芫花居群遗传多样性分析及保护策略

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本文采用标本查阅、电话访问、电子邮件、实地调查等方式研究了芫花的分布现状;采用ISSR分子标记对芫花6个居群进行了遗传多样性和遗传结构研究;利用TTC法测定了芫花花粉生活力及花粉寿命,采用不同浓度蔗糖培养基测定了花粉萌发率,采用联苯胺-过氧化氢法测定了柱头可授性,以及芫花种子萌发试验。结果如下:1.北到陕西省眉县(33°N),南到江西省赣州市(24°N),东至浙江省的舟山群岛(121°E),西至四川省木里藏族自治区(101°E左右),均有芫花的分布记录。芫花的伴生植物多为草本,少数为乔灌木和藤本;芫花的居群结构不合理,芫花依靠种子繁殖和自身萌蘖两种方式进行居群更新。芫花生境遭到严重破坏,居群数量及个体数量急剧下降。2.芫花最佳ISSR-PCR反应体系及扩增条件为:20μl反应体系中含Mg2+: 2μl(2.5mmol/L), dNTP:1.6μl(0.2mmol/L), TaqDNA:0.2μl(1.0u), Primer:1.6μl(0.8μmol/L),模版DNA:2μl(40ng/μl), Buffer:2μl,双蒸水:10.6μl。利用ISSR分子标记对芫花6个居群进行遗传多样性水平和遗传结构分析,11条引物对6个居群的180份样品扩增到229个位点。POPGENE32软件计算芫花的多态位点百分率(PPB)、等位基因观察值(Na)、平均有效等位基因数(Ne)、Nei’s基因多样性指数(H)和Shannon多样性指数(Ⅰ)分别为40.17%、1.9869、1.3767、0.2355和0.3724,可见,芫花的遗传多样性比较低。芫花6个居群的居群间平均遗传分化系数Gst=0.4409,居群间的基因流Nm=0.6340。并构建了UPGMA聚类树状图。3.芫花花粉为单粒型花粉,呈球形或近球形,直径在15.6-21.6μm之间,平均直径为19.1μm。花粉粒表面有萌发孔10-16个,近均匀分布于花粉粒表面,萌发孔呈不规则圆形。花粉粒表面为粗网状纹饰,网格呈近四边形至七边形(多为五至六边形)。当天散粉的成熟花粉,生活力为48%;开花第2天,芫花柱头可授性最强,为50%;在开花第2天,花粉在柱头上萌发,花粉管深入到柱头。芫花的果实较小,呈黑色。离体胚及去种壳的种子可正常萌发,而完整种子几乎不萌发,这说明芫花种子具有休眠性。不同质量蔗糖浓度对芫花花粉萌发影响显著,以50g/L时,花粉萌发率最高,约为27%,当蔗糖浓度高于250g/L时,花粉不再萌发。4.芫花濒危的主要原因可能有:一是芫花种子少,自然更新差;二是生境破坏和人为利用使其在受破坏后短时间内难以恢复。因此,需要对其采取合理有效的保护措施。一是就地保护,二是迁地保护,三是加强芫花的人工繁殖,四是建立濒危植物信息系统,五是加强立法和宣传教育。
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