珍稀特有植物华顶杜鹃的种群特征和保护遗传学研究

摘要

华顶杜鹃Rhododendron huadingense B.Y.Ding&Y.Y.Fang ex B.Y.Ding&X.F.Jin是杜鹃花属中颇为特殊的一个种，且极具观赏价值，为我国特有。其模式产地浙江天台华顶山种群数量不超过300株，属极小种群，已被列入浙江省珍稀濒危植物名录加以保护。本文在华顶杜鹃现知分布区设置了10个样地（磐安大盘山、天台华顶山、余姚四明山、磐安高二乡、金华北山）并开展群落学样地的调查，分析了其群落学特征、种间联结、种群结构;提取来自6个种群共83个个体的华顶杜鹃的基因组DNA，基于cpDNA（atpB-rbcL和trnL-F）和nrDNA(ITS)扩增序列分析其遗传多样性水平，旨在为华顶杜鹃的有效保护提供科学依据。主要结果如下:
　　1.样地海拔高度:华顶杜鹃已知分布区设置的样地海拔808～1145m之间，为中高海拔狭域分布的种。
　　2.群落学特征:华顶杜鹃所处群落类型多样，各个群落的相似性系数集中在0.179～0.585之间，平均值为0.333。调查的样地中共计有维管植物58科、119属、181种，所处群落呈现植物科级和属级水平多样性。华顶杜鹃仅在样地Q2、Q3、Q8的灌木层中属于优势种，整体上不占优势。
　　3.种间联结:华顶杜鹃所处群落乔木层和灌木层中重要值大于0.05的物种间（共计507个种对），整体联结不显著，且以负联结为主，表明群落尚处于不稳定阶段。
　　4.种群结构:10个样地中共451株华顶杜鹃，各个样地年龄结构均处于不同程度的衰退阶段，幼苗和幼树储备不足，中等径级或大径级植株占50％以上;各龄级间出现比较严重的断层现象。
　　5.遗传多样性和谱系地理学:华顶杜鹃整体水平上遗传多样性指数较低;种群内变异(98.36％)远大于种群间变异(1.64％);遗传分化系数为0.0726，表明其种群间分化不明显，繁殖方式更接近于混交且以异交为主;基因流为3.19，表明各个种群间存在基因交流，减少了由于遗传漂变作用而导致的遗传分化。
　　华顶杜鹃的种群和遗传多样性特征有:(1)分布范围小尤其是对海拔有较严格的要求;(2)所处群落普遍不稳定;(3)种群为衰退型，自我更新能力差;(4)遗传多样性水平低等。建议在自然分布区集中的区域建立保护小区，人工辅助幼苗更新;不同种群间人工移栽以扩大基因交流范围，提高种群间的遗传多样性;积极合理地开展人工繁育工作。

目录

声明

致谢

摘要

1 前言

1．1 濒危植物保护生物学研究进展

1．1．1 保护生物学的定义和主要内容

1．1．2 濒危植物的群落学和种群生态学

1．1．3 濒危植物的遗传多样性

1．2 华顶杜鹃研究概况

1．2．1 形态特征和分类地位

1．2．2 相关研究

1．3 研究意义

1．4 自然概况

2 华顶杜鹃群落学特征

2．1 研究方法

2．1．1 样地设置

2．1．2 样地调查

2．1．3 数据处理

2．2 结果

2．2．1 群落物种科属组成

2．2．2 群落分类

2．2．3 群落相似性

2．2．4 物种多样性

2．3 讨论

2．3．1 分布区域局限，土壤贫瘠

2．3．2 不同产地所处群落异质佳大

2．3．3 物种丰謇程度不商．群落不稳定

3 华顶杜鹃种间联结研究

3．1 数据来源

3．2 数据处理

3．2．1 2×2列联表

3．2．2 总体关系检验

3．2．3 共同出现百分事(PC)

3．2．4 联结系数(AC)

3．2．5 Pearson积矩相关系数(rp)和Spearman秩相关系数(rs)

3．3 结果

3．3．1 总体相关性

3．3．2 种间联结测度

3．3．3 种间相关性测定

3．4 讨论

4 华顶杜鹃种群结构分析

4．1 数据来源

4．2 数据处理

4．3 结果

4．3．1 整体种群结构

4．3．2 不同样地种群结构

4．4 讨论

5 华顶杜鹃遗传多样性

5．1 材料来源

5．2 实验方法

5．2．1 植物总DNA提取

5．2．2 引物的种类与扩增

5．3 数据处理

5．3．1 序列拼接和比对

5．3．2 序列分析

5．4 结果

5．4．1 PCR产物

5．4．2 序列分析

5．4．3 遗传多样性

5．4．4 单倍型分布

5．4．5 种群遗传结构和分化

5．5 讨论

6 总结与展望

6．1 总结

6．1．1 群落学特征

6．1．2 种间联结情况

6．1．3 种群结构特征

6．1．4 遗传多样性

6．2 保护策略

6．3 展望

参考文献

附录