距瓣尾囊草(Urophysa rockii)群落土壤理化特征初步研究

距瓣尾囊草是我国特有的濒危物种,仅在涪江上游有分布。该文分析了距瓣尾囊草(Urophysa roch-kii)群落土壤水分、pH和氮素状况。结果表明:距瓣尾囊草群落pH值与水分含量呈显著正相关;pH值、水分与全氮呈显著负相关。距瓣尾囊草群落土壤理化性质受周围植被等因素影响较大。该文的研究结果为拯救这一种濒危植物提供了基础数据。

珍稀植物距瓣尾囊草(Uroplysa rockii)生境特征

四川省江油市涪江中上游的珍稀植物距瓣尾囊草(Urophysa rochkii),大部分因其自然生境地将蓄水淹没正濒临灭绝。研究了地质地貌及水文、岩石风化物与根部残积物的矿物成分和养分等距瓣尾囊草独特生境特征,旨在为距瓣尾囊草的抢救与保护提供科学依据。结果表明,裂隙网络、糜棱岩化、偏酸性的孔隙水可减轻距瓣尾囊草岩隙着生的阻力;其生长期与降雨不同步,但着生岩壁的上层滞水和饱气带以及向下倾斜的岩层利于水外溢,可为其提供在富水性贫瘠的石灰岩上生长所必需的水分;孔隙水及残积母质中的钙含量(400～500g/kg)显著高于其他养分,并与对照地的钙含量(85.47g/kg)差异显著。可见,生长基质中较高的钙含量及持续的钙源可能是距瓣尾囊草迁地保护或活体培养过程中需重视的关键科学问题。要解释距瓣尾囊草喜钙性,还需进一步研究距瓣尾囊草适生的钙浓度阈值及其吸收、运转和利用的生理机制。

珍稀濒危植物距瓣尾囊草(Urophysa rochkii)的开花物候和繁育系统特性

通过野外观察,运用套袋授粉和联苯胺-过氧化氢法等实验方法对距瓣尾囊草开花物候以及种群的繁育系统特性进行研究。研究结果:1)距瓣尾囊草为两性花,聚伞状花序,花期较长,从头年12月持续到次年4月,单花花期持续8—15 d,种群花期可持续4个月左右。2)距瓣尾囊草在花朵未开放前花粉没有活力,花药开裂当天花粉活力达到94.8%,第2天为90.3%,第3天为81.6%,第4天为62.9%,此后其花粉活力明显减弱;柱头可授性于散粉后第3天开始出现,散粉后4—5天最强,散粉后第8天柱头失去可授性;柱头可授性和花粉活力有5 d左右的重叠期。3)其花粉胚珠比P/O为938.5±250,按照Cruden标准划分,其有性繁育系统为兼性异交。4)按照Dafni的标准,距瓣尾囊草的OCI=4,即繁育系统为异交、部分自交亲和、需要传粉者。5)人工异花授粉结实率达80%以上,略高于自然结实率78.94%;直接套袋结实率为5.71%;去雄套袋和去雌套袋均不结实。以上结果表明,距瓣尾囊草繁育系统表现为异交为主、部分自交亲和并且不存在无融合生殖现象,其开花物候、花部特征和繁育系统为适应特殊的环境提供了一定的生殖保障,本次研究结果为距瓣尾囊草的迁地保护和种群的繁衍复壮提供理论依据。

珍稀濒危植物距瓣尾囊草(Urophysa rockii Ulbr)SCoT-PCR分析体系的建立与优化

为研究距瓣尾囊草种质资源遗传背景和系统进化提供理论依据和技术支持,本研究利用L16(45)正交设计,研究Mg^(2+)等5个因素对PCR扩增结果的影响。研究结果表明,在距瓣尾囊草SCo T-PCR的最优反应体系(20μL)中,Mg^(2+)、d NTPs、Taq DNA聚合酶、引物以及模板DNA等5个因素的最优浓度分别是2.188 mmol/L、0.113 mmol/L、1.0 U、0.625μmol/L和30 ng。在此基础之上,从18条引物中初步筛选出12条扩增结果稳定、条带清晰的SCo T引物。建立了距瓣尾囊草SCo T-PCR反应体系,经过18条引物和13份种质资源的验证,证明体系稳定性好、可靠性高,能满足距瓣尾囊草分子水平上的研究。

外源激素对珍稀濒危植物距瓣尾囊草种子萌发的影响

为提高距瓣尾囊草种子的发芽速度和发芽率,更好地对珍稀濒危植物距瓣尾囊草种质资源进行保存、开发及可持续利用,研究了不同浓度的赤霉素(GA3)、吲哚乙酸(IAA)、萘乙酸(NAA)及6-苄氨基嘌呤(6-BA)4种外源植物激素对距瓣尾囊草种子萌发的影响。结果表明,在合适的浓度范围内,外源激素能提高距瓣尾囊草种子的发芽率,缩短发芽时间;800 mg/L的GA3、100 mg/L的NAA和1 mg/L的6-BA处理效果最佳,种子的萌发率分别为63.33%、76.67%和63.33%;而高浓度的NAA和6-BA对种子的萌发具有明显的抑制作用。

珍稀濒危植物距瓣尾囊草遗传多样性的ISSR分析

利用ISSR分子标记,对狭域分布在四川省江油涪江上游区段的毛茛科濒危植物距瓣尾囊草(Urophysarockii Ulbrich)现存4个居群的遗传多样性进行了研究。结果显示:(1)14个引物共检测到121条清晰的谱带,其中多样性条带118条;距瓣尾囊草在物种水平上遗传多样性较高,多态位点百分率(PPB)为97.86%,Nei’s基因多样度指数(H)为0.306 9,Shannon’s多样性信息指数(Hsp)为0.466 3;在居群水平上遗传多样性相对偏低,PPB为63.22%,H为0.196 2,Shannon多样性信息指数(Hpop)为0.271 1。(2)3种方法分析显示,居群间遗传分化较低,AMOVA、Gst和(Hsp-Hpop)/Hsp分别为0.341 2、0.295 2和0.42,据此推测距瓣尾囊草繁育系统以异交为主。(3)经Mantel检验,居群间的遗传距离与地理距离之间存在正相关关系(r=0.742 4,P=0.089 0)。研究表明,人类活动的干扰和生境的片断化是导致距瓣尾囊草濒危现状的主要原因,建议对距瓣尾囊草全部居群的全部个体予以及时地就地保护;因遗传变异主要存在于居群内的个体间,故迁地保护时应在各居群内大量采样,以达到最大限度保存距瓣尾囊草遗传多样性的目的。

极小种群植物距瓣尾囊草的核型及5S rDNA-FISH分析

采用改良的去壁低渗火焰干燥法制片,对距瓣尾囊草(Urophysa rockii Ulbr.)的染色体数目和核型进行分析;并以5S rDNA为探针,利用荧光原位杂交技术对5S rDNA位点进行定位。结果表明,距瓣尾囊草的染色体总数为14条,染色体基数为7,倍性为二倍体;该植物的染色体相对长度组成为2n=14=2L+2M2+10M1;染色体核型公式为2n=2x=14m,无随体,着丝粒平均指数为44.09,核型不对称系数为55.91,染色体核型属于'1A'型,在系统进化上处于比较原始的状态;同时,具有2个5S rDNA位点,且位于一对同源染色体(1号染色体)长臂的近着丝粒位置,由此可见5S rDNA可以作为该植物染色体识别的有效标记。综上所述,本研究解析了该植物的系统学和细胞学特征。

陕西毛茛科新分布属——尾囊草属

该文报道了陕西毛茛科植物新分布属——尾囊草属(Urophysa Ulbr.),该属为中国特有属,分布于四川东部、湖北西部、湖南北部、贵州、广西等地,此次在陕西镇坪县域内首次发现,表明镇坪县兼具湖北、湖南及广西云贵等地区的生态气候特征,同时也体现了镇坪县生态环境良好,物种丰富、多样性显著。

珍稀濒危植物距瓣尾囊草种子散布及萌发特性

采用野外调查和室内实验相结合的方法,对距瓣尾囊草(Urophysa rockii)种子散布途径、散布方式和种子萌发特性进行初步研究。结果表明:距瓣尾囊草种子千粒重为0.6684±0.0038g,以果实和种子为扩散单元进行扩散,具有自体扩散和水媒扩散两种方式。温度对距瓣尾囊草种子萌发有显著影响,20℃为最适萌发温度,发芽率达67.78%。低温(4℃)层积可有效提高种子发芽率和发芽势,随层积天数增加,发芽率和发芽势增加,但层积30d和40d发芽率和发芽势无显著性差异。光照和黑暗对种子萌发的影响差异不显著,光照不是其种子萌发的必需条件。实验证明,与用湿砂做发芽基质相比,用滤纸做发芽基质,其发芽率和发芽势均比前者高,因此滤纸是距瓣尾囊草种子萌发实验中更为适宜的发芽基质。