【摘 要】
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宽杯杜鹃(Rhododendron sinofalconeri)系杜鹃属(Rhododendron)、常绿杜鹃亚属(Subgen.Hymenanthes)、常绿杜鹃组(Sect.Ponticum)、杯毛杜鹃亚组(Subsect.Falconera)常绿植物,分布于中国云南东南部及越南北部。其花色为杜鹃属植物中少见的黄色,具有较高的观赏价值,同时也是难得的育种亲本。本课题组通过多地野外调查,并结合中
【基金项目】
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生态环境部生物多样性调查评估-杜鹃遗传多样性调查与保护成效评估项目(2019HJ2096001006); 中国林科院基本科研业务费专项资金(CAFYBB2019ZB007); 云南省万人计划“青年拔尖人才计划”项目(2019); “云南省技术创新人才”培养对象项目(2016HB007)
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宽杯杜鹃(Rhododendron sinofalconeri)系杜鹃属(Rhododendron)、常绿杜鹃亚属(Subgen.Hymenanthes)、常绿杜鹃组(Sect.Ponticum)、杯毛杜鹃亚组(Subsect.Falconera)常绿植物,分布于中国云南东南部及越南北部。其花色为杜鹃属植物中少见的黄色,具有较高的观赏价值,同时也是难得的育种亲本。本课题组通过多地野外调查,并结合中国植物志与标本记录,仅发现残存于大黑山与老君山的2个野生种群。《杜鹃红色名录》将其收录为易危物种。根据IUCN(3.1版)标准和野外调查结果,我们将其提升为濒危等级[EN B1b(iv,v)c(iii,iv)]。1.宽杯杜鹃野生资源状况通过标本资料、文献资料查阅与实地调查,仅发现宽杯杜鹃两个残存种群:开远大黑山种群与文山老君山种群。老君山种群500余株,大黑山种群植株数200余株,大黑山种群种以老年个体居多,宽杯杜鹃通过种子繁殖,2个种群林下幼苗数量较少。2.宽杯杜鹃的繁殖生物学研究宽杯杜鹃平均每花序花朵数为21.63±2.89。单花花期与单花序花期各为7.6±1.19 d和9.15±0.38 d,自然条件下结实率为52.3%,平均每花序果实数为11.5个。宽杯杜鹃花冠花色符合蜜蜂的色彩偏好。综合杂交指数、花粉胚珠比以及人工授粉试验结果,表明宽杯杜鹃繁育系统为依靠有效传粉者中华蜜蜂参与的同株异花与异株异花授粉。传粉生物学研究表明,中华蜜蜂是宽杯杜鹃的有效传粉者,其对宽杯杜鹃花序进行访问的频率较高,一定程度上能抵消中华蜜蜂单次访花过程中传递到柱头花粉数量较少所带来的影响。3.基于简化基因组GBS技术的宽杯杜鹃遗传多样性研究本试验采用GBS(genotyping-by-sequencing)技术对老君山与大黑山2残存宽杯杜鹃种群进行SNP(single-nucleotide-polymorphism)位点挖掘与遗传多样性分析。通过获得的103 133个高质量SNP位点分析发现2个宽杯杜鹃种群在物种水平上具有较低的遗传多样性(Ne=1.3086,Ho=0.1878,He=0.1856,PIC=0.1504,Pi=0.2059)和较高的遗传分化(Fst=0.1765),但群体间有一定的基因流(Nm=1.1674)。可能是由于宽杯杜鹃是多年生乔木,现有的基因流可能源于其祖先种群间的遗传交流或者共享祖先种群的某些基因型所致。聚类分析、主成分分析与群体遗传结构分析表明36个样本被聚为2个不同的遗传群体。长距离地理隔离和特殊的生境在将来会进一步阻碍这些高度隔离的残存种群之间的基因交换,其潜在的负面后果是减少剩余的小种群之间的基因流动和增加遗传漂变的风险。4.致危机制与保护策略综合本研究结果,宽杯杜鹃有性繁殖阶段尚未受到阻碍,威胁各个种群生存的主要原因是道路建设与农业生产活动带来的一系列人为干扰,包括破碎化分布、种群间隔离、环境变化引起的虫害等,2个种群均能自然产生较多的果实,但林下幼苗和年轻植株数量较少,这主要是由于宽杯杜鹃林下郁闭度较高、光照不足,以及地表腐殖土遭到人为采挖导致多分布于斜坡上的种子和幼苗难以正常生长。因此,对2个宽杯杜鹃种群进行就地保护是当务之急。首先应对当地居民宣传相关保护野生植物意识,以降低人为干扰,尤其是大黑山种群,分布于山顶的个体虫害严重。同时,应开展种子繁殖、扦插繁殖、种子资源收集,促进迁地保护。此外,考虑到宽杯杜鹃需要依赖中华蜜蜂进行异株异花授粉,避免当地居民养殖外来蜜蜂物种,以免影响中华蜜蜂的传粉活动。为加强2个种群间的遗传交流,应当注意6个亚种群间的相互引种,在引种驯化时,也应覆盖所有种群,以增加其基因交流和遗传多样性。
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