香港木兰Magnolia championii Benth的保护生物学研究

论文摘要

香港木兰Magnolia championii Benth为木兰科Magnoliaceae Jussieu木兰属Magnolia Linn.木兰亚属subgen. Magnolia Dandy常绿组sect. Gwillimia DC.植物,分布在广东南部和西南部、及广西南部及、贵州等地。该种自然居群日渐减少,居群内生殖模式多呈现衰退趋势,在很多标本采集地都难见其踪迹,被香港《林务规例》列为需保护的植物种类。野外调查的结果显示,该种的野生种群数量正日渐减少,在很多标本的采集地,都难见其踪迹。很多居群呈单株散生的间断分布,林下小苗少见,种群的生殖结构呈衰退模式。无论在野生还是栽培生境下,香港木兰每年开花都很多,但少有果实,自然状态下的有效结实率只有0.33%,人工授粉的有效结实率也不超过2.76%。本论文通过种群生态学、胚胎学、开花生物学、传粉生物学、细胞学、种子萌发生理学、光合生理学、光合生理机制等方面的研究工作,探讨了寻找香港木兰生殖过程各个环节对其濒危产生的影响兰种群日渐濒危的原因。主要结论如下:1)经通过实地调查与标本查阅对,香港木兰的野外分布与生存状况的进行了研究结果调查。显示,由于人们对森林资源的过度开发,使香港木兰的生存环境日渐恶化。,主要是因水分减少、,空气湿度下降,使香港木兰的其分布由山顶顺水退居到低海拔的山谷林下。荫蔽的环境严重影响了香港木兰的营养生长和有性生殖的能力,妨碍了鸟类对种子的传播,使种群更新不良,在居群中的竞争能力日渐衰弱,有被群落居群中其他优势植物取代的危险趋势。2)采用常规石蜡切片法或直接压片的法解剖学手段,对香港木兰的大小孢子形成及雌雄配子体发育过程进行了进行了研究。结果显示观察,发现在香港木兰的在胚胎发育的各个阶段过程中都存在着严重的异常现象。在小孢子的初生造孢细胞、次生造孢细胞、小孢子母细胞、四分体及和单核小孢子等等各个时期都会出现不同比例的败育现象,。最大量的败育出现在单核小孢子时期,是因药隔壁组织中的营养物质不能有序转移到药壁组织中,导致绒毡层提前解体,使小孢子因缺乏缺乏营养供给,发育停滞在单核阶段,致使整个药室内的小孢子全部败育。大孢子发育过程中的败育主要出现在大孢子液泡化后,不少成为一个椭圆形的空腔,少数胚囊发育停滞在二核期,部分停滞在四核期,另外成熟胚囊中有大量的助细胞提较早退化也。用人工授粉来排除授粉不良和小孢子败育因素造成的不育,得到的人工授粉结实率,即可育胚囊的比例只有8.95%,因此胚囊的大量败育是香港木兰生殖失败的最主要原因。3)授粉后,花粉在柱头上萌发后,花粉管顺着中空的花柱道生长到胚囊,从珠孔端进入,穿过一侧的助细胞贴伏在卵细胞旁;。38h后可以观察到次生极核和卵细胞分别与精细胞结合;,精核进入卵细胞后,卵核和精核先靠在一起,经3-5天短暂休眠后

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 研究的背景和目的
• 1.2 木兰科植物的保护生物学研究进展
• 1.2.1 迁地保护研究
• 1.2.2 遗传多样性研究
• 1.2.3 细胞学研究
• 1.2.4 种群生态学研究
• 1.2.5 胚胎学研究
• 1.2.6 传粉生物学研究
• 1.2.7 杂交育种工作
• 1.3 香港木兰的分类简述
• 1.4 研究内容和预期结果
• 第二章 香港木兰野外分布及生存状况
• 2.1 香港木兰的地理分布
• 2.2 香港木兰的野外生存情况
• 第三章 香港木兰大小孢子及早期胚胎发育研究
• 3.1 实验材料和方法
• 3.1.1 实验材料
• 3.1.2 实验中的主要仪器和试剂
• 3.1.3 主要溶液的配制
• 3.1.4 实验方法
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 香港木兰的小孢子及雄配子体发育
• 3.2.2 香港木兰的大孢子及雌配子体发育
• 3.2.3 香港木兰的双受精过程和胚胎早期发育
• 3.3 讨论
• 3.3.1 香港木兰的胚胎学特征
• 3.3.2 胞质分裂方式
• 3.3.3 小孢子四分体排列方式
• 3.3.4 成熟药室的结构
• 3.3.5 小孢子变形期
• 3.3.6 内外珠被的发育顺序
• 3.3.7 香港木兰小孢子发育过程中的败育现象
• 3.3.8 香港木兰大孢子发育过程的败育现象
• 3.3.9 香港木兰大孢子发育过程中的不同步现象
• 3.3.10 香港木兰早期胚发育过程中的败育
• 第四章 香港木兰的开花生物学及花粉萌发特性研究
• 4.1 研究地点和方法
• 4.1.1 研究地点
• 4.1.2 开花动态观察
• 4.1.3 单花花粉量测定
• 4.1.4 花粉活力测定
• 4.1.5 柱头可受期测定
• 4.2 观察和实验的结果
• 4.2.1 花朵结构
• 4.2.2 开花动态观察
• 4.2.3 柱头可受期
• 4.2.4 单花花粉量测定
• 4.2.5 花粉在离体培养基上的萌发
• 4.2.6 花粉粒在柱头上的萌发
• 4.2.7 异常花粉粒的观察
• 4.3 讨论
• 4.3.1 香港木兰开花特性对结实率的影响
• 4.3.2 木兰科植物开花特性比较
• 4.3.3 异常小孢子产生的原因
• 4.3.4 花粉管的两型性
• 第五章 香港木兰的繁育系统及传粉生物学研究
• 5.1 研究地点和方法
• 5.1.1 研究地点
• 5.1.2 繁殖系统、传粉效果的检测
• 5.1.3 访花者种类、访花行为与频率的观察
• 5.2 观察和实验结果
• 5.2.1 香港木兰的繁殖系统
• 5.2.2 不同居群香港木兰的柱头花粉落置率和自然结实率
• 5.2.3 传粉诱物
• 5.2.4 传粉昆虫及其传粉效率
• 5.3 讨论
• 5.3.1 香港木兰的繁育系统和主要的传粉媒介
• 5.3.2 甲虫类传粉昆虫对香港木兰传粉的贡献
• 5.3.3 其它传粉昆虫对香港木兰传粉的贡献
• 5.3.4 木兰科植物的自然传粉隔离机制
• 第六章 香港木兰的细胞学研究
• 6.1 材料和方法
• 6.2 结果和分析
• 6.2.1 核型分析
• 6.2.2 减数分裂行为观察
• 6.3 讨论
• 6.3.1 常绿组植物的染色体形态
• 6.3.2 木兰科植物的减数分裂行为
• 第七章 香港木兰光合生理特性的初步研究
• 7.1 实验材料和方法
• 7.2 实验结果
• 7.2.1 生长表现观察
• 7.2.2 光合特性差异
• 7.2.3 光合特性的日动态变化
• 7.3 讨论
• 第八章 香港木兰繁殖生物学研究
• 8.1 材料和方法
• 8.1.1 种子收集
• 8.1.2 播种
• 8.1.3 嫁接
• 8.1.4 扦插
• 8.2 结果和分析
• 8.2.1 香港木兰的自然结实率
• 8.2.2 香港木兰的人工授粉结实率
• 8.2.3 种子的出苗势和苗期生长势
• 8.2.4 自然状态下香港木兰的种子萌发境遇
• 8.2.5 嫁接
• 8.2.6 扦插
• 8.3 讨论
• 8.3.1 种子萌发对自然更新的影响
• 8.3.2 香港木兰生殖过程中各阶段的败育比例
• 8.3.3 香港木兰的种子休眠
• 第九章 用matK 序列探讨木兰亚属常绿组种间亲缘关系
• 9.1 材料和方法
• 9.1.1 实验材料
• 9.1.2 DNA 提取
• 9.1.3 matK 区的扩增及纯化
• 9.1.4 matK 区DNA 测序
• 9.1.5 数据分析
• 9.2 结果和分析
• 9.3 讨论
• 9.3.1 形态差异和基因变异的不同步性
• 9.3.2 几个种的形态差异
• 9.3.3 几个种的地理分布
• 9.3.4 香港木兰实生苗的形态分离
• 9.3.5 香港木兰与长叶木兰种间界限混淆的原因分析
• 第十章 结论与建议
• 10.1 导致香港木兰濒危的主要原因
• 10.2 香港木兰的保护措施建议
• 参考文献
• 图版
• 图版说明
• 致谢
• 作者简介