黄枝油杉遗传多样性、种子萌发和光合特性研究

作     者：谢伟玲 

作者单位：广西师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：韦霄

授予年度：2016年

学科分类：0907[农学-林学] 08[工学] 0829[工学-林业工程] 09[农学] 

主      题：黄枝油杉 ISSR分子标记 遗传多样性 种子萌发 光合生理 

摘      要：黄枝油杉为我国特有的珍稀濒危树种,主要分布于我国贵州、湖南、广西一带的石灰岩山地,具有较高的观赏价值、生态价值、经济价值和科研价值。上世纪70年代以来,黄枝油杉天然种群遭受严重破坏,野外种群数量锐减,分布区域狭窄,且母树开花结实少,种子发育不良,天然更新能力较弱,己处于濒危状态。本研究对黄枝油杉的遗传多样性、种子萌发及其光合特性进行了研究,揭示其濒危机制,并提出相应的保护策略。主要结果如下：(1)采用ISSR分子标记对黄枝油杉7个自然种群的遗传多样性进行了分析。用12条ISSR引物对218个黄枝油杉个体进行扩增,共扩增出125个位点。在物种水平上,多态性位点百分数(PPL)为100.00%,Shannon信息多样性指数(I)为0.4177,Nei s基因多样性指数(H)为0.2666。在种群水平上,多态性位点百分数(PPL)在71.20%～92.00%之间,平均值为80.69%,Shannon信息多样性指数(I)在0.3273～0.3886之间,平均值为0.3548,Nei s基因多样性指数(H)在0.2139～0.2478之间,平均值为0.2291：黄枝油杉在物种水平和种群水平均显示出较高的遗传多样性。Nei s遗传多样性分析(Gsr=0.1433)和AMOVA分析(Φst,=17.91%)表明黄枝油杉的遗传变异主要存在于种群内,种群间的遗传分化程度较低：种群间存在一定的基因交流(Nm=2.98901)。Mantel test分析显示黄枝油杉种群间的遗传距离和地理距离不存在显著的相关关系(r=0.4567,P=0.06100.05)。(2)黄枝油杉球果为圆柱形,其平均长度为14.50cm,平均直径为3.71cm,平均重量为82.45g,球果平均出种率为14.89%;种子为浅褐色,表面光滑,具较大的种翅,其平均长度为1.54cm,平均宽度为0.61cm,平均厚度为0.47cm,平均重量为0.21g;种子千粒重为214.81g。黄枝油杉种子重量较大,出种率低,采取了产生少量重量大的种子的生殖策略。光照、温度、基质类型、储藏时间及储藏温度对黄枝油杉的种子萌发率有显著性影响,而土壤含水量对黄枝油杉的种子萌发率无显著性影响。黄枝油杉种子在25℃,周期性光照(3000lx,12h/d)培养条件下,以珍珠岩或泥炭土作为萌发基质,种子萌发率较高,分别为75.00%、72.00%：采集回来的黄枝油杉种子应低温储藏,且不宜储藏过久,应及时播种。(3)黄枝油杉的光饱和点(Isat)为850.45μmol·m-2·s-1,光补偿点(Ic)为7.86μmol·m-2·s-1,最大净光合速率(Pnmax)为5.06μmol·m-2·s-1;CO2补偿点(CCP)为97.29μmol·mol-1,CO2饱和点大于1200μmol·mol-1,羧化效率(CE)为0.0267μmol·mol-1,最大羧化速率(Vcmax)为26.24μmol·m-2·S-1,最大电子传递速率(Jmax)为81.58μmol·m-2·s-1。黄枝油杉的光合能力较弱,这与黄枝油杉在群落中一般处于上层优势种的实际情况并不相符,具体原因还有待深入研究。