紫椴種群地理變異與環(huán)境相關性研究.pdf

1、紫椴不僅是著名的蜜源樹種，而且是優(yōu)質(zhì)膠合板及細木工板的重要原料，樹形優(yōu)美，為優(yōu)良庭園綠化樹種，其花和根可入藥，還是國家Ⅱ級保護植物。對紫椴保護方面的理論研究一直沒有得到重視，在國內(nèi)外尚未見報道。在分子水平、化學成分以及種群地理變異與環(huán)境相關性方面的研究尚屬空白。 本研究選擇暖溫帶落葉闊葉林區(qū)域，溫帶針闊葉混交林區(qū)域和寒溫帶針葉林區(qū)域9個地點取樣，分析了紫椴各主要器官宏觀及微觀的形態(tài)、化學成分、遺傳多樣性的地理變異與環(huán)境相關性。探

2、討了紫椴的瀕危機制及保護策略。 宏觀上對紫椴當年生枝條長、芽長、芽寬、葉片長、葉片寬、葉柄長、花序的苞片長、苞片寬、苞片與花梗的愈合長度、花梗長、花序長、有花數(shù)目、果長、果寬14項指標，微觀上對葉片上下表皮的細胞排列、形狀、有無氣孔和下表皮的表皮毛、氣孔數(shù)量、氣孔形狀、氣孔外拱蓋、外拱蓋內(nèi)緣、氣孔紋飾、角質(zhì)膜、花粉形狀、孔溝深度、表面紋飾、果皮毛的長短、分布特點15項指標進行了觀察和測量，發(fā)現(xiàn)紫椴各器官形態(tài)特征隨緯度、海拔的變化

3、存在明顯的變化規(guī)律，隨緯度、海拔的升高呈現(xiàn)顯著的相關性(多為負相關)。從緯度看，紫椴在中心分布區(qū)生長狀況要好于邊緣區(qū)，從海拔看，700-900m之間應為最適宜紫椴生長的海拔高度。從微觀形態(tài)上看，葉表皮隨著緯度和海拔的升高細胞排列由緊密逐漸疏松，蠟質(zhì)化程度逐漸加深，而花粉和果皮的變化不明顯。 通過系統(tǒng)預試，檢測出紫椴的花及花蕾中含有較多的酚類、糖和甙類，并檢測到了黃酮類化合物、蛋白質(zhì)、香豆素及強心甙等，在花蕾中還含有少量鞣質(zhì)。紫椴

4、果實中也含有酚類、糖和甙類，還含有少量黃酮化合物、香豆素和鞣質(zhì)。對不同緯度和海拔紫椴花和果實中可溶性糖、總酚和黃酮的含量進行了分析，發(fā)現(xiàn)3種化學成分含量隨緯度、海拔的升高存在一定的變化規(guī)律。除花中總酚含量差異不明顯外，紫椴花和果實中其它化學成分含量隨著緯度的升高，呈現(xiàn)降低趨勢；隨著海拔的升高，呈現(xiàn)增高趨勢。并且得出紫椴花中可溶性糖含量明顯高于果中的含量，其它化學成分在花和果實中的含量接近。 用14個ISSR引物對不同緯度和海拔紫

5、椴種群的210個DNA樣品進行了PCR擴增并分析，得出紫椴種群具有較高的遺傳多樣性。紫椴不同種群的遺傳多樣性隨海拔升高而降低。但隨緯度的升高呈先升高后降低，表現(xiàn)為中心分布區(qū)種群的遺傳多樣性高于邊緣區(qū)。紫椴種群的遺傳距離與緯度地理距離沒有相關性，但與海拔有較為顯著的相關性。 從紫椴種群各器官的形態(tài)結(jié)構(gòu)特征聚類分析與遺傳距離聚類分析比較可見，紫椴的營養(yǎng)器官枝葉、苞片、花序等的各形態(tài)及結(jié)構(gòu)特征變異在緯度和海拔梯度上是不連續(xù)的，與遺傳距

6、離不相關，主要是由于環(huán)境壓力造成的；而果實形態(tài)變異在緯度和海拔梯度上是連續(xù)的，與遺傳距離一致，說明果實的形態(tài)主要受遺傳因素的影響。驗證了營養(yǎng)器官具可塑性，易受環(huán)境變化的影響而變異；生殖器官具穩(wěn)定性和保守性高的特點。從化學成分含量聚類分析與遺傳距離聚類分析比較可見，化學成分含量變異在緯度和海拔梯度上是不連續(xù)的，與遺傳距離不相關，說明其受遺傳影響不大，主要受環(huán)境因素影響。紫椴種群遺傳多樣性較高，且大部分存在種群內(nèi)，說明紫椴目前受威脅的主要原

7、因不在于其遺傳變異方面，而是主要來自人為采伐、生境破壞和生境退化等原因。應加強對紫椴生境的保護，防止人為因素對紫椴種群的進一步破壞。同時應加強遺傳多樣性保護，充分重視對大群體內(nèi)不同類型個體的保存，重點放在自然分布中心地區(qū)的群體。 通過本項研究為營林優(yōu)良種源的選擇，良種定向選育提供了一定科學依據(jù)；為尋找紫椴生物活性成分、藥用原材料林的選擇及造林生產(chǎn)奠定基礎；為紫椴遺傳資源的有效保護和合理利用提供理論依據(jù)；對實踐具有一定的指導意義。