瀕危物種水杉種群的引種和生存力分析.pdf

1、水杉(Metasequoia glyptostroboides Hu et Cheng)，是我國特有的珍稀瀕危植物，其自然種群僅分布在我國湖北、湖南、重慶三省市交界的狹窄區(qū)域內(nèi)。自發(fā)現(xiàn)以來，對其進(jìn)行保護(hù)的工作一直受到關(guān)注。但是由于人類干擾、自然災(zāi)害等，水杉自然種群的母樹數(shù)量下降，人工引種種群也不能完全代表其遺傳信息。本研究開發(fā)水杉微衛(wèi)星多態(tài)引物(SSR)并將其用于分析水杉種群遺傳信息，比較自然種群和人工種群遺傳結(jié)構(gòu)的差異，探討不同年代建

2、立的水杉人工種群的引種來源：同時，結(jié)合野外調(diào)查數(shù)據(jù)和資料，運用模型模擬手段對水杉自然種群進(jìn)行生存力分析，為進(jìn)一步實施水杉自然種群保護(hù)和遷地保護(hù)提供理論依據(jù)。主要研究結(jié)果如下：
　　 1.利用鏈霉親和素捕獲法，構(gòu)建水杉微衛(wèi)星基因文庫，篩選到11對水杉SSR多態(tài)引物。
　　 2.利用其中的8對SSR引物對水杉自然種群和人工種群遺傳分析表明，人工種群的平均等位基因數(shù)、等位基因豐富度等指標(biāo)略高于自然種群；但人工種群的基因分化系數(shù)

3、(GST=0.074)低于自然種群的(GST=0.117)，表明人工種群的種群間有著更相似的遺傳組成；而且人工種群的平均近交系數(shù)(FIS=0.195)高于自然種群的(FIS=0.090)；對14個自然種群進(jìn)行遺傳貢獻(xiàn)分析，表明種群楊家院子(YZ)和拱橋(GQ)的總遺傳貢獻(xiàn)率最大，可作為優(yōu)先保護(hù)種群；STRUCTURE遺傳聚類可將14個自然種群分成2個類群。
　　 3.通過UPGMA聚類分析發(fā)現(xiàn)，除了泰山(TS)和北京植物園種群(

4、BZ)，水杉人工種群主要與楊家院子(YZ)、小河水杉壩(XB)和拱橋(GQ)這3個自然種群聚在一起，表明從這3個種群引種的可能性比較大；配比檢驗和親本分析均顯示不同引種年代之間引種來源差異不顯著，引種來源集中于楊家院子(YZ)、小河水杉壩(XB)和謀道(MD)這3個自然種群，其他自然種群在各個年代也有少量引種。這些表明引種可能主要來源于楊家院子(YZ)、小河水杉壩(XB)，但是結(jié)合STRUCTURE聚類的結(jié)果，這2個種群在遺傳上聚為同一

5、類，為避免引種種源的單一，建議同時從遺傳上聚為另一類的種群如興國(XG)和倒車壩(DB)中引種。
　　 4.從種群生態(tài)學(xué)角度研究水杉的種群動態(tài)和滅絕風(fēng)險，通過模擬分析自然種群的生存力及種群發(fā)展動態(tài)，結(jié)果表明：水杉自然種群在近自然狀況(水杉被發(fā)現(xiàn)初期)下的種群增長率λ為1.6570，種群為增長型，而在當(dāng)前狀況下自然種群為衰退型(λ=0.9967)。按當(dāng)前的增長方式，如果準(zhǔn)滅絕閾值分別為500和50，那么種群的準(zhǔn)滅絕概率在今后約60

6、0年和1600年分別達(dá)到1.0。通過模擬成體期向幼苗期轉(zhuǎn)移的轉(zhuǎn)換概率(α13)的變化，表明在當(dāng)前狀況的階段轉(zhuǎn)換概率下種群大小處于下降狀態(tài)，提高α13至現(xiàn)有概率的100倍時(α13=4.7)，種群才能維持穩(wěn)定狀態(tài)，即每年需新增萌發(fā)的幼苗25，000棵。
　　 綜合以上研究，建議繼續(xù)加強(qiáng)水杉自然種群的就地保護(hù)措施，降低人為干擾對自然種群更新造成的危害，突破種群天然更新困難的障礙；遷地引種時避免種質(zhì)混雜和種源單一的現(xiàn)象，盡可能的實現(xiàn)人