生物质能源物种掌叶木的生殖衰退与濒危机制研究

掌叶木是我国广西与贵州交界处特有的国家一级重点保护野生濒危物种，是第三纪孑遗植物，是一种优良的生物质能源、园林绿化和水土保持树种，具有广阔的开发利用价值。本项目拟在已有工作的基础上，利用生殖生物学、种子生物学、居群遗传学等多学科的研究方法，采用植物组织切片技术、双向电泳技术、分子标记（ISSR、AFLP）技术等，通过对其大、小孢子发生与雌雄配子体发育、传粉、受精等生殖过程和种子贮藏、萌发过程中的生理生化变化（内源激素、贮藏蛋白）以及遗传多样性等方面的研究，探讨引起该物种生殖衰退的关键环节和因素，探索该物种结实率、产籽率和萌发率低的细胞与分子机理，结合其遗传多样性水平，综合分析引起该物种濒危的内部机制，提出有效的保护措施和恢复策略，为掌叶木的保育与科学利用提供重要的理论依据。

掌叶木是我国广西与贵州交界处特有的国家一级重点保护野生濒危物种，是一种优良的生物质能源、园林绿化和水土保持树种，具有广阔的开发利用价值。为揭示掌叶木的濒危机制，本课题研究了掌叶木开花、传粉、结实、产籽及种子贮藏、萌发及种子贮藏、萌发等过程，结合其遗传多样性分析，探讨了引起该物种生殖衰退的关键环节和因素，提出了相应的保护和扩大种群数量的措施。研究结果表明：（1）掌叶木的花多为假两性，且雌雄异株，雌株、雌花相对数量少，影响其产生后代的数量而成为其濒危的内因之一。（2）掌叶木的雌雄花能产生正常的雌雄配子体，且雄花花粉从萌动到盛开，花粉活力都在90%以上；雌花柱头在花瓣展开前及展开后1-3d均具可授性，雄花花粉活力与雌花柱头可授性时期有重叠；花粉胚珠比（P/O）为8577，杂交指数为4，繁育系统为专性异交，部分自交亲和，传粉过程需要传粉者。（3）掌叶木传粉媒介包括昆虫和风，昆虫种类丰富，但雌雄株间存在较大空间隔离及雌株少、雌花单花数量亦少且花序短等原因，传粉效率不高。此外，掌叶木生境贫瘠，多为前期砍伐后的萌芽枝，树体营养不良，土壤在花期果期营养供给不足造成落花落果严重，且果实产籽率低，是该物种濒危的重要原因。（4）掌叶木种子易失水、易发霉，不耐人工贮藏，假种皮和种皮对种子萌发有影响，种子浸提物中含有发芽抑制活性物质。采用超干贮藏处理，控制好含水量，可解决其不耐贮藏的难题。（5）ISSR、SRAP、AFLP三种分子标记均显示掌叶木遗传多样性较高，因此在保护该植物时应尽量保存其丰富的遗传变异。