3种海桑属濒危红树植物的种群结构与动态特征

以3种海桑属(Sonneratia)濒危红树植物——海南海桑(Sonneratia×hainanensis)、拟海桑(S.×gulngai)、卵叶海桑(S. ovata)为研究对象,通过编制静态生命表,绘制存活曲线、死亡率和消亡率等曲线分析其种群结构,并用生存分析与时间序列对其未来的数量动态进行预测,以阐述其种群结构特征和动态变化规律,为海桑属濒危植物种群的保护和恢复提供基础资料和科学依据。结果显示:(1)卵叶海桑种群结构为增长型;而由于缺乏幼龄个体,海南海桑和拟海桑均为衰退型。(2)三者的种群存活曲线都表现为Deevey-Ⅱ型,各种群的死亡率和消失率曲线的变化趋势一致,并随着龄级的增加呈波状上升趋势,其中海南海桑和拟海桑均在老龄阶段遇到了障碍,而卵叶海桑幼龄个体的发展遇到了瓶颈。(3)海南海桑和拟海桑种群自我更新能力较差,未来种群数量将逐渐衰退。卵叶海桑种群具有良好的恢复潜力,未来种群数量将逐步增加,但由于其种群个体数随龄级增加呈衰减趋势,若继续保持这种态势,将有可能导致龄级断层现象。(4)人类的养殖活动导致原有生境破碎化,产生了一系列不适宜种子萌发与幼苗生长的环境因子(光照、盐度、潮汐等),这在很大程度上抑制了海桑属濒危植物种群的自然更新。建议在加大天然种群就地保护力度的基础上,优化迁地保护策略和科学实施野外回归,并积极开展人工辅助育种工作,突破育种难题,以保证其种群的正常更新。

中国濒危红树植物卵叶海桑资源现状与群落特征

为了解濒危红树植物卵叶海桑(Sonneratia ovata)种质资源现状,于2021年在卵叶海桑天然分布区和人工引种区进行系统调查。结果表明:海南岛海岸潮间带的高潮带是卵叶海桑适宜生境,本次共调查到卵叶海桑260株,其中天然更新227株,人工引种33株;卵叶海桑种群径级偏小,多为10 cm以下;卵叶海桑天然种群多混生于榄李群落和海莲群落中,个别种群可自然更新。今后应加大保护力度,修复原产地生境,促进该物种自然更新;适度开展人工辅助育种于适宜地进行引种试验,提高种群数量,降低物种消亡风险。

濒危红树植物莲叶桐叶绿体基因组及其系统进化

对濒危红树植物莲叶桐的叶绿体基因组及与其近缘物种之间的叶绿体基因组进行比较进化分析。结果表明,莲叶桐叶绿体基因组序列全长157762 bp,包括1个大的单拷贝区(LSC)86641 bp,1个小的单拷贝区(SSC)18603 bp和2个反转重复区(IRs)26260 bp。叶绿体基因组的GC含量为39.3%,含有133个基因,包括83个蛋白质编码基因、42个tRNA基因和8个rRNA基因。17个基因位于反转重复区,包括6个蛋白编码基因、7个tRNA和4个rRNA。登录号为:MG838431。通过最大似然法对16个双子叶植物(包含5个樟科植物、2个腊梅科植物、3个毛茛科植物、1个小檗科植物、1个报春花科植物、1个蔷薇科植物、1个桑科植物,1个安息香科植物以及莲叶桐)和1个外类群植物水稻的叶绿体基因组序列进行聚类分析,莲叶桐与樟科和腊梅科植物聚为一支。聚类结果将莲叶桐科划入樟目,更支持《中国高等植物图鉴》中分类方式。随后对莲叶桐及其近缘种叶绿体基因组进行了共线性分析,进一步验证了其叶绿体基因组之间具有高度保守性。研究结果为莲叶桐的系统进化提供了新的证据。

中国濒危红树植物研究与恢复现状

我国红树植物种类约占全世界的1/3,在世界红树植物多样性保护中占有重要地位。但在我国近一半的红树植物呈现出不同程度的濒危状态,科学保护迫在眉睫。本文从濒危红树植物的濒危现状、濒危机制、保护性研究工作和恢复现状等方面对我国濒危红树植物进行了综述,对濒危红树植物的种群扩大和恢复提出了建议。本文认为我国濒危红树植物濒危特点为濒危物种多、濒危等级高、分布范围极为狭窄;我国濒危红树植物的保护性研究工作涉及濒危机制和种苗繁育各个方面,但仅局限于少数物种;引种工作缺乏物种致危因素的科技支撑,同时跟踪监测和人为管护不足。综合考虑濒危红树植物致危因素,将生境保护与人工繁育相结合以最终实现自然更新能力的恢复。

濒危红树植物红榄李开花生物学特征及繁育系统

为了解红树植物红榄李[Lumnitzera littorea(Jack.)Voigt]濒危的生殖生物学原因,结合野外观测,综合运用杂交指数、花粉-胚珠比、花粉活力和柱头可授性观测、人工授粉以及套袋实验等方法,对红榄李的开花生物学和繁育系统进行研究.结果表明:红榄李群体花期从1月底到8月底.单花开放过程可分为萌动、初展、盛开、凋落4个阶段.单花花期约为(12.60±0.80)d,单花序花期约持续(29.70±1.00)d,单株花期约为(115.20±6.00)d.单株平均开花数量为(9.60±0.03)万朵,单株平均开花振幅为(83.47±1.50)朵/d);红榄李的杂交指数为4,花粉胚珠比为21 649.08.实验发现红榄李繁育系统为兼性异交,传粉过程需要传粉者;红榄李的花粉生活力低于10%,花粉活力可维持至散粉后的第4天.但散粉2 d后,柱头可授性显著下降,花粉的高活力期与柱头可授期有1-2 d的重叠;在自然状况下,红榄李结果率较高但同时空胚率也高.人工辅助异株异花授粉对提高结果率和降低空胚率有明显作用.综上,红榄李"花期分散"的开花模式,花粉生活力低,自然状态下传粉效率低、胚败育严重和花果期虫害严重是导致其濒危的主要原因.

濒危红树植物莲叶桐败育植株中7种矿质元素含量

在濒危红树植物莲叶桐(Hernandia nymphiifolia)可育植株和败育植株生殖生长期,测定其侧枝的叶、皮、茎、花序轴、总苞、未开雄花、已开雄花、未开雌花和已开雌花9个器官的Na、K、Ca、Mg、Fe、Cu和Zn共7种矿质元素含量。研究结果表明,在相同育性的莲叶桐植株里,不同器官中的7种元素含量多存在显著差异;在不同育性的莲叶桐植株里,大多数相应器官中的7种元素含量也多差异显著,而且败育植株的大部分器官中的7种元素含量比可育植株高;除了Na和Mg外,败育植株的未开雌花中的5种其它元素含量都比可育植株的未开雌花高出许多倍。可见,Na和Mg对莲叶桐发育的影响较小,而高含量的K、Ca、Fe、Cu、Zn可能对莲叶桐雌花的发育有抑制作用。

濒危红树植物红榄李种质资源挽救

濒危红树植物红榄李(Lumnitzera littorea)是国家二级保护植物,在中国野生种数量稀少(11株),仅分布于海南的陵水大墩村和三亚铁炉港两地。前期研究表明红榄李种群存在严重的繁育障碍,无法实现自然更新,处于极度濒危状态。若不及时加以人工辅育,红榄李将成为中国第一个走向灭绝的真红树植物。为挽救红榄李种质资源,项目组通过人工辅助授粉实验、种子萌发实验以及幼苗养护技术的系统研究在提高种子萌发率和幼苗成活率的基础上成功繁育了500株红榄李幼苗。将萌发的种子回播于红榄李原生地(三亚铁炉港)得到了红榄李幼树(株高2 m)。研究成果为红榄李后期的引种回归实验提供了科学支撑。

药用红树植物小花老鼠簕繁育研究

为实现小花老鼠簕种群恢复和药用资源开发,对小花老鼠簕繁育方法进行了研究。以小花老鼠簕成熟无病虫害叶片为水培材料,以霍格兰营养液为水培基质,以IAA和NAA的浓度梯度及浸泡时间为试验因素,设计三因素四水平正交试验,经比较诱导生根率、根系形态建成及根系活力探究最优水培条件。比较叶片水培苗和种子土培苗药用成分(生物碱)差异,评价叶片水培效果。结果表明,小花老鼠簕叶片水培易生根。水培液最优激素浓度和处理时间为:1 mg/L IAA+1.5 mg/L NAA+24 h,生根率达80%,成活率为73.3%。小花老鼠簕水培苗和土培苗生物碱成分无明显差异。通过水培进行小花老鼠簕药用资源的综合利用是经济有效的方式。

海南岛濒危半红树植物莲叶桐Hernandia nymphaeifolia资源现状与种群动态特征

莲叶桐Hernandia nymphaeifolia为国家二级保护植物,本研究拟揭示濒危半红树植物莲叶桐在海南岛的分布规律与种群发展趋势,为其资源保护提供科学依据。研究采用样方调查法和直接计数法相结合的方法,调查了海南岛珍稀濒危半红树植物莲叶桐H.nymphaeifolia的资源现状、空间分布和种群动态特征。结果表明:海南岛共调查到野生莲叶桐1 336株,主要分布于琼海、文昌和三亚3个市,种群呈整体分散、局部集中状态,种群径级结构呈金字塔型;在人为干扰、地理隔离、种间竞争等多种因素的影响下,野生莲叶桐种群更新受到一定制约,个体数量增长缓慢;莲叶桐种群在幼苗时期受影响较大,一旦消除幼苗期的不利影响,种群将得到恢复。整体来说,海南岛莲叶桐幼龄个体数较多,种群数量具有前期锐减、中后期稳定、总体缓慢增长的特点,应重点加强幼苗期的保护和抚育。

珍稀濒危半红树植物莲叶桐的研究进展

珍稀濒危植物的生存潜力、维持机制及致濒因素是保护生物学研究的热点之一。莲叶桐Hernandia nymphaeifolia是国家二级保护植物,目前仅在我国台湾、海南有极少分布,是优良的园林绿化树种,具有极高的观赏价值、生态价值和药用价值。在全球应对气候变化和红树林湿地保护与修复的背景下,开展莲叶桐的资源现状、保护与利用研究,可为该植物资源的保护与开发利用提供参考。在查阅文献的基础上,对莲叶桐的地理分布特征、形态学、生态适应性、化学成分、繁殖技术、保护及应用研究等方面进行综述,并提出了开展莲叶桐资源分布现状调查、种群结构与动态预测研究、繁殖生态学研究、保护与野外回归研究、潜在的药用价值和观赏价值研究的发展建议。

濒危半红树植物莲叶桐的开花生物学特征及繁育系统

为了解濒危半红树植物莲叶桐雌雄异熟的繁育特点,本研究对莲叶桐的开花生物学特征进行观测。结果表明:莲叶桐开花方式可分为雌先型和雄先型,2种类型的雌花和雄花开放时间存在差异;莲叶桐的柱头可授性和花粉活力在雌性和雄性功能期均较高;人工辅助授粉实验显示,莲叶桐结实率依次为异株异花授粉(43.40%)>自然授粉(20.20%)>同株异花授粉(1.04%),不存在无融合生殖现象,其中异株异花授粉和自然授粉的结实率远高于同株异花授粉,表明莲叶桐为自交不亲和植物。综上,莲叶桐雌性和雄性功能正常,但种群数目小,导致同株异花授粉引起自交不亲和,是莲叶桐结实率低的主要原因。

低温胁迫下红榄李生理响应研究

为探究低温胁迫下国家一级保护植物红榄李的生理响应机制,文章以1年生幼苗为试验材料,人工模拟低温环境,探究红榄李幼苗在不同温度下的生理变化情况。结果表明:红榄李幼苗受到中度低温胁迫15℃/12℃(日/夜)时通过提高可溶性糖、可溶性蛋白、总酚含量,过氧化氢酶和过氧化物酶活性来缓解低温胁迫对植株造成的生长限制和氧化胁迫,且温度恢复对红榄李幼苗的冷害现象有一定缓解作用。但在重度低温胁迫8℃/5℃(日/夜)处理下红榄李幼苗受损严重,且温度恢复处理会加速红榄李幼苗的死亡。

基于iTRAQ技术筛选红榄李种子响应败育差异表达蛋白

【目的】探索濒危红树植物红榄李败育种子的分子机制。【方法】借助iTRAQ定量蛋白质组学技术分析红榄李不同育性种子蛋白质组的表达差异。对质检合格的两个蛋白质组进行酶解,iTRAQ标记后进行高效液相色谱、质谱检测。利用Mascot软件进行蛋白质鉴定,通过iTRAQ定量寻找差异表达蛋白,并进行GO功能注释、KEGG代谢通路和蛋白互作分析,并通过实时荧光定量PCR对8个差异候选表达基因进行验证。【结果】红榄李种子蛋白质组共鉴定出2380个蛋白,其中差异表达蛋白448个,包括上调表达蛋白238个和下调表达蛋白210个。差异蛋白中的1.86%与生殖发育的生物学过程密切相关。GO分析表明,败育种子的上调蛋白主要参与到内质网蛋白的加工、RNA转运、RNA降解、囊泡运输中SNARE相互作用及mRNA调控等生物学过程。差异蛋白中的UGGT蛋白、HSP蛋白和囊泡相关膜蛋白可能在败育种子的发育过程中发挥重要调控作用。【结论】参与种子萌发和植物生长发育的转录因子出现不同程度的差异表达,可能是导致红榄李种子败育的直接或间接原因,研究结果为红榄李濒危机制和种质资源保护研究提供了科学支撑。