我国西南部喀斯特森林特有濒危树种掌叶木新的微卫星分子标记的开发

采用基因组DNA富集文库法FIASCO(Fast isolation by AFLP of sequences containing repeats)从掌叶木(Handeliodendron bodinieri)基因组中分离和筛选了10个新的微卫星位点,进而对掌叶木茂兰自然分布居群的遗传多样性进行了分析。结果表明, 每个位点在30株掌叶木个体上的平均等位基因数(A)为3.5(3~5个),平均观察杂合度(H_O)为0.650(0.267~0.900),平均预期杂合度(H_E)为0.494(0.224~0.652)。每个位点的第一排除概率值P_r(Ex₁)为0.029~0.240,位点综合值为0.7496。单个位点的第二排除概率P_r(Ex₂)为0.123~0.419,位点综合值为0.9517。这些信息预示着这些微卫星标记可以为研究喀斯特特有濒危树种掌叶木的基因流及居群遗传结构提供有效的遗传工具。     

无患子科三个单种属植物的染色体计数

报道无患子科（Sapindaceae）3个单种属植物的染色体数目,其中掌叶木属和茶条木属为首次报道。掌叶木属（Handeliodendron Rehd．）、茶条木属（Delayaya Franch．）、伞花木属（Eurycorymbus Hand．-Mazz．）植物的染色体数目分别为2n=40,28和26,且它们的染色体皆为小染色体。     

广西木论自然保护区掌叶木种群结构与分布格局

掌叶木(Handeliodendron bodinieri),是残遗于我国石灰岩地区的单种属特有种之一.因人为影响,生境特殊及自身特性,资源稀少,被列为国家一级重点保护野生植物.为了解掌叶木种群结构与动态以及空间分布格局特征,采用样地并结合无样地取样技术对掌叶木种群进行调查,绘制径级结构和高度级结构图、应用点格局进行分析,并采用Ripley's K(d)函数有效地描述种群空间属性.同时采用点到点距比率法进行格局计算.结果表明,掌叶木种群幼苗严重不足,种群呈衰退趋势;种群空间分布主要呈随机分布;掌叶木种群的分布格局受物种本身的繁殖特性、岩溶石山的生境特点以及种内种间的竞争等的共同影响.     

濒危植物掌叶木种子生态特征

重点研究了贵州茂兰国家级自然保护区喀斯特森林国家一级保护树种掌叶木（Handeliodendron bodinieri)母树的种子生态特征。单因素方差分析表明在同株母树的不同果序球果量和不同母树的球果出种量均未显示明显差异,而不同母树果序出球果量、种子重量分异具有权显著差异,这反应了掌叶木母树的有性生殖基本同步,球果的发育程度比较接近。掌叶木种子干粒重为201．66g,种子的平均重量为0．20g,占乔木树种平均重量的61％;种子含空粒比例高达8．1％;饱满的种子中具有生活力者占78％,反映出掌叶木种子有较高的败育率;种子的平均含水量为13．56％,自然散播的种子萌发率仅为1％,种子在自然环境下受松鼠、鼠和金龟子类等动物的破坏率高达98．25％。在同样贮藏条件下,播种环境对种子的发芽率影响显著,质地疏松、透气性好或火烧地有利于掌叶木种子的萌发,其种子萌发率可达84．98％。     

土壤石砾含量对掌叶木幼苗生长和根系特征的影响

为探讨土壤石砾含量对珍稀濒危植物掌叶木幼苗生长和根系的影响,该研究以1个月生掌叶木幼苗为试验材料,进行5种不同土壤石砾含量[0(CK),20%,40%,60%和80%]盆栽试验,筛选最适宜掌叶木幼苗生长的土壤石砾含量。结果表明:(1)土壤石砾含量对掌叶木幼苗生长有极显著影响,其中幼苗苗高和地径相对增长率、叶面积、苗木质量指数、生物量(根、叶和全株)和根冠比均在土壤石砾含量为40%时最大。(2)土壤石砾含量对掌叶木幼苗根系形态具有极显著影响,总根长和根表面积在土壤石砾含量为40%时最大; 而根系平均直径随石砾含量增加逐渐减小,当土壤石砾含量高达80%时,根系平均直径最小。(3)土壤石砾含量对掌叶木幼苗根系拓扑结构和分形特征无显著影响,而对根系平均连接长度和分叉数有极显著影响,其中各处理根系拓扑指数(TI)、修正拓扑指数(q_a和q_b)均趋近于1,即掌叶木幼苗根系在不同土壤石砾含量中分支模式更趋近于鱼尾形分支; 根系平均连接长度随石砾含量增加先增大后减小,在土壤石砾含量40%时最大; 根系分叉数随石砾含量增加逐渐减小。(4)综合评价幼苗生长和根系形态与构型指标表明,掌叶木幼苗在40%土壤石砾含量中地下根系和地上茎叶生长状况最好。因此,土壤添加适量石砾能促进掌叶木幼苗生长,当石砾含量为40%时幼苗生长效果最好,苗木质量指数最高,最适宜掌叶木幼苗生长。     

濒危特有种掌叶木的微卫星遗传多样性研究

掌叶木居群具有较丰富的遗传多样性,该研究利用9对微卫星(SSR)分子标记揭示了掌叶木(Handeliodendron bodinieri)的遗传多样性。结果表明:观测等位基因数(Na)平均为3.903,有效等位基因数(Ne)平均为2.545,期望杂合度(He)平均为0.521,Shannon’s多态性信息指数(I)为0.962,PIC平均值为0.465。掌叶木的自然分布居群有相对较高的遗传多样性,但由于人为破坏等因素导致该群体濒危,而濒危并不是因为遗传多样性降低而造成的。居群间的遗传分化为掌叶木8个居群间的遗传一致度为(GI=0.849~0.970),遗传距离为(GD=0.032~0.164)。基于Nei’s遗传距离用UPGMA法对掌叶木居群进行聚类,Nei’s的基因分化系数为(G_(st))为0.027,平均Nei标准遗传分化系数(G'_(st)N)为0.031,平均Herick’s标准遗传分化系数(G'_(st)H)为0.064,基因流(N_m)为3.368。AMOVA分析结果表明:掌叶木居群间变异占3%,居群内变异占97%,居群内的遗传分化大于居群间的分化。利用Mantel检测发现,居群间的遗传距离与地理距离显著正相关(r=0.299,P0.05)。该研究结果为掌叶木生物多样性和资源保护与利用提供了更充分的科学依据。     

掌叶木的花器官发生及其系统学意义

利用扫描电子显微镜和光学显微镜观察了掌叶木的花器官发生过程。观察结果表明: 花序原基最先发生, 然后形成两个大小不一的花原基; 萼片原基的发生不同步, 螺旋状向心发生; 4-5枚花瓣原基以接近轮状方式近同时发生; 不存在花瓣-雄蕊复合原基; 7-8枚雄蕊原基为近同时发生, 其生长较花瓣原基快; 心皮原基最后发生, 3枚心皮原基为同时发生。花为单性花。在雌花中, 子房膨大而雄蕊退化。在雄花中, 雄蕊正常发育, 子房退化。讨论了掌叶木花器官发生和发育的系统学意义。     

野生濒危植物掌叶木的ISSR-PCR反应体系的建立

以野生濒危植物掌叶木的叶片为材料,通过单因子试验分别研究了模板DNA、退火温度、TaqDNA聚合醇用量、dNTP浓度、Mg2+浓度、引物浓度等对ISSR-PCR反应的影响,找出各自的合适条件,通过各个因子的组合研究建立了适宜于掌叶木ISSR分析的扩增体系,即25μL的反应体系中含模板DNA约30ng,Mg2+2.0 mmool/L,引物0.8μmol/L,dNTP0.20 mmol/L,TaqDNA聚合酶1.5U.该研究为利用ISSR分析掌叶木遗传多样性、进行掌叶木种质资源研究等奠定了良好的基础.     

掌叶木种皮障碍及种子各部位内源抑制活性的研究

掌叶木(Handeliodendron bodinieri)是残遗于中国的稀有单种属植物,因人为破坏、生境特殊及自身特性的影响,资源稀少,被列为国家一级重点保护野生珍稀濒危植物。该研究以掌叶木种子为材料,研究了4种不同发芽条件下(带种皮、浓硫酸处理种皮、完全去除种皮、仅露出胚根)种子萌发性、种皮透水性、掌叶木果皮、假种皮、种皮和种仁四个部位不同浓度甲醇浸提物(0、3.125、6.25、12.5、25 mg/m L)对白菜种子萌发及幼苗生长的影响以及掌叶木各部位浸提物对种子萌发的影响。结果表明:(1)掌叶木种皮具有一定的透水性,为掌叶木种子的萌发提供必要的透水透气条件,不影响种子萌发前的水分吸收,但掌叶木种皮的机械阻碍、易霉变对种子的萌发影响较大。(2)掌叶木的果皮、假种皮、种皮和种仁甲醇浸提物对白菜种子的萌发和生长都有影响,尤其对白菜幼根的生长有较强的抑制作用,抑制强度依次是种仁果皮假种皮种皮,且随着浓度的升高,抑制作用增强。该研究结果揭示了掌叶木种子难发芽、发芽率低的原因,为掌叶木的人工扩繁和保护与利用奠定了基础。