云南六种独花报春属植物的保护生物学研究

	云南六种独花报春属植物的保护生物学研究
	黄媛
导师	李德铢
学位专业	植物学
关键词	独花报春属云南濒危等级细胞学传粉生物学遗传多样性濒危机制保护
摘要	独花报春属(Omphalogramma Franch.)全世界有13种，中国有9种，其中6种在云南有分布，该属植物分布区域狭窄，资源状况和濒危状态不明。本文利用保护生物学的方法，以云南产的6种该属植物为主要研究对象，进行资源调查、濒危等级评估、生物学观察、形态补遗、迁地保护、细胞学、传粉生物学、遗传多样性的研究，探讨了该属植物的濒危机制，并提出了相应的保护措施，主要研究结果如下： 1．资源现状及濒危等级的评估分布于云南的6种独花报春属植物目前的资源量和居群数量少而小，有的种个体数目极少。根据IUCN（3.1版）的标准，中甸独花报春O. forrestii Balf.f和西藏独花报春O. tibeticum Fletcher.的濒危等级为极危 CR（Critically Endangered），大理独花报春O. delavayi Franch.、长柱独花报春O. souliei Franch.、丽花独花报春O. elegans Forr.、小独花报春O. minus Hand.-Mazz.、光叶独花报春O. elwesiana Franch.和钟状独花报春O. brachysiphon W. W. Smith.为濒危 EN （Endangered），独花报春O. vincaeflora Franch.为近危NT（Near Threatened）。 2．生物学观察和形态性状补遗该属植物叶形和大小的变异明显，从幼时到成熟植株甚至同一个体也表现出不同的叶形；大部分种的花冠裂片被毛，花冠裂片形状多变，有的种花冠裂片上具脉，纠正了《中国植物志》中对小独花报春果实大小的错误描述。 3．迁地保护研究初探对四种独花报春属植物的种子萌发实验，表明其萌发率均在60％以上，但是成苗率较低；独花报春属植物在昆明迁地保护难以成功，其原因是迁入地与原生地的生态环境差别太大。纬度上的水平空间差异和海拔高度上的空间差异较大，迁入地的空气湿度小、夏天气温过高、冬天低温不够、休眠时间不足等因素，影响植物的正常生长，从而导致在昆明迁地保护不成功。实践证明丽江高山植物园是独花报春属植物迁地保护较为理想的地方，因为该地与该属植物的原产地生态环境相似。另外，用离体保存的方法对该属植物进行迁地保护是可行的，但目前技术还不成熟，还需要进行进一步的研究。 4．细胞学研究对6种云南独花报春属（Omphalogramma Franch.）植物的体细胞染色体数目首次进行报道，分别为：大理独花报春(O. delavayi Franch) 2n=48，中甸独花报春（O. forrestii）2n=48，丽花独花报春(O. elegans) 2n=48，独花报春(O. vincaeflora) 2n=72，长柱独花报春(O. souliei) 2n=96，小独花报春（O. minus）2n=96，分别为四倍体、六倍体和八倍体，目前已知染色体数目的该属植物都为多倍体，而且是以x=12为基数整倍演化形成多倍体的。 5．传粉生物学研究对长柱独花报春传粉生物学的研究结果表明：该种是自交亲和的兼性异花授粉繁育系统；主要通过虫媒传粉，在传粉者缺失的情况下，不能进行风媒传粉；在观察到的六种拜访昆虫中，其中三种蜂类昆虫（Lasioglossum sp., Heriades parvula Cockerell and Micrapis florae Fabricius）是有效的传粉者；植物对拜访者的诱物是花冠的形状和颜色，对拜访者的酬物是花粉和花蜜；有些花的花药在花冠尚未展开就已经裂开了，可能发生了闭花授粉。开花生物学和传粉特征说明了异花授粉在长柱独花报春繁育系统的进化中占主导地位，自花授粉则起到辅助的作用。 6．保护遗传学研究利用分子标记ISSR检测了独花报春属5个种8个自然居群的居群间和居群内的遗传变异以及遗传结构，研究结果表明：五种独花报春属植物都具有较高的遗传多样性水平（居群水平P=53.93-62.50％，h＝0.0761-0.2191；物种水平P=53.93-88.98％，h＝0.1611-0.3161），居群间遗传分化显著（Gst=0.3157-0.7276）。造成该属植物较高的遗传多样性水平可能是因为该属植物都是多年生的草本，世代较长，对环境变化的反应有些滞后，而且是一个相对比较年轻的类群，最早出现在第三纪的渐新世和中新世，经历的时代较少，还保持着大量的遗传多样性；中甸独花报春和长柱独花报春两种植物居群间存在较大的遗传分化，主要是因为独花报春属植物是异花授粉为主，自花授粉为辅的繁育系统，主要靠飞行能力较弱的昆虫传粉，种子散布主要依靠重力，基因交流困难，而且居群间地理跨度比较大，地形复杂多变，植被、土壤等呈现明显的变化，阻碍了居群间的基因交流，造成了居群间个体迁移率较小，基因流偏小，从而形成了居群间显著的遗传分化。 7．濒危机制和保护措施探讨云南分布的六种独花报春属植物中，除独花报春（O. vincaeflora）为近危（NT）外，其他5种都处于濒危状态，主要表现在地理分布非常狭窄和局限、分布范围缩小、生态条件恶化、种群数量急剧下降并呈现衰退趋势。濒危机制有内在和外在两类因素，内在因素有传粉与种子散布机制受限不能很好地进行基因交流、自然更新能力差、种子转化为幼苗的过程可能有障碍、遗传分化显著、基因流较小、容易导致遗传漂变和近交；外在因素主要是人类活动破坏。保护应以就地保护和迁地保护相结合、建立独花报春小面积的保护小区、进一步研究离体保存的方法和技术、加强公众教育等。
语种	中文
	2006-06-14
学位授予单位	中国科学院昆明植物研究所
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.kib.ac.cn/handle/151853/142
专题	昆明植物所硕博研究生毕业学位论文
推荐引用方式 GB/T 7714	黄媛. 云南六种独花报春属植物的保护生物学研究[D]. 昆明植物研究所. 中国科学院昆明植物研究所,2006.

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