中国特有濒危植物合柱金莲木遗传多样性和回归引种研究

Sauvagesia rhodoleuca is a small deciduous erect shrub, endemic to China and critically endangered due to extreme disturbances from excessive exploitation and deforestation, and thus was listed in Category I of state protected key wildlife in China. In this study, we investigate the genetic diversity ,differentiation,mating system and paternity of S. rhodoleuca by nuclear SSR markers. Given that human disturbance has already brought about the extinction of population in Huangjiang and Luocheng County in Guangxi of S. rhodoleuca, reintroduction are recommended for preserving this species. Artificially cutting propagated plants recruited from populations with high genetic diversity is reintroduced into this two areas, and then development of the populations will be monitored. The result will reveal the genetic diversity and endangered mechanism of S. rhodoleuca, and provide a scientific basis for rational and effective protection germplasm resources of this species.

拟对合柱金莲木重点进行遗传多样性和回归引种研究，采用SSR分子标记对野生合柱金莲木种群遗传多样性、遗传结构、交配系统和亲本进行分析，将首次获得合柱金莲木种群分子遗传变异和遗传分化的数据，揭示合柱金莲木种群遗传分化程度、遗传变异水平、现实的基因流、近交情况、交配系统和生殖贡献。选取遗传变异高的合柱金莲木的天然种群，采用SSR分子标记手段对其不同取样数的植株的遗传多样性水平进行检测，探讨合柱金莲木迁地保护的最佳取样策略；在桂林植物园对合柱金莲木进行迁地保护。在遗传多样性分析的基础上，选取不同种群遗传差异较大的个体进行扦插繁殖，获得的植株回归引种到原记载有分布的环江、罗城两县的九万山林区和桂林植物园中，构建人工复壮种群，开展合柱金莲木回归引种试验，最终实现合柱金莲木种群的迁地保护和扩大。研究结果有助于揭示合柱金莲木的遗传多样性及其濒危机制，为合理有效地保护合柱金莲木种质资源提供科学依据。

本项目在进行合柱金莲木资源调查及其繁殖生物学特性、光合特性等研究的基础上，重点开展了合柱金莲木遗传多样性和回归引种研究。结果表明，（1）合柱金莲木伴生群落的组成种类丰富，科、属组成复杂；伴生群落物种多样性与生境破坏程度有关；合柱金莲木种群多呈衰退趋势。（2）其种子量大，野外种子向幼苗转化存在障碍。（3）其通过光合作用积累的干物质量少，生长缓慢，使得其在群落竞争中处于不利地位。（4）ISSR和SSR两个分子标记均显示合柱金莲木遗传多样性水平低，种群间遗传分化大，金莲木种群间的基因流受到限制，种群存在遗传隔离；5个种群具有显著瓶颈效应，种群经历了有效个体数量的减少；所有种群严重近交；合柱金莲木所有个体按照STRUCTURE分析和UPMGA分析可分别分成4个和3个遗传组；因所有的种群都含有私有等位基因，我们对所有种群进行了迁地保护将样品种植在桂林植物园内；SJX种群因遗传多样性最高、含有私有等位基因最多，具有优先保护权，且该种群在地理位置上与原记载有合柱金莲木分布的环江、罗城两县最近，同处于一样的气候区，我们最终确定以SJX种群作为环江、罗城两县的九万山林区回归引种的引种源；另外，我们在合柱金莲木野外分布点开展生境条件下的人工复壮扦插繁殖试验并直接复壮了相关种群。