是在模仿剛剛死去動物的溫度,這樣的“高溫”同時也有利于巨魔芋花朵氣味的釋放;無論是氣味還是溫度的變化,都是為了進一步吸引昆蟲為自己授粉。在花朵放熱和釋放氣味的過程中,巨魔芋會消耗大量的能量,因此巨魔芋開花時間最長不會超過2天。

巨魔芋揮發性成分和花序溫度對昆蟲吸引力的影響示意圖
巨魔芋屬于珍稀瀕危植物,開花也十分罕見;同時巨魔芋具有極高的科研、經濟和觀賞價值,開展巨魔芋生物學習性的相關研究,對其種質資源保護和開發都具有重要意義。我校園林學院孫明課題組長期致力于觀賞植物的次生代謝產物合成與調控機理研究,本次合作開展的巨魔芋花朵氣味成分測定工作為解析巨魔芋花朵氣味的釋放規律和氣味成分的生物合成機理研究提供了理論依據,具有較高的科學價值,同時也兼具重要的科普宣傳教育意義,有助于加強公眾對植物學科的了解和認知,增強公眾對自然環境的認識和保護意識。