四种广西特有穴居报春苣苔属植物与非穴居性近缘广布种的繁殖机制比较研究

Guangxi is the distribution centre of Primulina in China and the world. The most of Primulina species from Guangxi are endemic, and have fragmented and restricted distributing ranges. Many species have distinct characteristic of cavedwelling in limestone areas, especially some species which were published in recent years. Commonly, they only grows in one or several neighbouring limestone caves. Almost all species grow in limestone caves were assessed as Critically Endangered (CR) by IUCN standard. This type of Primilina species has a great scientific and ornamental value, and economic potential. At the same time, they are rare ornamental plants and germplasm in the world. On the bases of our Institute researches to Primulina in Guangxi for many years, the our project team selects four cavedewlling Primulina, P. repanda, P. renifolia, P. medica, P. fengshanensis, and their rigid non-cavedwelling relative, P. eburnea, to compare their productive mechanism from some aspects, e.g. reproductive phenology, reproductive biology, reproductive ecology, pollination ecology, genetic diversity, etc. At the same time, we wil detect the mating system of five species by SSR molecular marker technique. We will dicuss the endangering factors in the reproductive proprocess of cavedwelling Primulina species based on our above-mentioned studies. The experimental results are useful for the further investigation on the relation of productive mechanism and endangered status, for providing scientific evidences to protect and recover those endangered cavedwelling species of Primulina.

广西是我国乃至世界报春苣苔属Primulina植物的分布中心,在这一区域分布了大量分布区域狭窄的特有种,同时很多特有种具有明显的穴居习性,尤其是近年发表的新种更是如此- - 它们常局限分布在一个或几个石灰岩岩溶洞穴之中,其IUCN濒危等级评估均达极危(CR)等级。这类报春苣苔属植物具有极高的科研价值和经济开发潜力，是世界各国园艺界渴求的珍稀观赏植物种质资源。本项目拟在对广西报春苣苔属植物多年研究工作基础上，比较4种穴居性的小花苣苔、文采苣苔、药用报春苣苔和凤山报春苣苔及其非穴居性的广布近缘种- - 牛耳朵的繁育机制，从生殖物候、生殖生物学、生殖生态学、传粉生态学、遗传多样性等方面着手，同时以SSR 分子标记技术测定供试物种的交配系统，探讨穴居性报春苣苔属植物在繁殖过程中的致濒因素。研究结果将有助于深刻认识其繁殖机制与濒危的关系，为穴居性的报春苣苔属植保护和物种恢复提供科学理论依据。

不同的报春苣苔属植物花部形态结构对传粉者有一定的选择性，但并非特异对应关系；无论穴居性或非穴居性者都通过雌雄异熟避免自花传粉；洞穴环境传粉者活动频率要远低于洞外，自然结实率低；面对缺乏传粉者的洞穴环境，部分报春苣苔属植物采取不同的无性繁殖方式作为补充以保证种群数量。不过，并未发现明显的证据说明在传粉适应以及繁育生物学方面的因素是造成它们显著狭域性分布的原因。.从分子水平上，对牛耳朵全基因组DNA进行高通量测序，开发微卫星标记，设计引物，以便更全面探讨其遗传多样性，为将来对本属其他物种遗传多样性研究奠定前期基础。研究数据显示，牛耳朵种群与种群之间存在较频繁基因交流，但寿嵅村（SD）和古亭山（GTS）两种群经历了瓶颈效应，由此可知，即使种群间存在较大基因流，但地理隔离或人为因素也有可能使其经历瓶颈效应。.我们在穴居性报春苣苔属典型代表植物——文采苣苔上也成功开发了其引物，利用10对SSR微卫星位点对其模式产地3个小居群的遗传多样性和遗传结构进行了研究。结果表明，在10个位点上共检测到63个等位基因，每个位点等位基因数为3-10个，平均6个。种群的平均等位基因平均数为6.3± 2.16，种群的观察杂合度HO和期望杂合度HE的值分别为0.702和0.634，近交检验值FIS小于0，呈现较低的近交现象。Fst分析结果表明1种群和2种群间的遗传差异较大，其余位于中间位置的2号居群与其他种群间的遗传差异较小；而基于微卫星数据的遗传分化系数(Fst)为0.0413，说明该种群遗传变异主要存在于种群内，种群内遗传变异占76%，同时AMOVA分析结果支持这样的结果；PCoA和Structure分析结果表明：文采苣苔仅可被分为一个遗传聚类。瓶颈效应的检测结果表明文采苣苔居群近期没有经历瓶颈效应，Mode-shift检测显示所有种群的等位基因均显示‘L-形’频率分布。.结果表明，比较近缘广域分布的报春苣苔属植物——牛耳朵，目前导致穴居性报春苣苔属植物濒危的原因主要是人类活动干扰。因此，亟待开展就地保护为主，迁地保护为辅的工作。