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题名: 稀有植物屏边开口箭的保护生物学研究
作者: 乔琴
学位类别: 博士
答辩日期: 2010-01
授予单位: 中国科学院研究生院
导师: 张长芹
学位专业: 植物学
中文摘要: 屏边开口箭(Tupistra pingbianensis Huang et Liu)隶属于百合科(Liliaceae)长柱开口箭属(TupistraKer Gawler),是中国特有种,仅分布在滇东南的悬崖峭壁上以及原始森林树干上。由于其生境特殊,分布范围狭窄,居群数目有限,屏边开口箭直到1996年才作为该属的新种被发现,并被《中国物种红色名录》列为极度濒危植物。作为分布在特殊生境中的一种稀有植物,屏边开口箭为保护生物学的研究提出了新的研究思路。本文通过对其生物学特性、种群结构特征、种子萌发特点、细胞学、繁殖生态学、保护遗传学等方面较为全面系统的研究,为稀有植物屏边开口箭濒危状况、稀有的内在机理、引种驯化积累了必要的基础生物学知识。1、生物学特性: 屏边开口箭为多年生草本植物,植株片丛状生长,兼有有性、无性繁殖方式,种子主要靠重力传播。花期11月-12月,果期在翌年的11-12月。在野外共发现屏边开口箭11个居群,大多生长在滇东南地区的石灰岩崖壁和原始森林高大的树干上,居群中个体数较少且生境极为特殊。2、种子特性及萌发研究:通过播种和栽培试验初步研究了萌发基质、播种深度以及光照对屏边开口箭种子萌发的影响,结果表明:屏边开口箭种子百粒重为35.03±0.12g,种子平均大小为(1.17±0.02)cm×(0.79±0.01)cm×(0.77±0.01)cm(长度×宽度×厚度);适宜在少量覆土的条件下萌发;碱性土壤是屏边开口箭萌发较为理想的基质;光照不仅能够提高萌发率,而且加速屏边开口箭种子的发芽进程。野外或适宜条件下较高的萌发率也许是屏边开口箭为了适应环境而产生的生态对策。3、核型与进化研究:共选取开口箭属(Campylandra Baker)、长柱开口箭属(Tupistra Ker Gawler)以及蜘蛛抱蛋属(Aspidistra Ker Gawler)共8种植物进行染色体观察及核型分析,其中两种为首次报道。与前人研究结果一致,鉴于长柱开口箭属植物核型和花式的二重性,我们认为具二型性核型的长柱开口箭属植物是开口箭属向蜘蛛抱蛋属演化的一个过渡类型。而与该属其他植物相比,亲缘关系较近的屏边开口箭和伞柱开口箭极不对称的染色体核型,说明二者核型演化地位较高。4、繁育生态学研究:通过对屏边开口箭的开花物候、传粉生物学、交配系统的研究以及对近交衰退的检测,结果显示:屏边开口箭单花花期约15天左右,柱头、花粉活力持续时间较长;传粉昆虫多为蚂蚁、跳虫,偶有小甲虫拜访,缺乏长距离传粉昆虫;杂交指数(OCI)以及套袋试验的结果表明屏边开口箭为高度自交亲和的混交模式植物,且在幼苗早期并没有表现出明显的近交衰退现象。为了适应长期在特殊生境下的衍生,屏边开口箭的繁育系统似乎在向折中的混和交配系统方向演化,并通过遗传负荷的淘汰以减少近交衰退的影响,从而保持了其种群的繁衍能力。5、保护遗传学研究:采用AFLP分子标记技术对收集到的来自11个居群的97份材料进行了遗传学特征研究,结果显示屏边开口箭具有较高的遗传多样性(P99 = 96.012%; Ht = 0.302),且居群间存在着较大的遗传分化(⍬II=0.281,Fst=0.296)。其特殊的生境以及其生活史特性对于维持较高的遗传多样性有着重要作用,而基因流受阻和遗传漂变可能是导致屏边开口箭居群间产生较大遗传分化的主要原因。建议在对稀有植物屏边开口箭的就地保护过程中,应加强对生境以及每个居群的保护
语种: 中文
内容类型: 学位论文
URI标识: http://ir.kib.ac.cn/handle/151853/16156
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