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文檔簡(jiǎn)介
1、水杉(Metasequoia glyptostroboides Hu et Cheng),是我國(guó)特有的珍稀瀕危植物,其自然種群僅分布在我國(guó)湖北、湖南、重慶三省市交界的狹窄區(qū)域內(nèi)。自發(fā)現(xiàn)以來(lái),對(duì)其進(jìn)行保護(hù)的工作一直受到關(guān)注。但是由于人類(lèi)干擾、自然災(zāi)害等,水杉自然種群的母樹(shù)數(shù)量下降,人工引種種群也不能完全代表其遺傳信息。本研究開(kāi)發(fā)水杉微衛(wèi)星多態(tài)引物(SSR)并將其用于分析水杉種群遺傳信息,比較自然種群和人工種群遺傳結(jié)構(gòu)的差異,探討不同年代建
2、立的水杉人工種群的引種來(lái)源:同時(shí),結(jié)合野外調(diào)查數(shù)據(jù)和資料,運(yùn)用模型模擬手段對(duì)水杉自然種群進(jìn)行生存力分析,為進(jìn)一步實(shí)施水杉自然種群保護(hù)和遷地保護(hù)提供理論依據(jù)。主要研究結(jié)果如下:
1.利用鏈霉親和素捕獲法,構(gòu)建水杉微衛(wèi)星基因文庫(kù),篩選到11對(duì)水杉SSR多態(tài)引物。
2.利用其中的8對(duì)SSR引物對(duì)水杉自然種群和人工種群遺傳分析表明,人工種群的平均等位基因數(shù)、等位基因豐富度等指標(biāo)略高于自然種群;但人工種群的基因分化系數(shù)
3、(GST=0.074)低于自然種群的(GST=0.117),表明人工種群的種群間有著更相似的遺傳組成;而且人工種群的平均近交系數(shù)(FIS=0.195)高于自然種群的(FIS=0.090);對(duì)14個(gè)自然種群進(jìn)行遺傳貢獻(xiàn)分析,表明種群楊家院子(YZ)和拱橋(GQ)的總遺傳貢獻(xiàn)率最大,可作為優(yōu)先保護(hù)種群;STRUCTURE遺傳聚類(lèi)可將14個(gè)自然種群分成2個(gè)類(lèi)群。
3.通過(guò)UPGMA聚類(lèi)分析發(fā)現(xiàn),除了泰山(TS)和北京植物園種群(
4、BZ),水杉人工種群主要與楊家院子(YZ)、小河水杉?jí)?XB)和拱橋(GQ)這3個(gè)自然種群聚在一起,表明從這3個(gè)種群引種的可能性比較大;配比檢驗(yàn)和親本分析均顯示不同引種年代之間引種來(lái)源差異不顯著,引種來(lái)源集中于楊家院子(YZ)、小河水杉?jí)?XB)和謀道(MD)這3個(gè)自然種群,其他自然種群在各個(gè)年代也有少量引種。這些表明引種可能主要來(lái)源于楊家院子(YZ)、小河水杉?jí)?XB),但是結(jié)合STRUCTURE聚類(lèi)的結(jié)果,這2個(gè)種群在遺傳上聚為同一
5、類(lèi),為避免引種種源的單一,建議同時(shí)從遺傳上聚為另一類(lèi)的種群如興國(guó)(XG)和倒車(chē)壩(DB)中引種。
4.從種群生態(tài)學(xué)角度研究水杉的種群動(dòng)態(tài)和滅絕風(fēng)險(xiǎn),通過(guò)模擬分析自然種群的生存力及種群發(fā)展動(dòng)態(tài),結(jié)果表明:水杉自然種群在近自然狀況(水杉被發(fā)現(xiàn)初期)下的種群增長(zhǎng)率λ為1.6570,種群為增長(zhǎng)型,而在當(dāng)前狀況下自然種群為衰退型(λ=0.9967)。按當(dāng)前的增長(zhǎng)方式,如果準(zhǔn)滅絕閾值分別為500和50,那么種群的準(zhǔn)滅絕概率在今后約60
6、0年和1600年分別達(dá)到1.0。通過(guò)模擬成體期向幼苗期轉(zhuǎn)移的轉(zhuǎn)換概率(α13)的變化,表明在當(dāng)前狀況的階段轉(zhuǎn)換概率下種群大小處于下降狀態(tài),提高α13至現(xiàn)有概率的100倍時(shí)(α13=4.7),種群才能維持穩(wěn)定狀態(tài),即每年需新增萌發(fā)的幼苗25,000棵。
綜合以上研究,建議繼續(xù)加強(qiáng)水杉自然種群的就地保護(hù)措施,降低人為干擾對(duì)自然種群更新造成的危害,突破種群天然更新困難的障礙;遷地引種時(shí)避免種質(zhì)混雜和種源單一的現(xiàn)象,盡可能的實(shí)現(xiàn)人
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