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国产报春花属（报春花科）种质资源及细胞学研究

来源：花匠小妙招时间：2024-12-20 13:13

国产报春花属（报春花科）种质资源及细胞学研究

【摘要】： 报春花属是报春花科的第一大属,约有500种,除少数种类分布于南半球外,全部分布于北半球温带和高山地区。我国记载该属300余种,东喜马拉雅–横断山区种类最为丰富,是报春花属的现代分布中心和多样化中心。前人对报春花属的分类学等方面的研究已较为深入和全面,但对该属在资源分布和细胞学等方面的研究尚需加强。本研究主要对国产报春花属的资源分布进行了较为系统的野外调查,对其资源分布特征进行了探讨;在此基础上对这些资源的应用价值进行了初步评价,并对其引种栽培的适应性进行了探讨;同时对国产部分种类进行了细胞学研究,结合分子系统学证据对染色体性状及其系统学价值进行了探讨。主要结果如下:1.对国产报春花属资源进行了历时6年的野外调查,涉及125种、9亚种、2变种共368个居群,约占国产报春花属种数的45%。这些种类分属20组,占国产报春花属所有组数(24组)的80%。通过对调查到资源的分布特征进行分析,认为:(1)报春花属资源在水平分布上极不平均,分布范围总体较窄,分布区具有明显的地域性,主要集中分布在我国西南地区的横断山区(云南西北部,四川西南部)和喜马拉雅山脉东段(西藏东南部)。在该集中分布区内,不同组之间或同组的不同种之间水平分布也不平均,差异性较大。(2)报春花属资源具有明显的垂直分布性和集中性。根据其分布区的植被类型,可以划分为4个垂直分布带;随着海拔的升高,其资源丰富度总体上先升高后下降,但在其中某一区间段物种丰富度相对较高。报春花属资源丰富度在海拔3600米区间达到最大,海拔3100–4100米是其资源分布最为丰富的区域。(3)报春花属植物的生境具有类型复杂、多样性丰富的特点。结合报春花属资源的垂直分布特征,可将其生境类型主要归纳为灌丛草地型、湿地沼泽型、疏林透光型、阴湿岩生型和高山湿冷型等5个类型,其中疏林透光型是报春花属植物分布最多的生境类型;各类型之间有相互交叉的现象,部分广布种则具有多种生境类型。2.根据野外调查结果,通过后期分类学研究,发现:(1)本研究调查到的136个分类群(种、亚种和变种)中有55个超过30年未见有新的采集记录,其中黔西报春(Primula cavaleriei)、绒毛报春(P.tsiangii)、习水报春(P.lithophila)等3种在模式标本之后就未见有采集。(2)广东报春的湖南省新分布记录。(3)10个报春花属新分类群,并通过分析认为报春花属尚存在一个物种丰富的新分布区,具体位置为:云南东南部经广西西北部、贵州西部、四川东南部、重庆西南部和湖南西南部至广东南岭这一弧形的狭长区域(23o–26oN,103o–113oE)。该区域地貌以喀斯特或丹霞地貌为主,在物种组成上主要以该属最为原始的倒卵叶报春组(sect.Carolinella)和报春花组(sect.Monocarpicae)为主,同时包含鄂报春组(sect.Obconicolisteri)的部分种类。3.本研究结合观赏性状和生态因子对调查到的报春花属资源进行了应用价值综合评价。结果表明:观赏性和适应性强、景观应用价值高的种类有15种,以灯台报春组(sect.Proliferae)和球花报春组(sect.Denticulataare)为主;观赏性和适应性较强、景观应用价值较高的种类有33种,以灯台报春组(sect.Proliferae)、穗花报春组(sect.Muscariodies)、雪山报春组(sect.Crystallophlomis)为主。4.为探讨报春花属资源的引种适应性,基于资源应用评价结果,本研究选择了橙红灯台报春(Primula aurantiaca)、球花报春(P.denticulata)、杂色钟报春(P.alpicola)、紫花雪山报春(P.chionantha)、高穗花报春(P.vialii)等5种报春进行了种子萌发特性的初步研究,同时开展了活体引种栽培试验和引种适应性观察。结果表明:(1)不同的温度、光照及赤霉素处理对其种子萌发有一定的影响:5种报春种子萌发的最佳温度在20–25℃,温度过高或过低都不利于种子萌发;赤霉素溶液对5种报春种子的萌发有促进作用,但浓度过高会影响萌发的幼苗的质量,建议实践中处理的浓度为200 mg/L;5种报春的种子属于光敏感种子,光照处理会促进种子萌发。(2)报春花属资源的引种适应性具有一些规律性特征:生态幅较宽、分布较广泛的种类较易栽培;分布海拔较低、一般生长于阔叶林下和针叶林带并具有发达须根或原生植株比较粗壮的种类较易栽培,相反生长于高海拔地区且具有深长根系的种类不容易栽培;在合适的环境条件下引种成活的种类,其人工栽培状态下的生物学性状和观赏性状会得到较为明显的改良,但其自行繁殖能力有所降低。5.研究了13组共48种、3亚种的染色体性状,其中16种、2亚种为首次报道。前人推测的染色体基数(x=8、9、10、11和12)得到了本研究的支持。结合最新的分子系统学研究结果,发现除基数x=12可能仅进化一次外,其他基数都存在显著的趋同或平行进化,但在部分分支,染色体基数仍体现出重要的系统学价值。同时,研究表明,x=11最有可能是报春花属的原始基数。统计结果表明,报春花属的二倍体种数远高于多倍体种(5:1),因此该属的物种分化主要在二倍体水平上进行,但在sect.Auricula等分支,多倍化物种形成仍起了主要作用。报春花属的染色体大小也存在显著差异,同时还存在显著的种内多倍化现象,但这些问题在前人的研究中长期被忽略,它们的生物学意义还有待进一步的研究。

【学位授予单位】：华南农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017