濒危植物秦岭石蝴蝶传粉生物学与繁育系统研究

秦岭石蝴蝶(Petrocosmea qinlingensis)是秦岭地区特有的国家Ⅱ级重点保护野生植物,处于濒危状态。以野生、人工培育的秦岭石蝴蝶居群为对象,通过观察和人工授粉实验对其传粉生物学及繁育系统进行研究。结果表明:(1)秦岭石蝴蝶种群花期为7月初—9月底,正值汉中多雨季节,影响授粉;花冠筒较深,不利于昆虫授粉,柱头位置高于花药,需要传粉者协助授粉。(2)柱头在花药开裂前具有可授性,柱头在第4—6天可授性最强,花粉活力第5天达到峰值,花粉和柱头虽有重叠期,但重叠期较短,仅为1—2 d。(3)访花昆虫平均访花频率较低、每朵访花停留时间较短,阴雨天气严重影响昆虫访花行为。(4)繁育系统检测与套袋实验结果显示,花粉胚珠比(P/O)为77.92,杂交指数(OCI)为4,秦岭石蝴蝶繁育系统以自交亲和为主,与异交并存的混合交配型系统,不存在无融合生殖现象,传粉者在传粉过程发挥极其重要作用。(5)种子萌发试验表明,秦岭石蝴蝶自然条件下萌发率较低,仅为23.33%。以上结果表明,秦岭石蝴蝶传粉对昆虫依赖性较高,受天气影响较大,花粉和柱头活力重叠期较短,自然条件下种子萌发率低,这些因素可能是导致秦岭石蝴蝶濒危的主要原因。

濒危植物秦岭石蝴蝶炼苗驯化关键技术

秦岭石蝴蝶是秦岭地区特有的多年生草本植物,因野外数量极其稀少,处于濒危状态,目前被列为国家二级重点保护野生植物,具有重要的生态价值,亟需加强保护和拯救。研究团队经过反复试验,攻克了叶片离体组织培养、叶插繁殖育苗、野外收集种子繁殖育苗和分株繁殖育苗等炼苗驯化的技术难题。总结了秦岭石蝴蝶炼苗驯化技术的关键,为秦岭石蝴蝶的野外回归和其他极小种群野生植物的保护提供一定依据。

濒危植物秦岭石蝴蝶保护10年回顾

秦岭石蝴蝶(Petrocosmea qinlingensis)是国家Ⅱ级重点保护野生植物,具有重要的生态研究和观赏价值,因野外数量极其稀少,处于濒危状态,亟需加强保护和拯救。梳理了近10年来,有关秦岭石蝴蝶的发现与命名、就地保护、人工繁育、野外回归、花器变异、濒危机制和应用开发方面的文献资料,提出了未来研究和保护工作的重点方向。

濒危植物秦岭石蝴蝶保护研究

秦岭石蝴蝶(Petrocosmea qinlingensis W.T.Wang),是国家Ⅱ级重点保护野生植物,全国范围内仅在秦岭地区的汉中市有野外分布,野外数量极其稀少,处于濒危状态,亟需加强保护和拯救。

濒危植物秦岭石蝴蝶的生态学特性及濒危原因分析

通过野外调查和随机取样法, 对仅产于陕西勉县的中国特有濒危植物秦岭石蝴蝶（ Petrocosmea qinlingensis W. T. Wang）群落的维管植物组成、 垂直结构和分布区类型及其种群特征和土壤化学性质进行了调查和分析;在此 基础上, 初步探讨了该种类的濒危原因.调查结果显示：秦岭石蝴蝶为喜阴植物, 仅分布于山体海拔约640 m 的区 域, 种群面积仅约42 m^2; 土壤为黄棕壤, 呈中性（ pH 6. 5 0 ）, 土壤中有机质含量较高, 全氮、 全磷和全钾含量较低, 有效铁、 有效镁、 有效钠和有效钙含量则较高;秦岭石蝴蝶种群中个体数量约1 0 0 0株, 多生长于覆有土壤或苔藓的岩 石上, 也有部分成年个体生长在裸露且瘠薄的岩石上.秦岭石蝴蝶群落中共有维管植物2 8种, 隶属于2 3科 2 8属; 其中, 蕨类植物3 科4 属4 种, 裸子植物1科 1 属 1 种, 被子植物1 9科2 3属2 3种, 优势科和优势属不明显.秦岭石蝴蝶群落垂直结构明显, 可分为乔木层、 灌木层和草本层, 其中, 乔木层优势种为杜仲（ Eucommia ulmoides Oliver）, 灌木层优势种为华西小石积（Osteomeles schwerinae Schneid.）, 草本层优势种为裂叶荨麻（ Urtica lobatfolia S. S. Ying）.该群落维管植物科的分布型以热带分布型科为主, 其中泛热带分布型科占明显优势;属的分布型以温带分布型属为主, 其中北温带分布型属占优势; 中国特有分布的科和属均很少;总体上看, 该群落具有暖温带向亚热带 过渡的特点.在秦岭石蝴蝶种群的不同样方中, 成年个体和幼苗数量均有一定差异, 成年个体占14.6% - 3 7 . 5 %, 幼苗占61.3% -80.0%, 幼苗数量明显高于成年个体;各样方的单株叶片数为7 - 9 ,冠幅为6.0 -7.2 cm, 大多数样 方的单株结实量小于4,表明在同一个种群的不同生境中秦岭石蝴蝶的分布和生长状况有明显差异.根据调查结果, 推测种群规模较小、 分布范围狭窄以及人为干扰可能是造成秦岭石蝴蝶濒危的主要原因, 而人为干扰是其中的重要原因.

秦岭石蝴蝶叶片离体组织培养技术

以秦岭石蝴蝶(Petrocosmea qinlingensis)幼嫩叶片为试材,采用离体组织培养方法,研究了外植体消毒、初代培养、愈伤组织继代分化、不定芽增殖、生根炼苗对秦岭石蝴蝶离体再生的影响,以期为建立秦岭石蝴蝶组织培养快繁体系提供参考依据。结果表明:0.1%氯化汞处理2min+无菌水洗涤7~8次为最适灭菌方法;最适愈伤组织诱导与继代培养基为MS+2.0mg·L^(-1)IBA;愈伤组织分化的合适培养基为MS+0.1mg·L^(-1)6-BA+0.2mg·L^(-1)NAA+0.1mg·L^(-1)IBA;正交实验结果表明MS+0.1mg·L^(-1)6-BA+0.1mg·L^(-1)IBA+0.1mg·L^(-1)ZT为最适增殖培养基,最大增殖系数达14.06;最适生根炼苗条件为珍珠岩、蛭石和泥炭(2:1:1)基质+MS营养液1mL+200mg·L^(-1)IBA 0.5mL。

濒危植物秦岭石蝴蝶的叶插繁殖研究

以秦岭石蝴蝶为试材,采用叶插繁殖方法,研究了不同扦插基质和不同扦插方式对不定根、不定芽生长的影响,以期建立秦岭石蝴蝶的高效繁殖体系,提高繁殖效率,从而使秦岭石蝴蝶的种质资源得到有效保护。结果表明：3种扦插基质中,珍珠岩＋蛭石＋泥炭土=1∶1∶1混合基质扦插效果最好,不定根发生需26-34d,生根率为81.00%-94.33%,子株生成需29-33d,子株数为4.03-5.64株,且幼苗生长健壮。扦插方式对不定根的生成也产生一定影响,其中全叶扦插的生根率最高,为94.33%。从生根时间、生根数及平均根长来看,全叶的生根效果明显优于其它2种扦插方式。

濒危植物秦岭石蝴蝶花瓣数量变异机理研究

为了探明秦岭石蝴蝶花瓣数量变异原因,该研究采用Illumina HiSeq 2500高通量测序技术对秦岭石蝴蝶两种花型发育的早期和晚期进行转录组测序,挖掘参与其花发育相关的差异基因,并探讨花器变异的可能机制。结果显示:(1)与NR数据库进行比对,共有52677个Unigene注释到NR库,占Unigene总数的46.25%,与旋蒴苣苔(Dorcoceras hygrometricum)的序列同源性最高(54.29%)。(2)GO富集分析结果显示,正常2-3型和变异2-4型差异基因富集最显著的GO条目为:细胞组分类的细胞膜、分子功能类的反转运蛋白活性和酶抑制剂活性、生物过程类的跨膜转运和催化活性的负调控等;KEGG富集分析结果显示,正常2-3型和变异2-4型差异基因富集最显著的KEGG通路为:植物激素信号转导、脂肪酸延长、戊糖和葡萄糖醛酸酯的相互转化、苯丙烷生物合成、硫代谢、类黄酮生物合成、玉米素的生物合成等途径。(3)对表达差异基因进行筛选并进一步对4个比较组进行交叉比对分析,确定了6个可能与秦岭石蝴蝶花器官发育相关的基因,分别为PqMIF2、PqMYB340、PqMYB305、PqGATA12、PqCCD4和PqZBED;qRT-PCR验证发现,其表达趋势和转录组测序分析结果一致。该研究结果为秦岭石蝴蝶的花器官发育和系统进化及其濒危机制方面研究提供了重要的信息。

珍稀濒危植物秦岭石蝴蝶的研究进展

秦岭石蝴蝶为苦苣苔科石蝴蝶属中国特有属二级珍稀濒危保护植物。野生数量极其稀少,是我国宝贵的种质资源,具有极高的研究价值。通过文献查阅,综述了秦岭石蝴蝶在生理特征、资源价值等方面的研究进展,对如何合理利用与保护其植物资源提出了建议。

封面植物介绍--秦岭石蝴蝶

秦岭石蝴蝶（Petrocosmea qinlingensis W.T.Wang）,隶属于苦苣苔科,石蝴蝶属,是本属分布最北缘的种,为多年生宿根草本。叶7-12枚,具长或短柄;叶片草质,宽卵形、菱状卵形或近圆形,长0.7-3cm,宽0.7-2.8cm,顶端圆形或钝,基部宽楔形,边缘浅波状或有不明显圆齿,两面疏被贴服短柔毛。

封面植物介绍——秦岭石蝴蝶

秦岭石蝴蝶（Petrocosmea qinlingensis W.T.Wang）,隶属于苦苣苔科,石蝴蝶属,是本属分布最北缘的种,为多年生宿根草本。叶7～12枚,具长或短柄;叶片草质,宽卵形、菱状卵形或近圆形,长0.7～3cm,宽0.7～2.8cm,顶端圆形或钝,基部宽楔形,边缘浅波状或有不明显圆齿,两面疏被贴服短柔毛。花序2～6,顶生1花。

封面植物介绍--秦岭石蝴蝶

秦岭石蝴蝶（Petrocosmea qinlingensis W.T.Wang）,隶属于苦苣苔科,石蝴蝶属,是本属分布最北缘的种,为多年生宿根草本。叶7-12枚,具长或短柄;叶片草质,宽卵形、菱状卵形或近圆形,长0.7-3cm,宽0.7-2.8cm,顶端圆形或钝,基部宽楔形,边缘浅波状或有不明显圆齿,两面疏被贴服短柔毛。花序2-6,顶生1花。花萼5裂达基部,外面疏被短柔毛;花冠淡紫色,外面疏被贴服短柔毛,内面在上唇被白色柔毛;花冠筒长约2.8mm,上唇长约4.8mm,2深裂,下唇与上唇近等长,3深裂,所有裂片近长圆形,顶端圆形。

濒危植物秦岭石蝴蝶的SCoT遗传多样性分析

利用筛选到的24条SCoT引物,分析秦岭石蝴蝶人工繁育和野生种群60份材料的遗传多样性和遗传结构,为秦岭石蝴蝶的濒危机制和制定种群保护与修复策略提供理论依据。结果显示:(1)60份秦岭石蝴蝶供试样品的观察等位基因数平均为1.51,有效等位基因数平均为1.31,Nei's基因多样性平均为0.2305,Shannon指数平均为0.3703,表明供试材料种群的遗传多样性较低。(2)种群间的遗传距离与遗传相似系数分析结果表明,3个种群60份供试材料间的遗传相似系数为0.9551~0.9705,平均相似系数0.9634,进一步表明供试材料之间的遗传相似性极高,遗传背景较为狭窄。(3)秦岭石蝴蝶种群分子方差分析结果显示15%的变异来自于种群间,而85%的变异来自于种群内部。综合分析表明,秦岭石蝴蝶各种群内和种群之间的遗传多样性较低,遗传背景狭窄,这可能是秦岭石蝴蝶适应环境能力差,从而导致其濒危的重要原因之一。

秦岭石蝴蝶人工种群花器变异现象研究

以人工栽培的秦岭石蝴蝶为实验材料,通过观察并记录花器官形态和数目的变化,初步探讨秦岭石蝴蝶花器变异规律,并分析了导致其变异的诱因。结果显示:(1)在观察的1 996朵秦岭石蝴蝶花朵中,发现了17种花冠变异类型、5种萼片变异类型和7种可育雄蕊变异类型,总变异率分别为34.57%、38.38%和32.67%。(2)秦岭石蝴蝶花梗或可分支,花梗苞片数目2～3枚。(3)相关性分析结果表明,下唇数目与可育雄蕊数目呈正相关,相关系数为0.927 4,而上唇数目与可育雄蕊数目呈负相关,相关系数为-0.481 1,结合花型图示分析这可能与秦岭石蝴蝶雄蕊着生于花冠下唇内侧近基部有关。该研究统计的秦岭石蝴蝶变异类型丰富,可能对于今后秦岭石蝴蝶的系统进化、花器官发育、生殖生态以及分子遗传方面研究奠定了基础,也为培育不同观赏价值的品种提供思路。

秦岭石蝴蝶育苗技术

秦岭石蝴蝶是国家二级濒危保护植物,具有一定的科学研究和观赏价值。该文从苗圃设施的建设,栽培基质的配比,苗圃繁育技术,营养生长期的管理,生殖生长期以及越冬管理等方面总结了秦岭石蝴蝶的育苗技术,以期为秦岭石蝴蝶的野生种群的修复和商品化开发提供技术参考。

濒危植物秦岭石蝴蝶野外回归早期探索

秦岭石蝴蝶(Petrocosmea qinlingensis)是秦岭地区分布的国家II级重点保护野生植物,具有重要的生态价值和观赏价值,但其野外数量极其稀少,处于濒危状态,亟需加强保护和拯救。本文在成功进行人工繁育和野外驯化的基础上,尝试开展野外回归实验。通过踏查法选择3个不同的野外回归地,同时采用随机样方调查和观察拍照的方法,定期记录野外回归的秦岭石蝴蝶生长情况并统计其存活率。结果表明:(1)野外回归地的海拔高度、空气湿度、土质结构和地表植被等环境因素的差异,均可不同程度地影响野外回归的秦岭石蝴蝶的存活率,其中海拔高度的影响达显著水平(P<0.05)。(2)遭遇的严重干旱、暴雨和冻害,均造成了3个野外回归地秦岭石蝴蝶不同程度的损失。(3)秦岭石蝴蝶野外回归12个月后,叶柄和叶片会明显伸长,而叶片数目和叶片宽度会明显下降。以上结果表明,加强野外回归前的驯化和野外回归地的小气候调查和选择是决定秦岭石蝴蝶野外回归能否成功的关键因素。这些研究将为进一步深入开展秦岭石蝴蝶的野外回归和其他濒危极小种群野生植物的迁地保护提供一定依据。

珍稀濒危植物秦岭石蝴蝶的繁育研究现状

通过结合前人研究及本课题组相关研究成果,从种群生境、繁殖方式和保护开发等方面综述了秦岭地区特有的珍稀濒危植物秦岭石蝴蝶的最新研究状况。重点阐述了分株、扦插和组织培养3种人工无性繁殖技术在秦岭石蝴蝶繁育上的应用,并首次通过人工授粉方式得到了秦岭石蝴蝶种子,经过春化处理后,播种得到大量实生苗,肯定了秦岭石蝴蝶的有性繁殖方式。此外,总结了苗圃基地对人工繁育苗的驯化和仿野生栽培管理技术,可对今后秦岭石蝴蝶的种群保护与开发应用方面研究提供参考依据。

野生动物的守护者

在陕西佛坪国家级自然保护区活跃着一群热爱大熊猫的科研人和保护人,他们不仅保护旗舰物种、伞物种国宝大熊猫,同时也保护着秦岭四宝中大熊猫之外的羚牛、金丝猴、朱鹮、秦岭石蝴蝶等许许多多的动植物,保护区资源保护科科长雍立军就是其中杰出的一员。雍立军长得高大魁梧,为人忠厚,讷言敏行。他出生于佛坪县岳坝镇的栗子坝村,18岁那年,他终于欣喜地圆了参军梦,在甘肃省甘南藏族自治州当上了一名武警消防战士。在武警部队这座革命军事大熔炉里锻炼了两年,他两次获得部队嘉奖,光荣地加入了中国共产党。1992年年底,20岁的他复员回到了家乡佛坪,来到了陕西佛坪国家级自然保护区,子承父业干上了他既熟悉又热爱的保护工作。