两种生境下濒危植物五唇兰的无性与有性繁殖对策及幼苗更新能力的差异

Most orchids can reproduce both sexually and vegetatively, and the different reproductive modes may vary widely between different habitats, and then affects the fitness of offsprings. As the most critical stages of orchids life history, recruitment from clonal ramet and seedling drectly affect the growth of the population and genetic structure. Using Phalaenopsis pulcherrima as materials,this project proposed on the basis of the previous researchs, and this project application followed our work was studied as follows: Firstly, monitoring clonal propagation dynamics of Phalaenopsis pulcherrima in two kind of habitats. Combine with dynamic statistics of flowering phenology, analyze its sexual reproduction characteristics. Secondly, With adoption of SSR mark technology, analyze the mating system of Phalaenopsis pulcherrima in different habitats,and discuss the effects on offspring fitness. Thirdly, using seed addition experiments combined with mycorrhizal biology and environmental factors, analysing the role factors in seed recruitment; Finally, SSR molecular marker analysis patterns of gene flow and then using univariate point pattern analysis to research the spatial distribution pattern of clonal ramet and seedling, to explore the impact on population dynamics. The results will provide important data support and examples for in situ conservation, reintroduction and population restoration of orchid species, evaluate the current protection strategy, and guide to establish scientific and effective conservation measures.

大多数兰科植物同时具有克隆繁殖与有性繁殖，两种繁殖方式因不同生境变化很大，进而影响后代的适合度。而克隆分株和实生苗后代的更新作为兰科植物生活史阶段中最为关键的阶段，直接影响其种群的增长率和遗传结构。本项目以濒危兰科植物五唇兰为材料，在前期研究的基础上，1）对附生裸石和扎根土壤两种生境下的个体进行克隆繁殖的动态规律统计，同时结合花期动态分析其有性繁殖特点；2）采用SSR分子标记技术，分析不同生境下五唇兰的交配系统，探讨其对后代适合度的影响；3）采用实生苗补充实验结合菌根生物学及微环境因素分析实生苗更新的主要限制因素；4）通过SSR分子标记分析斑块内的基因流动模式，并采用点格局分析法研究更新克隆分株和实生苗的空间分布格局，探讨其对五唇兰种群动态的影响。研究结果不仅可以为兰科植物的就地保护提供实践依据，还可以为兰科植物再引入及种群恢复等保育工作提供理论指导。

五唇兰为东南亚特有种，是一种重要的观赏植物。五唇兰多附生于裸露岩石或杂木疏林、枯落物堆积的腐叶土表层，具有叶背红色和叶背绿色两种稳定生态类型。由于生境的破坏和采挖，数量急剧减少。为保护其资源并加于利用，本项目主要进行了五唇兰的种群动态监测；种子的形态特征及其与内生真菌之间的关系；不同重引入生境对重引植株存活率和生长率的影响；环境对五唇兰实生苗及克隆苗生长的影响等四方面研究。在项目组成员的共同努力下，发现五唇兰种群为成群分布，种群年龄结构属于衰退性，结构不稳定，各年龄阶段死亡率波动较大。两种生态型五唇兰中，叶背红色型个体数量明显多于叶背绿色型，两种生态型生长情况大体一致，均表现为衰退比例略高于增长比例。.种子生物学表明种子的数量和重量与蒴果宽度呈正相关，鲜种子的活力达到90.3%；种子含水量高，保存温度高均显著降低种子活力，以含水量4%在-20℃时最有利于种子的保存；在旱季与雨季华石斛与宿主的共有内生真菌为13个属，其中优势属6个，旱季与雨季各有其特殊菌属。.在五唇兰重引入不同生境的研究中发现，潮湿阴暗的河沟地区重引入苗无论是在存活率还是植株大小的增长上都具有绝对优势。并且在进入旱季以后，三种生境重引植株的存活率都骤降，灌丛地区和人工南亚松林地区内植株衰退大小的比例陡增。表明重引入五唇兰存活与环境中光照与空气湿度存在显著相关。.对两种类型繁殖的五唇兰植株进行光照与水分研究发现：五唇兰叶片中苹果酸、柠檬酸等酸性变化呈现典型景天酸代谢途径；克隆植株受环境条件影响大于实生苗，实生苗萌发与存活率极低，与环境条件存在极大相关，合理保护原生境，是保存五唇兰的最优途径。五唇兰野外保育，幼苗的补充成为限制种群增长的关键阶段。