濒危植物香果树无性繁殖及其适应策略研究

Emmenopterys henryi Oliv. is one of the surviving relict plant species of the Quaternary ice age and an important reference for studying phylogenesis and morphology evolution of Rubiaceae and Chinese geographical flora. Endemic to China, E. henryi Oliv is mainly distributed in Jiangxi, Fujian, Hubei, and Henan and listed as a national key plant species protected at Level II because it is in danger of extinction. In the present study, sample plots were located at Mounts Wuyi, Sanqing, Dabie, and Funiu at certain latitude intervals. Using sample plot survey, positioning observation, and other methods of population reproduction ecology, we investigated the asexual reproductive characteristics and adaptation strategy of E. henryi Oliv. The main content of this project includes ramet age class, distribution pattern, growth condition, expansion, influence of environmental factors and human disturbance, relationships between the contents of endogenous hormones and soluble sugars, sprouting ability of asexual reproductive organs, and adaption and expansion of sprouts to different habitats and their individual-level fitness and gene-level fitness. The purpose of this project is to clarify the ecological functions of asexual reproduction in population restoration and provide practical and feasible method and theoretical basis for the enhancement of asexual reproduction potential and population restoration of E. henryi Oliv.

香果树，是第四纪冰川幸存孑遗植物之一，为中国特有的单种属植物，是研究茜草科系统发育、形态演化及中国植物地理区系的重要材料。该物种主要分布于江西、福建、湖北、河南等省，由于现存数量有限，濒于灭绝，被列为国家Ⅱ级重点保护植物。本研究沿纬度梯度分别在武夷山、三清山、大别山以及伏牛山等设置样地，通过样地调查、定位观测等种群生殖生态学方法，研究香果树无性繁殖及其适应策略。研究内容主要包括：香果树分株的数量动态、分布格局、生长状况、分株的扩张规律等无性繁殖特征及其与环境因素及人为干扰的关系；香果树内源激素及可溶性糖的含量与无性繁殖器官萌芽力的关系；不同生境香果树萌生苗的扩展能力、适应能力及其个体水平适合度和基因水平适合度，旨在阐明无性繁殖在香果树种群恢复中的生态功能与作用，提出促进种群无性繁殖潜力的措施及种群恢复的对策，为香果树种群的恢复提供科学依据。

香果树，是第四纪冰川幸存孑遗植物之一，为中国特有单种属植物，是研究茜草科系统发育，形态演化及中国植物地理区系的重要材料。本项目通过样地调查、定位观测、室内实验等种群生殖生态学方法，研究香果树无性繁殖及其适应策略。其主要研究成果包括：1)各分布区中香果树母树平均树龄为42.27，小于60，其根的萌蘖能力未达到高峰；2)香果树根萌苗的形成位置距母树的距离约在2 m处，在大别山和三清山两分布区较近，集中在1.5 m以内，伏牛山和武夷山两分布区（分布区北限和东南限）距离较远，主要集中在2.5 m左右；间隔子长度为25 cm，以大别山分布区最大，为30 cm；产生根萌苗的母树水平根裸露长度在13-51cm之间，其中伏牛山分布区最短，13.25 cm，武夷山分布区最长，为51.33 cm；皮层厚度在1.6-2.2 mm之间，以伏牛山最薄，为1.61 mm；3)香果树种群中的根萌苗总生物量以武夷山最大，4龄前随年龄持续增加，4龄后因苗木死亡与苗木生物量增长持平，其总生物量趋于稳定，其他三个分布区均在根萌苗2龄前呈增加趋势，后趋于稳定或呈下降趋势。一年生香果树根萌苗在微生境中以林窗长势最好，基径为0.91 mm，株高45.72 cm，林缘基径最低为0.53 mm，冠下株高最低25.4 cm；4)随着根萌苗树龄的增加，其光饱和点逐渐增加，二氧化碳饱和点相对稳定，基本在1200 µmol·mol-1左右；原生境中香果树根萌苗的光合速率、气孔导度、水分利用效率以大别山为最高，伏牛山中根萌苗净光合速率、蒸腾速率最低，武夷山根萌苗蒸腾速率最高，水分利用效率最低；5)香果树个体水平适合度及繁殖适合度指数以武夷山和伏牛山最大，三清山次之，大别山最小，可见香果树在其分布区边缘以无性繁殖为主，更适合无性苗木生存；6)3 m圆形疏伐可有效增加香果树种群中根萌苗的生物量增加，人为损伤可影响其根激素水平和可溶性糖含量，人为损伤可刺激香果树水平根快速增加根萌苗的数量，是原生境中香果树实现更新及种群恢复的有效手段。