山東地區(qū)大葉藻的保護遺傳學(xué)與繁殖生物學(xué)初步研究.pdf

1、本研究圍繞海草場恢復(fù)所需要的技術(shù)和資料,采用保護遺傳學(xué)和繁殖生物學(xué)方法對山東典型海草大葉藻進行了研究,以期為海草的保護提供遺傳學(xué)資料,為海草場修復(fù)工作提供技術(shù)支持。主要結(jié)論如下:
　　一、2011年8月至10月對山東地區(qū)大葉藻科(Zostraceae)海草進行了抽樣調(diào)查。在形態(tài)學(xué)分類的基礎(chǔ)上,基于 ITS序列分析技術(shù)對山東地區(qū)大葉藻科海草進行了分類鑒定,結(jié)果顯示山東地區(qū)主要存在3種大葉藻科海草,分別是大葉藻屬(Zostera)的大

2、葉藻(Zostera marina)、矮大葉藻(Zostera japonica)以及蝦形藻屬(Phyllospadix)的紅須蝦形藻(Phyllospadix iwatensis)。其中,大葉藻(Zostera marina)分布廣泛,萊州灣、俚島、小石島、楮島、匯泉灣等地均發(fā)現(xiàn)有大葉藻存在,萊州灣地區(qū)大葉藻呈斑狀分布,匯泉灣呈零星分布,俚島、小石島、楮島地區(qū)呈片狀分布;矮大葉藻分布較少,萊州灣地區(qū)呈斑狀分布,廣饒地區(qū)零星分布;紅須蝦

3、形藻僅在青島石老人海水浴場有發(fā)現(xiàn),呈斑狀分布。調(diào)查還發(fā)現(xiàn)山東近海沿岸大葉藻海草場都存在不同程度的退化和破壞,除俚島、小石島、楮島的大葉藻呈片狀分布以外,其他地區(qū)的大葉藻均呈斑狀分布或者零星分布。日照東港地區(qū)的海草場更是破壞嚴(yán)重,且本次調(diào)查范圍內(nèi)未發(fā)現(xiàn)有大葉藻存在。
　　二、應(yīng)用RAPD技術(shù),對自然分布于山東地區(qū)萊州灣、小石島、俚島、楮島、匯泉灣5個大葉藻種群的遺傳多樣性和遺傳結(jié)構(gòu)進行了分析,并基于研究結(jié)果對山東地區(qū)大葉藻種群保護和

4、移植修復(fù)提出了建議。實驗用10條RAPD引物共擴增出42條帶,多態(tài)條帶39條,多態(tài)性位點比率為92.86％。研究結(jié)果表明山東地區(qū)大葉藻種群具有較高的遺傳多樣性和較高的遺傳分化;AMOVA分析顯示5個種群99.68%的變異來源于種群內(nèi)部,而0.32%的變異來源于種群間;Mantel測試表明5種群遺傳距離與地理距離之間沒有相關(guān)性;遺傳多樣性最低的是萊州灣種群,應(yīng)該得到優(yōu)先保護;遺傳多樣性較高的是俚島種群和匯泉灣種群,可以作為山東地區(qū)海草場移

5、植修復(fù)的首選種群。
　　三、對大葉藻不同生長狀態(tài)的生殖枝進行離體培養(yǎng),探究室內(nèi)暫養(yǎng)大葉藻離體生殖枝獲取成熟種子的可行性,觀察并描述了大葉藻離體生殖枝的開花、傳粉、種子成熟、種子萌發(fā)、幼苗發(fā)育的動態(tài)過程以及大葉藻生殖枝、成熟種子、胚的解剖結(jié)構(gòu)。實驗結(jié)果表明:大葉藻生殖枝的結(jié)構(gòu)對海水環(huán)境是高度適應(yīng)的;花柱的形態(tài)變化是大葉藻開花過程的顯著特點;大葉藻種子胚的結(jié)構(gòu)較特殊,“U”型子葉包裹胚根、胚芽、胚軸,這導(dǎo)致了其特有的萌發(fā)過程;為了不錯

6、失種子收集良機,在不了解某地區(qū)大葉藻物候特性時,提前采收生殖枝并進行室內(nèi)培養(yǎng),是一種獲取大葉藻種子的有效方法。
　　四、以大葉藻早期發(fā)育階段的3個發(fā)育時期為研究對象,利用液相氧電極技術(shù)對光合作用與呼吸作用進行了研究。結(jié)果表明:大葉藻早期發(fā)育階段對外界環(huán)境因子的變化較為敏感,不同發(fā)育時期對呼吸作用的影響極顯著(p<0.01),隨著發(fā)育的推進暗呼吸速率對鹽度的響應(yīng)越不顯著;溫度、鹽度、光合有效輻射對凈光合速率的影響極顯著(P<0.01

7、),3因素之間的交互作用極顯著(P<0.01),影響順序為溫度(F=42.264)>鹽度(F=18.142)>光合有效輻射(F=7.699);低溫(5℃、10℃)環(huán)境下大葉藻凈光合速率對鹽度更敏感,而在高溫(20℃、25℃)環(huán)境下,其對光合有效輻射更敏感;高溫(25℃)高鹽(45)脅迫與低溫(5℃)高鹽(45)脅迫下大葉藻“幼葉期”的凈光合速率偏低且出現(xiàn)負值。大葉藻早期發(fā)育階段的生理生態(tài)特性有別于成體植株;通過對大葉藻早期發(fā)育階段的深入