中國特有屬珍稀瀕危植物山白樹的保護(hù)生物學(xué)研究.pdf

1、山白樹(Sinowilsonia henryi Hemsi.)為金縷梅科(Hamamelidaceae)山白樹屬(Sinowilsonia)的落葉喬木,分布于陜西、山西、河南、甘肅、湖北及重慶等地。山白樹具有重要的科研價值、經(jīng)濟(jì)價值和環(huán)保價值,但目前其野生種群稀少,瀕臨滅絕,已被列為陜西省第一批保護(hù)物種和國家Ⅱ級重點(diǎn)保護(hù)植物。目前山白樹的研究涉及形態(tài)解剖學(xué)、孢粉學(xué)、植物化學(xué)、地理分布等方面,但對其胚胎發(fā)育、遺傳多樣性分析等方面的研究報(bào)道

2、尚屬空白。本研究采用常規(guī)石蠟切片和ITS序列分析技術(shù)對山白樹的胚胎學(xué)、群體遺傳多樣性分析及其致瀕機(jī)制進(jìn)行了研究,旨在揭示山白樹的致瀕機(jī)理并為保護(hù)該瀕危植物制定科學(xué)有效的保護(hù)策略提供必要的基礎(chǔ)資料。主要得到以下結(jié)論:
　　1.花藥發(fā)育特征
　　山白樹雄蕊發(fā)育初期,形成雄蕊原基,位于其下四個角隅的表皮下一層細(xì)胞分裂活躍,形成孢原細(xì)胞。孢原細(xì)胞進(jìn)行平周分裂,產(chǎn)生初生周緣細(xì)胞和初生造孢細(xì)胞,初生周緣細(xì)胞經(jīng)過2次分裂形成花藥壁細(xì)胞?；?/p>

3、藥有2個室,花藥壁完全分化時,從外至內(nèi)依次是表皮、藥室內(nèi)壁和絨氈層。
　　2.小孢子發(fā)生
　　每一花藥中有一層雄性孢原細(xì)胞,發(fā)生于幼小花藥表皮下方。孢原細(xì)胞進(jìn)行平周分裂,產(chǎn)生初生周源細(xì)胞和初生造孢細(xì)胞。在小孢子母細(xì)胞減數(shù)分裂形成四分體,隨后很快分開,游離在藥室中,成為單核花粉粒。隨著細(xì)胞的長大細(xì)胞質(zhì)中出現(xiàn)液泡,并逐漸合并成中央大液泡,細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核移到一側(cè)。成熟花粉粒外形呈球形,具有三個萌發(fā)孔。
　　3.大孢子發(fā)生及雌

4、配子體發(fā)育
　　在幼嫩子房內(nèi),胎座上分化出2枚胚珠原基。孢原細(xì)胞經(jīng)過平周分裂,形成外側(cè)的周緣細(xì)胞和內(nèi)側(cè)的造孢細(xì)胞。外側(cè)的周緣細(xì)胞隨后進(jìn)行多次平周分裂和垂周分裂,使珠心頂端的珠心細(xì)胞層數(shù)增加。造孢細(xì)胞則發(fā)育成胚囊母細(xì)胞,胚囊母細(xì)胞接著進(jìn)行減數(shù)分裂,形成線狀四分體,四個細(xì)胞中只有遠(yuǎn)離珠孔的1個大孢子細(xì)胞繼續(xù)發(fā)育成單核胚囊。單核胚囊第一次分裂形成兩核,隨著液泡的形成,這兩個核分別移至胚囊兩端,形成二核胚囊。山白樹胚珠的發(fā)育屬于蓼形胚囊。

5、
　　4.遺傳多樣性分析
　　通過對山白樹DNA提取,rDNA-ITS區(qū)PCR擴(kuò)增和序列測定。利用Clustal、DnaSP、MEGA、和Alequine等軟件進(jìn)行了群體遺傳分析。結(jié)果表明,ITS排序后總長度均為817bp,無gap(空位)。整個ITS共有15個變異位點(diǎn),11個轉(zhuǎn)換位點(diǎn),4個顛換位點(diǎn),信息位點(diǎn)數(shù)達(dá)到11個。AMOVA分析得出山白樹的遺傳分化系數(shù)FST為0.5063,說明山白樹的遺傳變異主要存在于居群間,在物種

6、水平和群體水平上的遺傳多樣性低,居群間遺傳分化明顯。Mantel測試結(jié)果(r=0.51,p=0.01)表明居群間的遺傳距離與地理距離有相關(guān)性,說明地理隔離對山白樹居群遺傳結(jié)構(gòu)的形成具有重要的作用。
　　5.致瀕機(jī)制和物種保護(hù)
　　山白樹瀕危來自其內(nèi)因和外因兩方面。內(nèi)因主要體現(xiàn)在兩方面:一是山白樹有限的生態(tài)幅使其對環(huán)境變化的適用性差;二是該物種生長緩慢、種群小,產(chǎn)生遺傳漂變等。外在因素主要體現(xiàn)在人為破壞其生境使山白樹的有效群體