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《西南大学》 2007年
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濒危植物夏蜡梅(Sinocalycanthus chinensis)繁殖生态与遗传分化研究

张文标  
【摘要】: 夏蜡梅(Sinocalycanthus chinensis)为蜡梅科(Calycanthaceae)夏蜡梅属的落叶灌木,为浙江省特有的第3纪孑遗植物,仅分布于浙江省临安市和天台县的狭小范围内,野生资源十分有限,已列为国家2级濒危保护植物。本研究以夏蜡梅为对象,对其开花物候、繁育系统、果实和种子形态变异、遗传结构等方面的特征进行了初步研究,探讨了夏蜡梅可能的濒危原因,旨在为夏蜡梅科学有效的保护提供理论依据。研究结果表明: 1、夏蜡梅花各部形态和数量存在普遍的变异。单花花期为7~9天,单花花期依其形态和雌雄性功能表达可分为6个时期:蕾期、开花前期、雌性期、两性期、雄性期和谢花期。夏蜡梅群体花期在5月上旬到6月下旬,开花物候在不同样地间存在较明显的差异,而各样地的开花进程均呈明显的“单峰型”,且开花同步性显著,为“大量开花模式”。物候指数始花日、终花日与结实率和结籽率之间存在显著负线性相关,开花中值日与结实率也存在显著负线性相关。个体水平不同开花时间对结实率有着显著影响,而对结籽率影响不大,表明夏蜡梅的生育力受到了一定的资源限制。相同海拔高度小生境不同对夏蜡梅的繁殖成功影响不大,但不同高海拔高度对夏蜡梅的繁殖成功影响显著。作为一种濒危物种,夏蜡梅这种“集中开放花”的开花模式可能有助于增加个体的繁殖成功,而在长期自然选择的作用下形成并维持。 2、夏蜡梅花雌雄蕊异熟,雌蕊先熟,存在明显的两性期,其雌雄蕊在空间上没有明显的分离,这可以在缺少有效传粉者时为其提供一定的繁殖保障。夏蜡梅的杂交指数为3,花粉-胚珠比约为29571±5839,结合人工套袋授粉实验、开花物候特征以及遗传结构的分析,认为夏蜡梅的繁育系统以异交为主,自交亲和,为混合交配系统。 3、测量夏蜡梅的果实和种子12项形态学指标,果实和种子的性状以灌丛生境最优、其次是竹林生境、最差的是常绿阔叶林生境。表型性状在群体间和群体内都存在着一定程度的变异,其中群体间的变异系数的平均值从61.71(每果种子数)到7.51(种子厚)。夏蜡梅种子形态较果实稳定。PCA分析结果将4个群体大致分为3组,杉木林生境和常绿阔叶林生境果实和种子形态最接近,为一组,竹林生境和灌丛生境各为一组。夏蜡梅果实和种子形态与光照条件的相关性最大,与土壤因子的相关性较小。 4、用RAPD技术对不同生境夏蜡梅群体的遗传多样性进行分析。12个随机引物在80个个体中共检测到182个可重复的位点,其中多态位点为49个,总的多态位点百分率为26.92%。4个群体的多态位点百分率在6.04%~11.54%之间,平均为8.93%。其中竹林群体最高,常绿阔叶林群体最低,大小顺序为竹林群体>灌丛群体>杉木林群体>常绿阔叶林群体,Shannon指数和Nei指数估算结果为灌丛群体最高,其次是竹林群体,第3是杉木林群体,最低的是常绿阔叶林群体。AMOVA分子差异分析表明夏蜡梅不同生境群体间遗传分化程度高,71.91%的变异存在于群体间,28.09%的变异存在于群体内,群体间的基因分化系数(G_(st))为0.6274。夏蜡梅群体间的基因流很低,N_m=0.2970。聚类分析结果表明杉木林群体和灌丛群体最先聚在一起,再与常绿阔叶林群体相聚,最后与竹林群体聚在一起。可见,夏蜡梅在各生境间有着不同的遗传多样性,且在各生境间发生了明显的遗传分化。夏蜡梅可能存在一定程度的近交。
【学位授予单位】:西南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:Q948;Q943

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