荒漠孑遗植物裸果木生活史对策研究

Gymnocarpos przewalskii；gene flow；Pollen dispersal；seed dispersal；clonal growth Plant strategy in life history is related to plant adaptation or evolution , ecosystem degradation or restoration , and biodiversity conservation , which are the components of theoretic and applied ecological studies. The Gymnocarpos przewalskii, a rare ancient relict species in the northwestern desert of China, the species not only has both sexual and asexual reproduction, but its reproductive strategy relate spatial heterogeneity. Gymnocarpos przewalskii was studied in the project. several study concerning the relationships between plant strategy in life history and environments, The adaptive mechanism and evolutionary significance of strategy in life history to the desert habitat are analyzed by researching gene flow (pollen flow and seed flow) and clonal growth characteristics of natural populations under different environments, which not only provide the important theoretical evidence for the comprehension of Gymnocarpos przewalskii evolution and the adaptive mechanism to the desert extreme environment, the endangered mechanism of ancient relict genus and protective strategy, but also provide new evidence for the research to the evolution of plant reproductive strategy, and accumulate important theoretical information for studying the flora occurrence and development of Central Asia and discussing adaptation and evolution mechanism of the genus to the western desert environment in China.

裸果木是我国重点保护的珍稀孑遗物种，其生长环境极为严酷，是我国西部干旱荒漠区极其珍贵的植物资源。该物种不仅具有有性和无性两种繁殖方式，而且其繁殖方式与空间异质性相关，结实率较低，是制约裸果木种群自然更新的重要因素。本项目旨在通过对裸果木不同种群基因流的扩散及克隆生长特性的研究，探明荒漠特殊的环境条件对其繁殖过程究竟具有哪些影响，探讨其生活史对策及其对荒漠环境的适应机制，上述结果不仅为该物种的濒危机制与保护策略提供重要的理论依据，还可为植物生活史进化研究提供新的证据,并为研究亚洲中部植物区系的发生与发展、探讨该类群对中国西部荒漠生态环境的适应与演化机制积累重要的理论资料。

极端环境中的生命过程及其生态适应机制是生物多样性与生物资源领域的重点研究内容之一。裸果木是我国重点保护的珍稀孑遗物种，其生长环境极为严酷，是我国西部干旱荒漠区极其珍贵的植物资源。探讨裸果木这一古老和残遗物种的生活史繁殖对策及其对荒漠环境的适应机制可为植物生活史进化研究提供新的证据,并为研究亚洲中部植物区系的发生与发展、探讨该类群对中国西部荒漠生态环境的适应与演化机制积累重要的理论资料。本项目以生长在新疆的裸果木为研究对象，从以下方面对其生活史及其生态适应对策进行研究：（1）传粉生态学（包括开花物候、花形态特征、繁育系统及传粉特性）；（2）种子扩散；（3）种子萌发特性；（4）种群分布及其环境异质性。裸果木开花同步性较高，呈现出“集中大量”的开花模式；不存在无融合生殖，自然结实率低，属于以异交为主，部分自交亲和，需要传粉者的混合繁育系统类型；在大量降水前完成种子的扩散，呈现以母株为中心的种子扩散格局；种子不休眠，具有“快速萌发”的萌发策略，是对其生境长期适应的结果，可以在一定程度上提高种子萌发的几率，实现种群的更新；花粉败育、花粉和传粉者限制及部分自交不亲及合子前败育是影响裸果木有性繁殖的关键因子，人为干扰以及自然环境因子也对裸果木分布具有一定影响。上述结果可为该物种的濒危机制与保护策略提供重要的理论依据。