本文關鍵詞：極小種群野生植物大樹杜鵑的保護生物學研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：大樹杜鵑(Rhododendron protistum var. giganteum (Forrest) D. F. Chamberlain)為杜鵑花科(Ericaceae)杜鵑屬常綠杜鵑亞屬最高大的多年生喬木,分布于高黎貢山國家自然保護區(qū)騰沖縣大塘站的原始森林,共有2個野生居群,植株數(shù)量不足2000株。由于大樹杜鵑種群分布地的局限性和資源的稀少性,該物種已經(jīng)被國家林業(yè)局列入首批極小種群野生植物保護名錄,并被《中國植物紅皮書》收錄為Ⅱ級保護植物,但是目前關于該物種的保護生物學研究幾乎處于空白狀態(tài)。鑒于此,本文在對極小種群野生植物大樹杜鵑資源與分布調(diào)查的基礎上,通過野外調(diào)查與室內(nèi)實驗,對該瀕危物種的生存現(xiàn)狀、種群結構與動態(tài)、種子生理生態(tài)、種子貯藏特性、保護遺傳學(AFLP和SSR)等方面進行了綜合研究,分析了大樹杜鵑的生存現(xiàn)狀,并探究其瀕危原因與瀕危機制,在此基礎上提出了適合該物種的種群保護對策與方案。主要研究結果和結論如下：1.種群結構特征與動態(tài) 通過野外調(diào)查,以種群徑級結構代替年齡結構的方法研究了大樹杜鵑種群的徑級結構、靜態(tài)生命表與種群存活曲線,并采用時間序列預測模型分析了大樹杜鵑的種群動態(tài)。結果表明,大樹杜鵑種群分布生境特殊且局限分布,種群數(shù)量少；現(xiàn)存種群幼年個體數(shù)量相對較少,中年和成年個體數(shù)量豐富,種群存活曲線趨于Deevey-Ⅲ型,總體處于衰退趨勢。種群時問序列預測分析表明,大樹杜鵑種群植株數(shù)量在未來2年和5年總體上呈現(xiàn)小幅度的增加趨勢,表明其具有一定的恢復潛能。因此,建議加強大樹杜鵑自然種群生境的保護與管理,維持自然種群的穩(wěn)定。2.種子生理生態(tài) 通過室內(nèi)試驗,研究了大樹杜鵑種子貯藏特性,以及不同光照、溫度、外源激素以及立地條件等對大樹杜鵑種子萌發(fā)的影響。結果表明,大樹杜鵑種子沒有休眠,溫度對種子萌發(fā)率影響顯著,適宜的萌發(fā)溫度是15-20℃,高溫(35℃)抑制種子的萌發(fā)；在黑暗條件下,種子的萌發(fā)率低于5%,表明黑暗顯著抑制種子的萌發(fā),即大樹杜鵑種子萌發(fā)對光照敏感,為需光性種子；GA3浸種不僅能提高種子的萌發(fā)率,并能縮短種子萌發(fā)的時間,促進種子萌發(fā)；種子貯藏特性研究表明,大樹杜鵑種子為正常性種子(orthodox seed),除貯藏時間和貯藏溫度的交互作用對種子萌發(fā)率影響不顯著,貯藏時間、貯藏溫度及二者的交互作用對種子的初始萌發(fā)時間、平均萌發(fā)時間、50%種子萌發(fā)時間(T50)和萌發(fā)率均有顯著的影響；土壤基質對種子的出苗率影響不顯著,但原生境的土壤有利于幼苗生長。當種子直接播種于土壤表面,種子出苗率可以達到72.67%,可隨著凋落物厚度的增加,出苗率顯著下降,表明立地條件影響大樹杜鵑從種子萌發(fā)向幼苗階段的轉化。 3.基于AFLP的遺傳多樣性與遺傳結構研究 利用12對AFLP引物對大樹杜鵑2個居群56個個體進行了遺傳多樣性與遺傳結構研究。結果表明,12對AFLP引物共檢測出447條帶,其中298條為多態(tài)性條帶,大樹杜鵑在物種水平上具有較高的遺傳多樣性(PPB=66.67%、He=0.240和I=0.358),2個居群間遺傳分化低,根據(jù)GST推導出基因流Nm為4.065,表明大樹杜鵑現(xiàn)存居群具有較高的基因流,推測可能與該物種的生活史特征、花粉散布有關。AMOVA分析的結果顯示,遺傳變異大多數(shù)存在于居群內(nèi),占總遺傳變異的78.00%,而2個居群間的遺傳變異僅占22.00%。STUCTURE分析和PCoA分析將2個居群的56個體明顯的分為2組,即2個不同的遺傳分支。研究結果支持狹域分布的小種群亦能維持較高的遺傳多樣性的假說。 4.基于SSR的保護遺傳學研究 利用14個SSR微衛(wèi)星位點對大樹杜鵑2個居群共60個個體的遺傳多樣性、遺傳結構和居群歷史動態(tài)進行了研究,結果表明,14個位點共檢測到81個等位基因(Na),平均每個位點有5.786個等位基因。大樹杜鵑在物種水平上具有較高遺傳多樣性(Ve=2.863、AR=5.726、Ho=0.510、He=0.602、I=1.174和PPB=100%),這與AFLP的研究結論一致；STUCTURE分析和PCoA分析將2個居群的60個體明顯的分為2組,表明為2個不同的遺傳分支；通過軟件POPGENE v.1.32、Migrate-n v3.6.4、GeneClass v2.0和BayesAss v3.0分析發(fā)現(xiàn),大樹杜鵑具有較高的歷史基因流和較低的近代基因流；瓶頸效應分析表明2個居群在TPM模型假設下經(jīng)歷了瓶頸效應,2個居群的有效居群大小都低于30,表明其不能維持足夠的等位基因豐富度,處于極危狀態(tài)。建議加強就地保護,維持2個殘存居群生境的連續(xù)性,促進基因交流,并把近地保護和遷地保護作為就地保護的重要補充,擴大其有效居、群大小。 5.瀕危機制與保護策略 綜合本研究結果,大樹杜鵑瀕危的現(xiàn)狀不是由于自身的生物學特性及遺傳特性(低的遺傳多樣性、近交和遺傳漂變)導致的,而是種群分布狹窄、種群個體數(shù)量稀少,立地條件影響種群的自然更新與缺乏有效的種群拓殖途徑。因此,在種群保護策略上,建議加強殘存種群的就地保護,特別是加強對現(xiàn)有種群中成年個體的有效保護,從而保護其種群延續(xù)與種質保存的種源；同時,由于立地條件影響種群的自然更新,建議在就地保護過程中進行適當?shù)娜藶楦蓴_促進種群自然更新。此外,針對該物種種群拓殖困難的問題,建議通過不同種源種子采集進行種質保存和幼苗人工繁育,并在此基礎上開展大樹杜鵑的種群恢復與回歸自然實驗研究與保護實踐。
【關鍵詞】：大樹杜鵑 極小種群野生植物 遺傳多樣性 種群結構 種子生理 保護策略
【學位授予單位】：云南大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：Q948
【目錄】：

• 摘要4-7
• Abstract7-18
• 第一章 研究概述18-37
• 1.1 極小種群野生植物研究概況18-22
• 1.1.1 極小種群野生植物概念的提出18-19
• 1.1.2 極小種群野生植物的研究進展19-20
• 1.1.3 極小種群野生植物存在的問題20-22
• 1.2 瀕危植物保護生物學研究概述22-27
• 1.2.1 瀕危植物保護遺傳學研究23-25
• 1.2.2 瀕危植物種群生態(tài)學研究25-26
• 1.2.3 瀕危植物繁殖生物學研究26-27
• 1.3 杜鵑屬植物研究概況27-33
• 1.3.1 杜鵑屬植物的保護遺傳學研究28-29
• 1.3.2 杜鵑屬植物的繁殖生物學研究29-32
• 1.3.2.1 繁育系統(tǒng)研究29-30
• 1.3.2.2 種子生理生態(tài)研究30
• 1.3.2.3 人工繁殖技術研究30-32
• 1.3.3 杜鵑屬植物的引種栽培研究32-33
• 1.4 本文的研究目的與內(nèi)容33-37
• 1.4.1 研究目的33-35
• 1.4.2 研究內(nèi)容35-37
• 第二章 大樹杜鵑的種群結構及動態(tài)37-48
• 2.1 研究地點及其自然概況38-39
• 2.2 研究方法39-41
• 2.2.1 野外調(diào)查39
• 2.2.2 種群結構特征39-41
• 2.3 結果與分析41-46
• 2.3.1 種群結構特征41-43
• 2.3.2 靜態(tài)生命表及存活曲線43-45
• 2.3.3 時間序列預測45-46
• 2.4 結論與討論46-48
• 第三章 大樹杜鵑的種子生理生態(tài)研究48-66
• 3.1 材料與方法48-53
• 3.1.1 研究地點與種子采集48-49
• 3.1.2 種子形態(tài)測量49
• 3.1.3 不同處理對種子萌發(fā)的影響49-53
• 3.1.3.1 溫度對種子萌發(fā)的影響50
• 3.1.3.2 光照時間對種子萌發(fā)的影響50
• 3.1.3.3 不同播種基質對種子萌發(fā)的影響50-51
• 3.1.3.4 外源生長調(diào)節(jié)物質對種子萌發(fā)的影響51
• 3.1.3.5 種子貯藏特性51
• 3.1.3.6 凋落物對種子萌發(fā)和出苗的影響51-52
• 3.1.3.7 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析52-53
• 3.2 結果與分析53-60
• 3.2.1 大樹杜鵑種子形態(tài)特征53-54
• 3.2.2 溫度和光照對大樹杜鵑種子萌發(fā)的影響54-55
• 3.2.3 不同基質對大樹杜鵑出苗率的影響55-56
• 3.2.4 外源生長調(diào)節(jié)物質對種子萌發(fā)的影響56-57
• 3.2.4.1 GA_3對種子萌發(fā)的影響56
• 3.2.4.2 6-BA對種子萌發(fā)的影響56-57
• 3.2.5 種子貯藏特性57-59
• 3.2.6 凋落物對種子萌發(fā)與出苗率的影響59-60
• 3.3 結論與討論60-66
• 3.3.1 不同生態(tài)因子對種子萌發(fā)的影響60-62
• 3.3.2 外源生長調(diào)節(jié)物質對種子萌發(fā)的影響62
• 3.3.3 種子貯存特性62-63
• 3.3.4 土壤基質對種子出苗的影響63-64
• 3.3.5 種子生理特性與物種瀕危的關系64-65
• 3.3.6 種子生理特性對物種保護的啟示65-66
• 第四章 基于AFLP分子標記的遺傳多樣性研究66-82
• 4.1 實驗材料與方法66-72
• 4.1.1 實驗材料66
• 4.1.2 主要試劑的配制66-68
• 4.1.3 實驗流程68-72
• 4.1.3.1 DNA提取和純化68-69
• 4.1.3.2 DNA雙酶切69
• 4.1.3.3 連接反應69-70
• 4.1.3.4 PCR預擴增70
• 4.1.3.5 選擇性PCR70-71
• 4.1.3.6 聚丙烯酰胺凝膠電泳71-72
• 4.2 數(shù)據(jù)分析72-74
• 4.2.1 遺傳多樣性指數(shù)分析72-73
• 4.2.2 遺傳結構和遺傳分化分析73-74
• 4.3 研究結果74-78
• 4.3.1 遺傳多樣性74-76
• 4.3.2 遺傳結構76-78
• 4.4 討論78-82
• 4.4.1 遺傳多樣性78-79
• 4.4.2 遺傳結構79-80
• 4.4.3 基于AFLP分子標記對物種保護的建議80-82
• 第五章 基于SSR分子標記的保護遺傳學研究82-104
• 5.1 試驗材料與方法82-84
• 5.1.1 材料82-83
• 5.1.2 主要試劑83
• 5.1.3 實驗流程83-84
• 5.1.3.1 基因組DNA提取與檢測83
• 5.1.3.2 引物篩選83
• 5.1.3.3 PCR反應體系83
• 5.1.3.4 微衛(wèi)星(SSR)引物熒光標記PCR擴增和檢測83-84
• 5.2 數(shù)據(jù)分析84-89
• 5.2.1 哈迪-溫伯格平衡(HWE)和連鎖不平衡(LD)檢測84-85
• 5.2.2 遺傳多樣性指數(shù)分析85-87
• 5.2.3 遺傳結構分析87-88
• 5.2.4 基因流與居群動態(tài)歷史分析88-89
• 5.3 研究結果89-98
• 5.3.1 SSR引物篩選89-91
• 5.3.2 哈迪-溫伯格平衡(HWE)和連鎖不平衡(LD)91-92
• 5.3.3 遺傳多樣性92-94
• 5.3.4 遺傳結構94-96
• 5.3.5 基因流與居群動態(tài)歷史分析96-98
• 5.4 討論98-104
• 5.4.1 遺傳多樣性98-100
• 5.4.2 基因流與居群動態(tài)歷史100-102
• 5.4.3 基于分子數(shù)據(jù)的保護策略探討102-104
• 第六章 大樹杜鵑的瀕危機制與保護策略104-109
• 6.1 大樹杜鵑的瀕危原因分析104-106
• 6.1.1 種群分布范圍狄窄104-105
• 6.1.2 種群個體數(shù)量稀少,更新困難105
• 6.1.3 缺乏有效的種群拓殖途徑105-106
• 6.2 種群保護策略106-109
• 6.2.1 加強殘存種群的就地保護106-107
• 6.2.2 適當?shù)母蓴_促進種群自然更新107
• 6.2.3 開展人工繁殖技術與種群回歸自然研究107
• 6.2.4 實施大樹杜鵑開發(fā)利用與保護相結合的可行性保護策略107-109
• 參考文獻109-130
• 附錄1 論文中使用的縮寫及中英文對照130-131
• 附錄2 攻讀博士學位期間完成的科研成果131-133
• 致謝133-13

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 周麗;李松克;鄧克云;魏春杰;;格力兜蘭的無菌播種與組培快繁研究[J];安徽農(nóng)業(yè)科學;2012年18期

2 黃雙全;劉桂霞;韓建國;;種子大小和播種深度對種苗建植的影響[J];草業(yè)科學;2007年06期

3 徐莉,趙桂仿;微衛(wèi)星DNA標記技術及其在遺傳多樣性研究中的應用[J];西北植物學報;2002年03期

4 王麗,趙桂仿;植物不同種屬間共用微衛(wèi)星引物的研究[J];西北植物學報;2005年08期

5 羅向東;戴亮芳;羅建林;幸小花;謝瑾怡;謝建坤;;瀕危黃杜鵑的離體快速繁殖體系研究[J];西北植物學報;2010年04期

6 王紅衛(wèi);程月琴;方向民;葉永忠;宗盈盈;曹榮哲;;珍稀植物太行花的遺傳多態(tài)性及其分化[J];西北植物學報;2011年01期

7 李曉笑;王清春;崔國發(fā);楊傳東;;瀕危植物梵凈山冷杉野生種群結構及動態(tài)特征[J];西北植物學報;2011年07期

8 張長芹,高連明,薛潤光,楊靜全;中國杜鵑花的保育現(xiàn)狀和展望[J];廣西科學;2004年04期

9 張玲,肖春芬,王堅;瀕危植物狹葉坡壘的遷地保護[J];廣西植物;2001年03期

10 蘇何玲,唐紹清;瀕危植物資源冷杉遺傳多樣性研究[J];廣西植物;2004年05期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 劉浩如;珍稀樹種寶華玉蘭扦插繁殖的研究[D];南京林業(yè)大學;2013年

  本文關鍵詞：極小種群野生植物大樹杜鵑的保護生物學研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：326384