濒危植物圆籽荷(Apterosperma oblata H.T.Chang)的保护生物学研究

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圆籽荷Apterosperma oblata H.T.Chang是中国特有濒危的山茶科植物,分布于广东鹅凰嶂自然保护区。《中国珍稀濒危保护植物名录》中被列为珍稀二级保护植物,2004世界自然保护联盟(IUCN)将其收录列为渐危种(Vulnerable),《中国重点保护野生植物名录》(第二版讨论稿)中被列为国家二级重点保护植物。以前有关圆籽荷的研究主要集中在其资源分布、生物学和生态学特性及繁殖生物学方面。本研究通过对圆籽荷群落和种群生物学、生殖生物学,遗传多样性三方面的深入综合,旨在揭示圆籽荷生存、发育等关键细节,探讨其濒危的内在机制与外在因素,并提出相应的保护对策和种群恢复措施。主要研究结果如下:   ⑴圆籽荷群落中共有60种维管植物,隶属42科56属。其中蕨类植物5种,隶属于4科4属,裸子植物3科3属3种,被子植物35科49属52种。植物区系类型的分析结果为16科13属16种属于泛亚热带分布,累计有22科34属37种属于热带分布,其结果说明圆籽荷所在群落属于南亚热带季风常绿阔叶林,植物区系具有明显的热带性质。在此群落中,优势科为山茶科(Theaceae)、茜草科(Rubiaceae)、菊科(Asteraceae),同时圆籽荷为优势种。   ⑵种群结构研究表明,圆籽荷草塘种群有24个个体,其生境明显受侵扰、成熟个体少,自然更新能力弱。白水电站种群有1000多成株,分布于水平距离约1km,垂直落差达300 m的山坡上。运用空间代替时间,胸径大小代替年龄组成的方法,制作生命表,存活曲线,对白水电站圆籽荷的种群结构和空间分布模式进行分析。结果表明:白水电站圆籽荷种群属于稳定型,其存活曲线为DeevyⅡ型。在有效保护好其分布地和生境的前提下,圆籽荷种群能够稳定发展。   ⑶圆籽荷的花期从5月初至6月末,单花花期为1天。在花开放1h后花药开裂,花粉在散粉后24h丧失活性;柱头在花开前一天就具有可授性,且比雄蕊早熟。圆籽荷的P/O值为6.02-6.37×104,OCI为3或4,可判断其繁育系统为专性异交,但实地观察极少见到访花昆虫(据报道其传粉者是蜂类昆虫)。利用荧光显微镜对花粉管萌发进行观察,发现传粉后4h花粉开始萌发,6h大量花粉管萌发,12h花粉管到达子房的3/4即达到胚珠上部,24h花粉管穿过珠孔完成受精。并且异株异花传粉比同株异花传粉的花粉萌发率高。结合其自然结实较低的情况分析,传粉昆虫缺乏可能也成为主要的生殖障碍。野外观察发现,圆籽荷可通过萌生分枝进行克隆繁殖。   ⑷圆籽荷花器官发生研究表明:叶腋内只有一个花芽,花被片均以2/5螺旋产生,雄蕊原基从环形分生组织上离心发生,排列2轮,5心皮2/5螺旋发生,中轴胎座,5室,每室胚珠3枚,中间一枚在发育早期出现外珠被强烈增厚而珠心不育,另外2枚可育。其花器官发育特点与山茶族种类相似,支持圆籽荷应从木荷族移入山茶族。   ⑸用6对AFLP引物对圆籽荷2个种群的59个样品进行遗传多样性分析。结果显示:(1)圆籽荷的遗传多样性水平较高,在物种水平上,其多态位点百分率PPL=72.53%,有效等位基因数Ne=1.3564,Neis遗传多样性H=0.2243,Shannon多态信息指数I=0.3488;在种群水平上,PPL=72.53%,Ne=1.3734,H=0.2376,I=0.3656。物种水平遗传多样性高于种群水平;(2)种群内的遗传分化比种群间的遗传分化高,种群间遗传多样性分化系数Gst=0.1739,种群间遗传分化占总遗传变异的17.39%,种群内的遗传变异为82.61%。基因流Nm=2.3476,所以,遗传漂变不是导致群体遗传多样性的主导因素。   ⑹综合以上研究结果分析推论,圆籽荷濒危的主要原因是人为活动的干扰和破坏。并建议加强对圆籽荷就地保护,重点保护以白水电站北端种群为主的所有种群,排除对生境的破坏和干扰。并以白水电站北端种群为重点种源,尽快开展人工辅助育苗,进行就地和迁地人工种群构建,恢复和扩大种群。
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