贵州稀有濒危种子植物物种多样性保护与利用的研究(附录)

全球性生物多样性保护与利用正逐步走向高质量发展,拥有丰富物种资源已成为夺取生物科技制高点的关键,因此,贵州稀有濒危种子植物多样性保护与利用的研究具有重要意义。在对贵州稀有濒危种子植物资源调查的基础上,选取具有重要应用价值的小黄花茶(Camellia luteoflora)、贵州红山茶(C. kweichowensis)等103种贵州稀有濒危植物,采用模式标本产地植物追溯、现存分布区及种群散布特征调查、物种濒危等级评估、混合采种迁地保育、生物资源测试分析与资源评价相结合的方法,开展了植物物种多样性编目及其迁地保护、种子生物学特性与种子散布及分布动态变化、种苗繁育与应用栽培试验等研究。结果表明:(1)调查评估的103种贵州稀有濒危种子植物都采取了就地保护措施,但迄今为止对濒危威胁程度减轻的效应不明显,抢救性迁地保护依然必要,其中极危(CR)23种、濒危(EN)30种、易危(VU)40种、近危(NT)7种、无危(LC)3种; 采用同一地理种源迁地保护有效种群P_n≥L_f·E_e·A_m的栽培方法,在贵州省植物园开展了迁地保护引种栽培试验。其中,国家重点保护野生植物33种、3 650株,引种栽培平均成活率为95.47%,贵州及毗邻川、滇、桂极少数地区特有分布的种子植物70种、11 010株,引种栽培平均成活率为95.80%,并且建成了活植物保育圃30 200 m²。(2)搜集文献大数据结合GIS信息追踪调查研究,发现了小黄花茶新分布区2.5 km²、长柱红山茶(C. longistyla)新分布区1.5 km²、美丽红山茶(C. delicata)新分布区1.0 km²、皱叶瘤果茶(C. rhytidophylla)新分布区6.0 km²、红花瘤果茶(C. rubituberculata)新分布区50.0 km²、贵州槭(Acer guizhouensis)新分布区0.3 km²; 新分布区种群增量对其减轻濒危程度的评估效果影响不明显。(3)选择了小黄花茶、贵州红山茶等20种具有贵州高原区域环境特色的经济植物开展了种苗繁育和应用栽培试验,建立种苗繁育基地13.4 hm²,繁育种苗73万余株,在林业绿化工程应用中示范栽培140.0 hm²(31万株),≥2年生苗木应用栽培存活率92.00%～98.00%,这为有关稀有濒危植物的科学研究及种质创新利用提供科学参考。     

中国野生稻的现状调查

中国有三种野生稻。野生稻是栽培水稻的野生近缘种,已被列为濒危植物^[7],它们分布于中国南方８个省（区）的热带、亚热带湿热生境中。 近年来人为的干扰和生境的破坏已导致它们的居群大量绝灭,其中濒危程度最高的是普通野生稻。本文阐述了它们的生物学、生态学特性,研究了它们的群落学特征,初步报道了它们的濒危状况,探讨了致濒原因。     

海南野生稻资源调查收集与保护

为了加强海南野生稻资源的保护和研究利用,2002—2013年对海南省18市(县)野生稻资源进行野外调查、资源收集和原、异位保护。初步查明,目前在全省15个市(县)发现154个野生稻自然居群,其中普通野生稻136个、疣粒野生稻11个、药用野生稻7个。收集到野生稻居群87个,其中普通野生稻80个、疣粒野生稻4个、药用野生稻3个,总共2900余份野生稻种茎,经繁殖和编目后妥善保存于海南省农业科学院试验基地的热带野生稻异位保存圃中,并参照农业行业标准-农业野生植物原生境保护点建设技术规范,分别在文昌、琼海、儋州、万宁、陵水和保亭等县(市)建立了6个野生稻原生境保护点,其中普通野生稻4个,疣粒野生稻1个,药用野生稻1个。根据调查结果,对海南野生稻濒危状况及其根源进行了分析,提出了海南野生稻保护相关建议。     

基于SRAP分子标记构建何首乌核心种质库

为保护何首乌遗传种质多样性,该文运用SRAP分子标记方法探究了44个产地327份何首乌种质的遗传多样性和居群结构,采用3种取样策略及6种比例抽样模式构建核心种质库,经t检验比较后筛选较优的核心种质构建方法和具有代表性的核心种质。结果表明:(1)何首乌种质遗传多样性较丰富,其观察等位基因数(Na)、有效等位基因数(Ne)、Shannon信息指数(I)和Nei''s遗传多样性指数(H)分别为1.984 3、1.454 9、0.271 7和0.417 9,另外何首乌种质居群间遗传分化程度大,基因交流较少,基因差异分化系数(Gst)为0.753 1,基因交流值(Nm)仅有0.163 9。(2)根据样品间遗传距离,采用邻接法对样品进行聚类,聚类结果显示327份样品主要分成四大类,样品分组结果与地理分布相符,相同采集点样品可聚在同一类中。(3)居群结构分析结果显示,当K=16时,其ΔK值最大,说明样品分成16个类群时最佳,同时大部分何首乌样品的血统组成较单一(Q>0.600),相同采集点样品血统组成相似,可大致归在同一类群中。(4)t检验结果显示,采用居群结构分类-比例取样和10%抽样比例构建的种质库,4个遗传参数的保留率高,Na、Ne、I和H的保留值分别为99.0%、101.9%、106.4%和105.9%,样品量较少,且多样性与原种质库无明显差异(P>0.05)。(5)核心种质库由34份样品组成,包括9份栽培样品和25份野生样品,主要来源于四川、重庆和贵州。该研究构建的核心种质库能代表原种质库的遗传多样性,可为种质资源的收集和新品种的选育提供参考,所采用的研究方法对其他植物核心种质库的构建具有一定参考意义。     

基于简化基因组测序揭示水角的濒危机制

物种的遗传多样性是决定物种适应性和生存能力的关键因素。生境片段化是造成生物多样性丧失的重要因素之一,对植物种群的遗传多样性有着重要影响。水角(Hydrocera triflora)作为一种濒危植物,其遗传多样性状况和濒危机制尚未有报道。该文收集了水角7个种群共计34个样本,利用简化基因组测序技术(RAD-seq)获得了单核苷酸变异位点(SNP)。通过种群遗传多样性和遗传结构的分析,并结合种群历史动态分析和不同气候情景下物种潜在分布区预测,探讨了水角的濒危机制。结果表明:(1)水角遗传多样性较低(H_o=0.156 9、H_e=0.165 4、π=0.186 5),遗传分化系数较高; AMOVA分析表明,遗传变异主要发生在种群内。(2)Mantel检测表明环境距离与遗传距离、地理距离均呈显著正相关,分别为P=0.041 2和P=0.008 2。(3)水角的有效种群大小从全新世中期开始持续下降,与琼北火山群的喷发时间一致。(4)与当代气候相比,虽然在未来气候变化下水角的潜在分布区总面积变动不大,但在高CO₂排放的情景下,大量的高适生区将会丧失并转化为低适生区,特别是位于马来群岛的适生区几乎完全消失。该研究结果表明,生境片段化导致了水角较低的遗传多样性和有效种群大小的持续下降。因此,自身更新能力低以及人为活动干扰、城市化等不利的环境条件是导致其濒危的主要原因。建议加强对水角的就地保护,采用人工授粉等方法提高其基因流以增加其种群的遗传多样性,同时,要着重保护湿地免遭破坏。     

山茶科3种中国特有濒危植物的遗传多样性研究

猪血木(Euryodendron excelsum)、圆籽荷(Apterosperma oblata)和杜鹃红山茶(Camellia changii)均为我国特有的山茶科珍稀濒危植物。本研究应用随机扩增多态性DNA(RAPD)检测方法,比较了这3个物种的遗传多样性。利用20－24个随机引物从猪血木、圆籽荷和杜鹃红山茶居群中分别获得206－305条RAPD谱带,多态位点百分率(PPL)分别为51.80％、80.26％和38.83％;居群间遗传分化指数G_ST分别为0.3566、0.1713、0.1242。结果显示：自然分布较广的圆籽荷的遗传多样性高于另外两种自然分布区狭窄的种类。3个物种的遗传变异均主要存在于居群内,但猪血木居群间的遗传分化明显高于圆籽荷和杜鹃红山茶,这可能与其生境的严重片断化有关。根据3个物种不同的遗传结构特点,建议加强现有自然居群的就地 保护,促进居群自然更新;收集不同分布点的种源,尽快建立广东山茶科珍稀濒危植物的保育中心,深入开展人工快繁研究,扩大这些种群的数量。     

广西药用野生稻资源调查收集与保护建议

广西药用野生稻原生地破坏十分严重。二十世纪七十年代普查时在58个公社分布有药用野生稻,2002-2009年重新调查时,仅在43个乡镇发现分布有药用野生稻,比二十世纪七十年代减少25.9%。为确保广西药用野生稻资源的安全,共抢救性收集了170个居群、2142份药用野生稻资源,有效地保存了广西药用野生稻种质资源遗传多样性和完整性。同时,在调查中还发现药用野生稻原生地新的分布点15个以及植株高达5.2m、茎秆高位分蘖有3-4个分枝和半卷叶药用野生稻等特殊种质资源。根据调查结果和对广西药用野生稻濒危状况及其根源的分析,本文对未来药用野生稻的保护提出了建议。     

黄枝衣科中国新记录属和种

报道了中国黄枝衣科(Teloschistaceae)的一中国新记录属粉黄衣属(新拟)(Xanthomendoza)和一中国新记录种漫粉黄衣(新拟)(Xanthomendoza ulophyllodes)及石黄衣属(Xanthoria)的一新记录种裂芽黄衣(新拟)(Xanthoria calcicola)。对漫粉黄衣的ITS序列进行了测定和系统发育分析,并对相关类群的形态和分子数据进行了讨论。对2新记录种的形态特征、生境与分布进行了详细描述,并提供了形态特征图。     

西南地区6种魔芋属植物基于cpDNA序列的遗传多样性研究

研究野生作物资源的遗传变异及分化机制对种质资源的收集与改良具有重要意义。魔芋是我国西南地区的特色经济作物,但由于受到人为活动干扰,野生种群不断衰退。为评估西南地区魔芋属(Amorphophallus)野生群体的遗传多样性,探究代表性物种的系统发育地位,该研究利用3个叶绿体DNA(cpDNA)片段,分析了魔芋6个物种的遗传多样性,重建了种间系统发育关系。结果表明:(1)西南地区野生魔芋群体的遗传多样性普遍较低,虽然单倍型多样性(H_d)均值为0.428,但近一半群体只有1个单倍型,6个物种整体水平上的单倍型多样性在0.704到0.983之间。(2)在6个物种间检测到高水平的遗传分化,遗传分化系数(F_ST)值在0.481到0.967之间。(3)系统发育分析表明,选取的27个魔芋种主要聚成3个分支:非洲分支、东南亚分支和东亚大陆分支。疣柄魔芋(A. paeoniifolius)隶属于东南亚分支,而东亚大陆分支A包含花魔芋(A. konjac)和西盟魔芋(A. krausei),东亚大陆分支B由东亚魔芋(A. kiusianus)、滇魔芋(A. yunnanensis)和东京魔芋(A. tonkinensis)构成。生境隔离与人为干扰造成了西南地区野生魔芋群体较低的遗传多样性,魔芋属东亚大陆分支的分化可能与早期的快速扩张和生态适应有关。该研究为西南地区魔芋资源的合理保护、可持续利用和杂交育种提供了参考资料。     

江苏盐城黑嘴鸥(Larus saundersi)繁殖微生境的选择

1999～2001年春夏对江苏盐城国家级自然保护区黑嘴鸥的繁殖微生境进行了调查。黑嘴鸥的繁殖生境包括碱蓬群落(Suaeda glauca)、獐毛群落(Aeluropus littoralis)和大米草群落(Spartina anglica)。通过生境可获得性与可利用性分析,得知黑嘴鸥营巢对碱蓬生境具有正选择性,对獐毛和大米草生境具有负选择性。对繁殖微生境选择研究的结果表明, 黑嘴鸥繁殖微生境具有以下特征：植被高度5～25 cm,植被盖度20％～60％,底栖生物量大于300 g/m²,距水源距离500～1000 m,距人类活动干扰距离大于500 m。滩涂开发和人为活动是影响盐城地区黑嘴鸥繁殖微生境选择的重要因素。本文对黑嘴鸥繁殖栖息地的保护和管理提出了一些建议。     

Characterization of Interspecific Hybrids Between Oryza sativa L. and Three Wild Rice Species of China by Genomic In Situ Hybridization

In the genus Oryza, interspecific hybrids are useful bridges for transferring the desired genes from wild species to cultivated rice （Oryza sativa L.）. In the present study, hybrids between O. sativa （AA genome） and three Chinese wild rices, namely O. rufipogon （AA genome）, O. officinalis （CC genome）, and O. meyeriana （GG genome）, were produced. Agricultural traits of the F1 hybrids surveyed were intermediate between their parents and appreciably resembled wild rice parents. Except for the O. sativa × O. rufipogon hybrid, the other F1 hybrids were completely sterile. Genomic in situ hybridization （GISH） was used for hybrid verification. Wild rice genomic DNAs were used as probes and cultivated rice DNA was used as a block. With the exception of O. rufipogon chromosomes, this method distinguished the other two wild rice and cultivated rice chromosomes at the stage of mitotic metaphase with different blocking ratios. The results suggest that a more distant phylogenetic relationship exists between O. meyeriana and O. sativa and that O. rufipogon and O. sativa share a high degree of sequence homology. The average mitotic chromosome length of O. officinalis and O. meyeriana was 1.25- and 1.51-fold that of O. sativa, respectively. 4＇,6＇-Diamidino- 2-phenylindole staining showed that the chromosomes of O. officinalis and O. meyeriana harbored more heterochromatin, suggesting that the C and G genomes were amplified with repetitive sequences compared with the A genome. Although chromocenters formed by chromatin compaction were detected with wild rice-specific signals corresponding to the C and G genomes in discrete domains of the F1 hybrid interphase nuclei, the size and number of O. meyeriana chromocenters were bigger and greater than those of O. officinalis. The present results provide an important understanding of the genomic relationships and a tool for the transfer of useful genes from three native wild rice species in China to cultivars.     

中国野生稻原生境保护方法研究

在充分调查我国野生稻种质资源现状的基础上,分析了野生稻的濒危状况及其致濒因素,制定了野生稻原生境保护的选点原则,结合江西东乡、广东高州、云南元江和广西武宣等4个野生稻原生境保护示范点建设及各个保护点的社会、经济和环境条件,提出了围墙、围栏、植物篱笆和农民参与性等不同的保护方法,并就原生境保护点的开发性保护管理模式进行了探讨。     

云南野生稻叶茎根组织结构特性的比较研究

采用徒手切片法对云南3种野生稻和栽培稻的叶片、茎秆及根的组织结构进行比较研究,以明确野生稻的内部结构,为进一步揭示其结构与云南野生稻的生长势旺盛、营养吸收能力强、抗某些病虫害能力强的关系奠定基础。结果表明,(1)云南野生稻与栽培稻叶片主脉、茎秆及根的组织结构差异显著,其中景洪疣粒野生稻、景洪药用野生稻与栽培稻的差异最明显。(2)在叶主脉结构中,景洪疣粒野生稻无气腔结构,维管束数量少、面积小;景洪药用野生稻、3个普通野生稻材料存在多个维管束和气腔结构,维管束、束内导管直径及气腔面积较栽培稻大,而栽培稻中的气腔均为2个。(3)在茎秆结构方面,景洪疣粒野生稻茎秆最小,维管束数量最少,其茎壁内的维管束排列方式与栽培稻不同;景洪药用野生稻和普通野生稻茎秆及茎壁较栽培稻粗厚,维管束数量也较栽培稻多,普通野生稻的茎壁中有通气组织。(4)在根的组织结构中,3种野生稻的导管数量较多,导管直径及中柱面积较栽培稻大,外皮层出现了具有凯氏带功能的凯氏点等。     

云南野生稻资源及其保护

云南野生稻生态类型丰富,且具有抗白叶枯病、抗稻瘟病、耐旱、耐寒等栽培稻不具有或已经消失的遗传基因,是水稻品种改良的优良基因库。然而,随着人类社会经济活动对生态环境影响的加剧,这一宝贵的战略性生物资源正面临着快速消失的危险。为了加强云南野生稻资源的保护,近年来,我们对云南野生稻资源开展了原生境保护(物理隔离方式和主流化方式)及非原生境保护(种质库、种质圃、细胞库和DNA库)等保护技术研究,明确了各种保护方法的优缺点和适用性,保护了云南野生稻的多样性和丰富度,为改良栽培稻储备了丰富的基因源。     

云南野生稻不同染色体组型和外植体材料的离体培养研究

云南野生稻不同外植体愈伤组织诱导能力差别较大。花粉培养中愈伤组织诱导率差异在0％～11．8％之间,用成熟胚诱导愈伤组织,其诱导率在18．0％～35．2％之间,茎叶培养则在12．0％～25．0％之间。云南野生稻不同外植体诱导的愈伤组织再分化为绿苗的分化率在8．3％～100．0％之间。疣粒稻组培特性最好,东乡普通野生稻和景洪普通野生稻次之,药用稻最难组培。本文建立了疣粒、东乡、景洪普野3种野生稻的离体无性系,为长期保存云南野生稻资源奠定了基础。     

云南野生稻离子吸收效率及其动力学特征研究

分析和检测4种,共6个不同类型的野生稻吸收H2PO4^-、K^＋、Mg^2＋、NO3^-的动力学特征以及培养液pH值变化的研究结果表明,景洪普通野生稻吸收K^＋较强;药用野生稻和元江普通野生稻次之。小粒野生稻吸收磷的能力最强。元江普通野生稻吸收Mg^2＋和NO3^-的能力强。药用野生稻吸收Mg^2＋较强;直立型景洪普通野生稻有较强的吸收NO3^-的能力。     

Diversity in the Content of Some Nutritional Components in Husked Seeds of Three Wild Rice Species and Rice Varieties in Yunnan Province of China

In addition to rice (Oryza sativa L.) cultivars, there are three wild rice species, namely O.rufipogon Griff, O. officinalis Wall and O. granulata Baill, in Yunnan Province, China. Each species has different subtypes and ecological distributions. Yunnan wild rice species are excellent genetic resources for developing new rice cultivars. The nutritional components of the husked seeds of wild rice have not been investigated thus far. Herein, we report on the contents of total protein, starch, amylose, 17 amino acids, and five macro and five trace mineral elements in husked seeds from three wild rice species and six O. sativa cultivars. The mean (± SD) protein content in the husked rice of O. rufipogon, O. officinalis, and O. granulata was (14.5 ± 0.6)%, (16.3 ± 1. 1)%, and (15.3 ± 0.5)%, respectively. O. officinalis Ⅲ originating from Gengma had the highest protein content (19.3%). In contrast, the average protein content of six O. sativa cultivars was only 9.15%. The total content of 17 amino acids of three wild rice species was 30%-50% higher than that of the six cultivars. Tyrosine, lysine, and valine content in the three wild rice species was 34%-209% higher than that of the cultivars. However, the difference in total starch content among different O. sativa varieties or types of wild rice species was very small. The average amylose content of O. rufipogon, O. officinalis,and O. granulata was 12.0%, 9.7%, and 11.3%, respectively, much lower than that of the indica and japonica varieties (14.37%-17.17%) but much higher than that of the glutinous rice cultivars (3.89%). The sulfur, phosphorus, magnesium, zinc, and ferrite content in the three wild rice species was 30%-158% higher than that of the six cultivars. The considerable difference in some nutritional components among wild rice species and O. sativa cultivars represents a wide biodiversity of Yunnan Oryza species. Based on the results of the present study, it is predicted that some good genetic traits, especially high protein and ideal amylose content, of Yunnan wild rice species may be useful in improving the nutritional value of rice. This is the first report regarding the amino acid, mineral element, protein and amylose content of husked seeds of some Yunnan wild rice species that have important genetic characteristics for rice quality and nutritional value.     

广东普通野生稻调查、收集与保护建议

为了全面了解广东省普通野生稻自然生存现状,更好地为我国野生稻资源的长远保护提供决策依据,2005-2016年我们对广东普通野生稻自然生存状况进行了实地调查。结果查明,目前广东共有25个县(市)尚存普通野生稻,尚有分布点118个,其中103个有历史资料记载,15个为本次调查新发现。根据历史资料统计,广东省原有普通野生稻分布点1083个,但截至目前野生稻已全部消失的分布点有980个,分布点丧失率90.49%,呈现严重濒危的趋势。调查发现,造成野生稻大量消失的原因主要有垦荒造田、水利建设、城镇建设、养殖业发展、除草剂使用、环境污染和外来物种侵袭等。调查的同时,从118个点共收集了1371份种茎样本进行异位保存,为普通野生稻资源持续利用提供了更大的物质保障。此外,对广东普通野生稻的长远保护提出了建议。     

云南野生稻中的抗白叶枯病基因Xa21的鉴定

水稻白叶枯病是水稻生产上的主要细菌病害之一。从野生稻中发掘优异的水稻白叶枯病抗性材料,可以拓宽栽培稻抗白叶枯病遗传基础。经过温室接菌鉴定和PCR标记分析,对云南野生稻进行Xa21基因的检测鉴定。温室接菌鉴定表明,云南野生稻对广谱致病小种PX099及云南强致病菌Y8具有较好的抗性能力,特别是疣粒野生稻对致病菌株达到免疫程度;PCR标记分析表明,云南野生稻不含有Xa21基因,但含有与Xa21基因某些区域同源的片段。本研究结果为寻找新的抗源材料及快速发掘利用云南野生稻中的抗白叶枯病基因提供理论依据。     

中国稻属植物叶片亚显微结构比较研究

用扫描电镜对原产中国的3种野生稻和2个栽培稻品种的叶片表面亚显微结构,尤其是气孔列数、气孔频度、气孔器乳突、大瘤状乳突、小栓细胞乳突等进行比较研究。结果显示,气孔频度的变化趋势是沿着疣粒野生稻-药用野生稻-栽培稻IR36-簿通野生稻-栽培稻珍汕97逐渐增大,其变化幅度在635-1737个／mm^2之间;气孔器乳突除疣粒野生稻为6个外,其余通常为4个;疣粒野生稻既无大瘤状乳突亦无木栓细胞乳突．药用野生稻无木栓细胞乳突。这些性状不仅具什种的特异性,而且与亲缘关系远近有关,可以作为稻属分类的依据。