濒危植物茶果樟的种群自然更新障碍研究

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茶果樟(Cinnamomun chago B.S.Sun et H.L.Zhao)是樟科(Lauraceae)樟属(Cinnamomum)的常绿乔木,具有重要的经济学与系统学价值。茶果樟野外种群分布范围有限,存在更新障碍,虽然已经被列为云南省极小种群野生植物名录之一和2021年《国家重点保护野生植物名录》二级重点保护野生植物,但目前关于该植物的研究报道较少、更新障碍方面仍属空白。本研究结合茶果樟野外生态及种子形态观察,对茶果樟的种子生理生态学以及种带真菌进行研究,并在此基础上探究其更新障碍产生的原因,从而为其种质保护、人工繁殖以及种群恢复提供科学依据。主要研究结果如下:1.进行茶果樟种子生理生态学实验,对茶果樟种子的生物学特征,最适萌发条件及种子贮藏特性等内容进行研究,结果表明:茶果樟具有大型种子、其脱水特性为中间型种子。调查发现种群内种子被大量采集利用,人为干扰严重,同时存在严重的微生物侵染和动物啃食现象,可供给自然更新的有活力种子稀少。茶果樟种子萌发不需要光照,黑暗15℃/光照20℃是最适萌发温度。胚中存在内源性萌发抑制物;外源激素不影响萌发率,但是能缩短种子萌发的时间。茶果樟生境地采集的土壤适宜其出苗。凋落物对茶果樟种子没有化感作用,凋落物覆盖有利于种子萌发出苗;最适播种深度为4 cm,未完全进入土壤的裸露种子无法正常出苗。短时间内低温贮藏对茶果樟种子活力没有显著影响,ABA浸种和保湿的贮藏处理有助于保持种子活力;贮藏时间超过120天时,ABA浸种后保湿处理并且4℃下贮藏是最适宜的茶果樟种子贮藏处理。综上,人工辅助条件下,茶果樟种子可以正常萌发成苗。2.对不同种群茶果樟种子的不同组织进行种带真菌的分离,形态学鉴定和rDNA ITS序列分析,结果表明:新村(XC)和临沧(LC)两个茶果樟种群的种子中共分离得到35种的172个菌株。XC种群分离出11属17种的48个菌株,优势真菌为Cladosporium tenuissimum,相对分离率47.92%。LC种群分离出14属25种的124个菌株,优势真菌为Fusarium oxysporum和Clonostachys rosea,相对分离率20.97%。LC种群的种带真菌数量、丰富度和多样性都高于XC种群,两个种群种带真菌相似度为极不相似,两个种群都分离出的真菌仅7种。茶果樟的种带真菌多为病原真菌,在世界范围内广泛分布,可寄生多科属物种,可能会对茶果樟种子的活力和质量产生影响,进而影响种子贮藏、萌发和幼苗生长。3.以分离鉴定得到的茶果樟优势种带真菌为材料,对茶果樟种子进行室内致病性测定,结果表明:(1)除真菌Clonostachys rosea外,其它茶果樟优势种带真菌接种都使种子相对电导率增加、超氧化物歧化酶SOD活性降低,表明这些种带真菌的侵染可能对茶果樟种子的膜系统造成伤害,其中真菌Fusarium solani的影响最显著。(2)相较于其它真菌处理,真菌Colletotrichum godetiae接种的种子组织中脯氨酸含量和苯丙氨酸解氨酶PAL活性都持续保持较高水平,表明茶果樟种子抗菌防御体系无法抵御真菌C.godetiae的侵害。(3)相较而言,真菌C.godetiae、F.solani和Talaromyces amestolkiae接种显著影响种子出苗率、出苗速率;真菌C.godetiae和F.oxysporum接种显著影响茶果樟幼苗生长。综上,真菌C.godetiae和F.solani接种,明显影响种子活力,并抑制了种子出苗和后期幼苗生长,可能是影响茶果樟种子萌发成苗的主要病原真菌。基于野外调查及与本研究实验结果,可以推断以下原因与茶果樟的更新障碍直接相关:(1)茶果樟的种群与个体数量稀少,受人为干扰严重,种子被大量采摘,进入种群更新的有活力种子数量极少,种群更新困难;(2)茶果樟的种带真菌多为病原真菌,在世界范围内广泛分布,可寄生多科属物种,对种子活力和种苗生长产生影响,不利于种群更新。因此,我们建议:(1)加强茶果樟现存种群的就地保护管理,限制当地居民对种子的采集利用,保证茶果樟自然更新的种源不受干扰;(2)开发科学合理的人工辅助育苗方法,对种子进行消毒处理减少种带真菌对种子质量和活力的影响,提高人工育种的成苗率。(3)人工辅助构建规模化的茶果樟种质育苗体系,为种群恢复、人工种群构建和栽培利用提供苗木资源。
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