泰山花楸(Sorbus taishanensis)隸屬于薔薇科花楸屬,落葉喬木,中國泰山特有種,目前調(diào)查僅存一株,已被列入山東珍稀瀕危樹種目錄。研究泰山花楸瀕危機制,探討有效的保護措施對珍稀野生植物種質(zhì)資源保護具有重要意義。本研究通過對其形態(tài)學結合分子水平鑒定,確定了泰山花楸的分類地位;重點對泰山花楸自然生境、氣候條件、伴生群落特征、種子生物學、生理生態(tài)學等方面進行了調(diào)查研究,初步確定了泰山花楸的瀕危機制,并依據(jù)其致瀕原因提出了合理可行的保護措施。研究結果如下:1.采用形態(tài)學特征標記與DNA Barcodes分子標記兩種方法對泰山花楸的分類地位進行了研究。形態(tài)學標記統(tǒng)計結果基本將花楸屬單葉類群與復葉類群區(qū)分開,泰山花楸位于復葉類群,且支持其為獨立物種的強度較大;DNA Barcodes分子標記結果表明:ITS2、matK和rbcL條碼均能將泰山花楸與外類群區(qū)分開,3條序列的MP樹均將泰山花楸與花楸復葉類群(Subg.Sorbus)物種聚在一起。驗證并確定泰山花楸的分類地位遠遠高于變種或亞種的分類水平,支持其為獨立物種。2.泰山花楸生境位于泰山玉泉寺景區(qū)船石附近(E117°05'0633,N36°16′4627),海拔1086m,生長空間為東高西低的緩坡,生長空間小。地塊東靠山體,西臨懸崖。土層薄,根部多石塊。所在群落類型為針闊混交林,在100m2樣方內(nèi)共有植物35種,隸屬于18科35屬。優(yōu)勢種為油松(Pinus tabuliformis Carrière),花曲柳(Fraxinus rhynchophylla),連翹(Forsythia suspensa),山葡萄(Vitis amurensis)等,其中以連翹、山葡萄對其生長影響最大。泰山花楸屬于小高位芽植物,群落中矮高位芽植物最多,約50%。泰山花楸周邊群落分層明顯,分為喬木層、灌木層、草本層,泰山花楸位于喬木層的下層。泰山花楸群落各層次的Patrick豐富度指數(shù)表現(xiàn)為草本層灌木層喬木層,Simpson優(yōu)勢度指數(shù)為喬木層灌木層草本層,Shannon-Wiener多樣性指數(shù)為灌木層喬木層草本層,Pielou均勻度指數(shù)則是灌木層喬木層草本層。泰山花楸在群落中處于劣勢地位,不利于其生存發(fā)展。從泰山花楸自然生境分析,地貌及群落對其生長繁育有一定影響。3.生態(tài)氣候條件對泰山花楸的影響主要表現(xiàn)在極端天氣條件對其授粉、種子形成、果實發(fā)育的影響上。果實發(fā)育期過高空氣濕度影響種子的品質(zhì)和產(chǎn)量;掛果期較高的濕度容易導致爛果,風速大容易導致果實提前脫落。4.對泰山花楸種子生物學的研究中發(fā)現(xiàn),泰山花楸果實為球形小梨果,種皮無附屬物。與其他花楸屬植物種子相比,泰山花楸種子厚度和寬度最小,種子千粒重約為3.295g,種子含水量12.74%。泰山花楸種子發(fā)育不完全,飽滿種子比率很低,僅為3.2%;從種胚的解剖情況看,大部分胚為不完全發(fā)育,有的甚至無胚,胚完全發(fā)育僅占4.3%。TTC法測種子活力為0.26,且染色不明顯,活力極低。種皮對種子萌發(fā)的機械障礙作用不大。與其他花楸屬植物類似,泰山花楸自然發(fā)芽率低,加之其種子具有深休眠性,對其催芽繁殖難度極大。種子發(fā)育不良、種胚質(zhì)量差以及種子的發(fā)芽潛力低是泰山花楸瀕危的重要因素。5.本研究以泰山花楸的葉柄、帶頂芽莖段和種子為外植體進行了組培快繁研究。結果顯示:(1)以葉柄為外植體,在MS+NAA0.1mg/L+6-BA1.0mg/L或MS+NAA0.1mg/L+6-BA2.0mg/L培養(yǎng)基上對葉柄愈傷組織的誘導效果較佳。(2)以帶頂芽莖段為外植體培養(yǎng),外植體較好的消毒方法是75%酒精40 s,氯化汞4 min,適合誘導培養(yǎng)基為WPM+IBA 0.05 mg/L+6-BA 1.0 mg/L,頂芽誘導后期容易褐化且生根困難,增殖培養(yǎng)基有待于進一步探索。(3)以種子為外植體進行胚培養(yǎng),最佳消毒方法為75%酒精15 s,氯化汞15 min,適宜的誘導培養(yǎng)基為MS+6-BA 0.5 mg/L+NAA 0.05 mg/L+水解酪蛋白200 mg/L,并可促進其向叢生芽方向生長發(fā)育。另外變溫處理有利于種子發(fā)芽,同時減緩內(nèi)生菌滋生的速率。泰山花楸的組織培養(yǎng)技術體系尚需更進一步探索。6.根據(jù)泰山花楸生物學和生態(tài)學特征及其生存現(xiàn)狀,提出了泰山花楸保護的技術方案。一是采取就地保護、恢復殘存種、歸化自然和建立離體保存基因庫等措施實施保護;二是制定了泰山花楸環(huán)境保護規(guī)劃;三是加強對泰山花楸生理學及環(huán)境中生物間相互作用的研究;四是加速瀕危植物保護的法制建設與加強公眾教育;五是加快具體復壯措施研究進程,研究建立泰山花楸的組織培養(yǎng)技術體系。
【學位單位】：山東農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2017
【中圖分類】：S792.25
【部分圖文】：

基于形態(tài)學特征的花楸屬物種及近緣種聚類圖

基于ITS2序列構建的系統(tǒng)發(fā)育樹（MP法）

基于matk序列構建的系統(tǒng)發(fā)育樹（MP法）
【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

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本文編號：2843916