珍稀濒危植物瑶山苣苔开花生物学及繁育系统研究

对仅分布于广西金秀老山自然保护区的国家Ⅰ级保护植物瑶山苣苔进行了开花生物学和繁育系统研究.结果显示：（1）瑶山苣苔花期从8月底至11月初,开花无固定时间.单花开放过程可分为萌动、露白、盛开、凋落4个阶段,且花朵具明显的增大再生长现象.（2）单花、花序、单株水平上的开花物候都表现出开花不同步性,单花花期约5-14 d,单花序花期约11-20 d,单株花期约8-20 d.花粉活力在散粉后6 d内相对较高,但花粉在野外通常于散粉3 d内被昆虫啃食完.（3）柱头在花药散粉时明显高于花药,便于接受异花花粉,柱头在散粉后第4天具可授性,可持续5-6 d.（4）瑶山苣苔杂交指数（OCI）为5,花粉-胚珠比（P/O）为379.64±145.61,繁育系统为兼性异交,自交亲和,传粉过程需要传粉媒介.研究表明,不稳定的传粉环境可能是该物种至濒的主要生殖生物学原因,自发自交＂是其在开花期间对不稳定传粉环境的一种适应.

广西特有植物瑶山苣苔的濒危原因及保护对策

瑶山苣苔(Dayaoshania cotinifolia W.T.Wang)是苦苣苔科多年生草本植物,为国家Ⅰ级重点保护野生植物。在2004-2006年对瑶山苣苔资源现状、生物学和生态学特性调查的基础上,探讨了瑶山苣苔的濒危原因及解濒措施。结果表明,人为原因是导致瑶山苣苔濒危的最主要原因;其次是昆虫对瑶山苣果实的捕食显著减少了种子数量;第三,瑶山苣苔固有的生物学特性限制其种群数量增加。为更好的保护瑶山苣苔,作者建议采用就地保护策略,即建立金秀老山自然保护区独木桥和青年工区两个瑶山苣苔保护点,有效地保护该种群及其分布生境;同时加强瑶山苣苔的科学研究,实施迁地保护。

瑶山苣苔群落优势种群生态位研究

根据野外180个样方的调查数据,应用Levins、Hurlbert生态位宽度指数及Pianka生态位重叠指数,分析了瑶山苣苔（Dayaoshania cotinifolia W.T.Wang）生存群落20个优势种群植物的生态位宽度和生态位重叠特征。结果表明,戟叶圣蕨（Dictyocline sagittifolia Ching）、翠云草[Selaginella uncinata（Desv.）Spring]、球子复叶耳蕨[Arachniodes sphaerosora（Tagawa）Ching]和镰叶瘤足蕨（Plagiogyria distinctissima Ching）的生态位宽度较大,其Levins值和Hurlbert值分别为1.752 3和0.759 8、1.604 5和1.035 5、1.627 2和1.158 7、1.771 4和0.601 6;瑶山苣苔的生态位宽度较小,其Levins值和Hurlbert值分别为1.324 6和0.456 5。瑶山苣苔群落中20个优势种群之间生态位重叠值大部分在0.10~0.25,大于0.20的只有18对,占总对数的9.47%,表明瑶山苣苔群落优势种群的生态位分化程度较高,种间的竞争关系较弱。瑶山苣苔多生长在林下石壁上,在空间上易发生生态位分离,从而确保了与其他物种的共存。

瑶山苣苔叶片的解剖结构及其生态适应性

通过石蜡切片技术、叶表皮离析技术对瑶山苣苔叶片的解剖结构进行了显微观察。结果表明:瑶山苣苔叶具有典型的荫生植物叶片的结构特征,大而薄,异面,多数,深绿色,镶嵌排列,表皮无角质层,气孔略高于表皮,只分布于下表皮,海绵组织发达,含叶绿体较多,栅栏组织不发达,叶脉维管组织不发达。这些解剖特征表现出对荫生环境的高度适应。

珍稀濒危植物瑶山苣苔伴生群落特征

在野外调查基础上,对瑶山苣苔(Dayaoshania cotinifolia)伴生群落进行了研究。结果表明:在4 000m2的样方中,有维管植物208种,隶属于78科147属。群落外貌以小型叶面积、纸质、单叶为主的常绿高位芽植物为特征。群落垂直结构较复杂,成层现象明显,可分为乔木层、灌木层、草本层和层间植物。群落幼苗储备量大,更新良好。瑶山苣苔生存群落表现出较高的物种多样性,各项物种多样性指数排序为乔木层>灌木层>草本层。

濒危植物瑶山苣苔的大小孢子发生和雌雄配子体发育研究

利用石蜡切片技术对瑶山苣苔大小孢子发生、雌雄配子体发育及胚胎发育进行了细胞学观察,结果表明:瑶山苣苔胚珠倒生,单珠被,薄珠心,具珠被绒毡层。大孢子母细胞减数分裂形成的四分体呈直线排列,合点端的大孢子发育为功能大孢子,其余3个大孢子退化,胚囊为单孢子发生的蓼型胚囊发育方式。花药为四囊形,花药壁由外到内依次为表皮、药室内壁、中层和腺质绒毡层,小孢子形成时胞质分裂为修饰性同时型,小孢子四分体排列方式为四面体形,成熟花粉为2核细胞。胚乳发育为细胞型,在胚的发育过程中被吸收耗尽。瑶山苣苔大小孢子发生和雌雄配子体发育基本正常,不是导致其濒危的原因。但瑶山苣苔果实成熟时,胚仅发育至球形胚时期,需要经过一定时间休眠才能完成形态后熟,表明胚未发育完全可能是该物种天然更新困难的原因之一。

瑶山苣苔的不定芽诱导及植株再生

将瑶山苣苔无菌苗幼叶接种于添加不同植物生长调节剂(PGRs)和活性炭(AC)的MS培养基中,研究PGRs和AC对叶片直接诱导丛生芽及幼芽生根的影响,并建立瑶山苣苔的植株再生体系。结果表明:叶片外植体在MS+1.0mg·L-16-BA+0.1mg·L-1NAA培养基上的丛生芽诱导率较高(96.43%);MS培养基中添加0.1%AC时,丛生芽的诱导率为83.67%,但丛生芽比添加PGRs诱导出来的生长健壮;在1/2MS+0.1mg·L-1NAA+2%蔗糖的培养基上,不定根诱导率高达100%;1/2MS培养基中添加AC,幼苗的生长比在添加NAA的培养基上的健康;幼苗经炼苗后移栽到混合基质(沙子:蛭石:珍珠岩=1:1:1)中成活率可达85%。

苦苣苔科中的 奇葩

在我国第一批公布的《国家重点保护野生植物名录》中,苦苣苔科引人注目。该科有4种一级保护植物,即:单座苣苔(Metabriggsiaovalifolia)、瑶山苣苔(Dayaoshaniacotinifolia),辐花苣苔(Thamnocharisesquiroli)和报春苣苔(Primulinatabucum);还有1种二级保护物种。