云南野生莲瓣兰居群对主要生态因子的遗传响应机制

Cymbidium tortisepalum Fukuy, called liban orchid by local people, is orchid genus plants with high ornamental value in Orchidaceae. Its wild resources are mainly distributed in Yunnan Dali, Baoshan, Nujiang, Diqing, Lijiang and so on. At present, the endangered state of wild resources of Cymbidium tortisepalum in Yunnan province has become a consensus. However, there is no support of scientific study results, such as population numbers, characteristics, genetic structure and community habitat change etc.. This study will take major ecological factors (climate, soil, terrain, ect) in 21 investigated places of wild resources distribution of Yunnan province and 21 collected wild populations (Diqing 4, Nujiang 5, Baoshan 5, Dali 5, Lijiang 2) as research objects. Genetic diversity, morphodifferentiation, ecological factor and interrelationship of wild Cymbidium tortisepalum in Yunnan province are studied systematacially by methods of applying ecology, genetic theoretics and molecular biology technology to confirm survival condition of wild resources, to explore ecological adaptation mechanism and response strategies of ecological condition,and to perfect the DNA germplasm banks and different ground protection resources nursery. The results will enrich the protect genetics theory of Cymbidium tortisepalum and provide theoretical basis and reference to make scientific and reasonable protection and utilization strategies.

莲瓣兰（Cymbidium tortisepalum）是兰科（Orchidaceae）兰属植物，具有极高的观赏价值，其野生资源主要分布于云南大理、怒江、保山、迪庆和丽江等州、市。目前云南野生莲瓣兰资源濒危已经成为共识，但缺乏其居群数量、特征特性、遗传结构和群落生境变化等研究结果的支撑。本研究以前期考察确定的21处云南野生资源分布地的主要生态因子（气候、土壤、地形等）和已经收集的21个野生居群（迪庆州4个，怒江州5个，保山地区5个，大理州5个，丽江地区2个）为研究对象，应用生态学、遗传学理论和分子生物学技术手段，系统地研究云南野生莲瓣兰遗传多样性、形态分化、生态因子及其相互关系，确定该资源生存状况，探究其生态适应性机理及对生态条件改变的响应策略，确立野生莲瓣兰地理信息，完善DNA种质资源库和异地保护资源圃。研究结果将丰富莲瓣兰保护遗传学理论，为制定科学合理的保护和利用策略提供依据。

本研究采用生态学、遗传学和分子生物学等技术手段，系统地研究云南野生莲瓣兰遗传多样性、形态分化、生态因子及其相互关系，形成了如下研究结果：.（1）建立云南莲瓣兰植物资源原生地信息库、DNA种质库和迁地保护资源圃。考察并收集云南28个野生莲瓣兰居群，建立了其生境的经纬度、海拔、气候(温度、湿度、太阳辐射强度等)、土壤(pH、有机质、N、P、K等含量)、地势地形（坡向、坡度）的信息库。建立了DNA样本库（西南野生生物种质资源库标本馆-80℃冷贮）及迁地保护资源圃（云南农业大学园林园艺学院温室）。为深入研究野生莲瓣兰提供了基本信息和材料基础，同时为濒危莲瓣兰居群提供迁地保护。（2）丰富了莲瓣兰保护遗传学理论，为资源保护提供了理论依据。云南野生莲瓣兰生态适应幅度明显变宽，居群生物多样性指数均偏低，叶长、叶宽、株高、根长、花葶长的变异系数均超过了15%。部分莲瓣兰居群植株数量少，个体矮小，有明显的退化表征，植株有消亡的危险。急需对野生居群生境环境加以保护，恢复其生境。野生莲瓣兰物种水平的遗传多样性维持着较高水平，但遗传变异主要存在于居群内；居群间遗传分化不明显，遗传分化较小，且无显著的谱系地理结构。野生莲瓣兰经历过居群快速扩张或生境片段化，人为因素加速了基因渗透。近些年因生境破坏、人类毁灭式过度采挖等导致的瓶颈效应致使其有效居群数量的急剧减少。因此加强资源的就地保护和迁地保护极为重要。本研究探明了云南野生莲瓣兰分布地的生境条件、植被群落结构、生态因子以及对野生莲瓣兰形态分化的影响，结果有助于科学指导野生资源的保护和栽培利用。（3）构建莲瓣兰栽培品种SSR分子指纹图谱，实现品种的快速、准确鉴定。利用筛选出的4个SSR核心位点即可单独或联合鉴别76个莲瓣兰栽培品种，首次构建了莲瓣兰栽培品种SSR分了标记基因型数据库和分子指纹图谱，用于解决因品种混淆引起的商业纠纷，具有实用价值，为莲瓣兰市场的健康有序发展提供了技术支撑。