天目木兰的保护生物学及遗传多样性研究

摘要

生物多样性保护是一门理论性强和应用范围广的交叉学科，它既涉及到生态学、遗传学和生物进化论的理论和方法，又要探讨生物多样性形成的机制、保护理论和保护措施。保护生物学是伴随着生物多样性的锐减，全球环境质量下降和人们对自然资源保护意识的提高而产生的一门新学科，其研究目的：一是研究人类对生物多样性的影响；二是研究防止物种灭绝的有效途径和生物多样性保护的理论、措施和技术等。
　　天目木兰（Magnolia amoena Cheng）隶属于木兰科(Magnoliaceae)木兰属(Magnolia)，为我国华东特有种，是重要的园林观赏、香料和药用植物。近年来，其种质资源急剧减少，分布区日益缩小；目前天目木兰呈岛屿状间断分布在安徽、浙江、江苏、江西等省。1984年该种被列为国家三级保护植物。
　　本论文对天目木兰的形态解剖特征、种群生物学、繁殖生物学和分子生物学等方面进行了研究，探讨了天目木兰濒危的成因和机制，并提出了相应的保护对策和建议。研究结果如下：
　　1.天目木兰解剖结构较为原始，两性花，花丝短，花药长，雄蕊和雌蕊多数；与其近缘广布种白玉兰相比，叶表面角质化程度低，没有表皮毛，叶片略薄，栅栏组织/海绵组织为1。其它未发现异常，这说明天目木兰的形态结构可能不是导致它濒危的原因。
　　2.现有天目木兰在其分布区内呈集群分布，自然种群数量不多，且多为小种群；植株老龄化现象严重，林地几无幼苗，种群在年龄结构上属于衰退型。种群规模变小是物种趋向濒危的特征之一。
　　3.天目木兰适宜生长在温凉、湿润、多雾、土质肥沃、排水良好的酸性土壤中；天目木兰一般不具备较大的种间竞争优势，在群落中属于从属地位。
　　4.天目木兰3月上旬始花，花期短，花粉可授期短；加上产地群众每年上山采收花蕾作药材，因而结实率不高。天目木兰种子质量差、生活力低下、休眠期长；在自然条件下，种子易霉烂或受虫害，种子萌发率极低，从而导致林下天然更新苗严重缺乏；这成为种群生存和扩展的限制性因子。种子萌发实验的研究结果表明，新鲜种子不能萌发，种子经过低温冷冻沙藏处理后，可以在一定程度上打破休眠，提高种子萌发率。
　　5.用RAPD技术，对天目木兰自然分布区安徽、浙江、江苏等地的12个自然种群的个体遗传多样性进行了分析。从40个10碱基随机引物中筛选出能产生稳定多态性标记的引物14个，共扩增出94条DNA带，其中多态性带23条，占总数的24.4％。应用UPGMA法和Neighbor-Joining法对遗传距离进行聚类分析构建树系图。分析结果表明：(1)天目木兰自然种群具有较低的遗传多样性，对环境变化的适应能力较差；(2)天目木兰个体间的遗传距离与这些个体的种群间的地理分布有关，即相同产地个体间的遗传距离较小，不同产地个体间的遗传距离较大。两种群间隔距离越大，遗传差异越大；天目木兰较低的遗传变异水平限制了其适应性和分布区的扩展，是其濒危的主要原因之一。
　　6.根据天目木兰生物生态学特性和生存现状，可采取加强宣传教育力度，实施就地保护、移栽植物园方式迁地保护等保护措施，同时加强对天目木兰的生理学、生态学、传粉生物学和遗传学等方面的研究，以期从根本上达到对该物种的保护。

目录

答辩

第一章前言

一.保护生物学和生物多样性

二.珍稀濒危植物保护

三.本项目研究的目的和意义

第二章形态解剖学研究

一.材料与方法

二.观察结果

三.小结与讨论

第三章种群生物学研究

一.天目木兰的地理分布

二.野外调查方法

三.研究地自然概况

四.天目木兰的种群特征

五.天目木兰的群落结构特征

第四章天目木兰的生殖生物学研究

一.天目木兰生物学特性及物候

二.花粉活力及萌发率

三.天目木兰种子生活力和萌发率

四.小结

第五章遗传多样性研究

一.材料与方法

二.结果和分析

三.讨论

第六章天目木兰致濒机制与保护对策

一.天目木兰种群濒危的主要特征

二.天目木兰的致濒机制

三.保护对策

参考文献

致谢

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