川东獐牙菜是我国特有的一种珍稀药材。针对近年来对川东獐牙菜破坏性采挖，使其生境日益受到破坏，居群数量减少，个体数量降低，加之对其基础生物学研究迄今尚属空白的情况，本论文主要从居群生物学、形态学、繁殖生物学、胚胎学、细胞学、分子遗传学及人工繁殖等几个方面对川东獐牙菜进行系统、深入的研究，以期为植物物种的生物学研究方法进行摸索与探讨，同时为川东獐牙菜的保护及可持续利用提供基础性资料。　　 1.分布格局及居群生物学　　 通过对川东獐牙菜茅岩河流域4个居群的分布格局及居群生物学研究发现，川东獐牙菜在茅岩河流域的分布为聚集型；各居群在大生境方面较为一致，但居群间甚至同一居群个体间的小生境差距较大，主要分布于河漫滩上下10m左右的地段，各居群间存在一定的生态地理隔离；由于川东獐牙菜种间竞争力较弱，常被同一生境中的其他植物挤压致距河水面较近的地方，逐渐适应了水湿的环境，而每年雨季河水的上涨在很大程度上对川东獐牙菜的生长起到了间接保护作用，消灭了与其竞争的其他一年生草本。长期以往，川东獐牙菜的分布就主要集中在河漫滩和涨水线附近。因此，影响茅岩河流域川东獐牙菜分布格局的主要因素是每年的涨水程度和涨水时间长短。此外，土壤对川东獐牙菜的分布也起到了很大的制约作用。　　 研究中还发现，川东獐牙菜各居群内均有不同生长时期的植株存在，说明其种子在时间上具有不同的萌发潜力，一方面这是适应不同年份不同降水格局的一种良好适应机制；另一方面在冬季存在大量营养生长的植株也是川东獐牙菜对其生境的一种适应——以最小的种间竞争获得最大的营养积累。　　 2.形态变异式样研究　　 对茅岩河流域4个居群植株高度、个体分枝数、叶片长度、花梗长度和子房长度等5个性状的变异式样进行了研究。结果表明，植株高度在4个居群间变异幅度较大，变异系数在25.69～49.02％之间，该性状在居群内个体间也存在较大差异；个体分枝数在4个居群间的变异幅度很大，变异系数在31.64～156％之间，但在居群内不同个体间变异不大；叶片长度在各居群间变异不大，变异系数在12.91～17.87％之间，来自居群内的变异也不大；花梗长度在各居群间变异不大，变异系数在21.56～28.87％之间，居群内个体间在这一性状上具有很高的变异；子房长度在各居群间的变异幅度不大，变异系数在14.52～21.67％之间，而居群内个体间在这一性状上有较大差异。用单因素方法分析法对植株高度等5个性状在居群间及居群内的差异进行了分析。　　 3.传粉生物学　　 对茅岩河流域分布的2个川东獐牙菜居群进行了传粉生物学研究。结果表明，在所观察的居群中，川东獐牙菜主要分布在河域两岸荫弊环境中，土壤为沙质黑壤，植物体能忍受强阴弊，但不耐强光和干旱；在自然条件下川东獐牙菜只能进行有性生殖，自然居群有较高的结籽率，但结实率在不同个体、同一个体不同枝条以及同一枝条不同蒴果间差异较大；在生境条件适宜时，川东獐牙菜能通过基茎进行大量分枝，但没有无性生殖也不存在无融合生殖；川东獐牙菜是一种主要行异花授粉的植物，由于缺乏自花授粉机制，川东獐牙菜不能进行自花授粉，但人工自花授粉具有较低的结实率说明其具有微弱的自交育性；川东獐牙菜为以虫媒传粉为主的虫媒/风媒兼性传粉植物，其访花昆虫种类不多，在所观察的2个居群中共捕获到2种有效的传粉昆虫，访花昆虫的飞行距离多在0～5m范围内；川东獐牙菜具有一系列机制来保证其异花授粉，如：花药为丁字着药；雌雄异熟，雄蕊比雌蕊早熟2～3天，在性成熟时间上二者仅有1天的重叠期；此外，发现一种新的避免白花授粉机制，即雄蕊与雌蕊在空间上位置的变化，花药正面由最先与雌蕊紧贴，倒转180°后，变成背面面对雌蕊，同时花丝发生90°的偏移，导致雄蕊位置最后发生了270°的变化；花粉活力及柱头可授性测定表明，花粉在散粉当天活力最高，然后随时间的增加活力依次减弱；雌蕊柱头可授期为3～4天；花粉胚珠比(P/O)平均为435.5。P/O比数据进一步说明了川东獐牙菜为异花授粉植物。　　 4.胚胎学　　 对川东獐牙菜的胚胎学进行了深入、全面的研究。主要结果如下：花药四室，药壁发育为基本型；绒毡层异型起源，属于腺质型绒毡层，药室内具有的退化绒毡层核是早期该层细胞有丝分裂凸入药室中央并原位退化形成的；中层细胞3层；药室内壁退化；花药壁表皮宿存，细胞柱状伸长，纤维状加厚。小孢母细胞减数分裂为同时型，四分体排列方式主要为四面体形和左右对称型，少数为“T”形和十字交叉形；成熟花粉为2-细胞类型。子房2心皮，1室；侧膜胎座，薄珠心，单珠被，存在珠被绒毡层；倒弯生胚珠；大孢子母细胞减数分裂形成4个大孢子直线形排列，合点端的大孢子具功能，胚囊发育为蓼型。两个极核在受精前融合为次生核；3个反足细胞宿存，每个细胞均多核和异常膨大，反足细胞的吸器明显，并在胚乳之外形成染色较深的类似“外胚乳”的结构。珠孔受精，受精作用属于有丝分裂前类型。胚乳发育为核型；胚胎发育为茄型。、果实成熟时，种子发育至心形胚阶段。反足细胞在龙胆科一些短命植物中的宿存与分裂具有重要的生殖适应与进化意义。同时，根据现有的资料，对獐牙菜属的几种植物进行了比较胚胎学研究。　　 5.种子生产力及种子萌发研究　　 对川东獐牙菜5个不同居群种子生产力的研究结果表明：各居群平均单花数、平均理论种子生产力、平均结实率、平均实际种子生产力、平均结籽率及平均种子千粒重等种子生产特征存在较大差异，不同居群平均单花数变异范围为24.9～115.9朵/株；平均理论种子生产力的变异范围为85.9-194.3粒/蒴果；平均结实率的变异范围为43.39％～89.77％；平均实际种子生产力的变异范围为62.65～183.65粒/蒴果；平均结籽率的变异范围为30.17％～85.06％；平均种子千粒重的变异范围为0.0471～0.0737g。居群生境及个体小生境是造成这些差异的根本原因。同一居群在不同年份间平均种子生产力差异不大。结合川东獐牙菜不同居群对环境的适应进行了讨论。　　 6.人工繁殖研究　　 针对川东獐牙菜野生资源受到严重破坏的情况，对其人工引种栽培、组织培养及扦插繁殖进行了研究，旨在为川东獐牙菜的人工繁殖及保护提供理论依据。研究结果表明：小苗引种情况与所选择的栽培条件有很大的关系，泥培、沙培和水培中，以沙培效果最好；高、中、低湿度培养中，以中湿度培养效果最好。实验结果同时也表明，川东獐牙菜的人工引种栽培是完全可行的。　　 在组织培养所有的实验方案中，幼茎和老叶是理想的外植体材料。对叶片来说较适宜的诱导愈伤组织的激素组合是Zt1.0mg/L+NAA0.05mg/L+IBA0.05m.g/L、BA0.5mg/L+2，4-D0.5mg/L或BA0.2mg/L+2，4-D0.2mg/L+IBA0.1 mg/L，对茎段来说，较适宜的诱导愈伤组织的激素组合是BA0.05mg/L+kt0.05mg/L+IBA0.05 mg/L；诱导不定芽的适宜激素组合是BA2.0mg/L+NAA0.05mg/L或BA2.0mg/L+IBA0.1mg/L；而根的诱导则是MS+BA0.05mg/L+kt1.0mg/L+NAA0.1mg/L或MS+BA1.0mg/L+kt0.3mg/L+IAA0.5 mg/L培养基上进行。　　 扦插繁殖研究表明，川东獐牙菜的扦插繁殖较为简单，只要保持一定的湿度，不做任何处理的空白对照插穗亦有32％的生根率，稍加激素处理即有较高的生根率。实验表明，经低浓度(0.01％)NAA处理的插穗是川东獐牙菜扦插繁殖最为有效的方法，其生根率可高达98％。　　 7.细胞学　　 报道了川东獐牙菜茅岩河流域4个居群的染色体数目和核型。各居群染色体数目均为2n=18核型公式别是：周家村居群为2n=2x=18=18m；二兴滩居群为2n=2x=18=18m；火烧溶居群为2n=2x=18=18m；鬼见愁居群为2n=2x=18=16m+2sm。居群间核型较相似，均为比较对称的1A型。　　 减数分裂和有丝分裂研究发现，花粉母细胞减数分裂正常，与其胚胎学及传粉生物学研究结果一致；减数分裂中的胞质分裂为同时型，无二分体时期；减数第二次分裂方向决定其四分孢子的排列方式，四分孢子多为四面体形，为共同的胼胝质包围。有丝分裂中的核分裂及胞质分裂均正常，属于一般规律。　　 8.居群遗传结构　　 本研究分别利用RAPD和DALP分子标记对川东獐牙菜的四个天然居群进行了遗传多样性和居群遗传结构的研究。主要结果如下：在川东獐牙菜4个居群中，18个RAPD引物共扩增163条重复性高的清晰条带，其中有78条为多态，多态比率(PPB)为47.85％。观察等位基因数na=1.4785，有效等位基因数ne=1.3217，Nei基因多样性指数h为0.1849。居群间基因分化系数Gst=(Ht-Hs)/Ht=0.3356。DALP采用5个引物组合，获得140条重复性高的清晰条带，其中有74条为多态，多态比率(PPB)为52.86％。观察等位基因数na=1.5286，有效等位基因数ne=1.3221，Nei基因多样性指数h为0.1871。居群间基因分化系数Gst=(Ht-Hs)/Ht=0.4517。不论是RAPD结果还是DALP结果都表明川东獐牙菜居群内的遗传多样性水平较低，居群间的遗传分化较大。由研究结果对影响居群遗传结构的主要因素(选择、交配系统和基因流)进行分析，从而间接估计它们对川东獐牙菜居群遗传结构的影响。最后我们还比较了RAPD和DALP分子标记在川东獐牙菜居群遗传结构研究中的优缺点。