伯乐树(Bretschneidera sinensis Hemsl.)是主要分布于中国的濒危物种.采用AFLP分子标记对分布于中国11个省的24个伯乐树居群192个个体进行谱系地理学研究.结果显示,伯乐树有相对较高的遗传多样性水平,基因多样性指数(He)和Shannon指数(Ⅰ)分别为0.2728和0.4070.伯乐树居群间的遗传分化远大于居群内遗传分化,遗传分化系数GST=0.7138,基因流N=0.2005.通过聚类分析、STRUCTURE分析和BAPS分析发现,24个伯乐树居群可形成4大地理居群组和进化谱系;云贵高原东部地区居群遗传多样性较高,可能是伯乐树在中国的扩散中心和冰期避难所,伯乐树在冰期后由此向外进行居群扩散;南岭地区各居群遗传多样性水平普遍高于其他地区,与邻近地区各居群的亲缘关系较近,可能为伯乐树演化历史上的另一个冰期避难所.

该研究测定了伯乐树在不同水分处理(40％、60％、80％、100％)和时间节点下的菌根侵染率,不同水分处理前后接种组和对照组幼苗株高、地径、叶片数等形态指标以及叶片丙二醛含量、幼苗成活率指标.结果表明:(1)相对含水量60％条件下,菌丝、丛枝和总的侵染率最高,40％低水分含量和80％以上高水分含量都不利于菌根真菌对幼苗的侵染.(2)在40％和60％低水分量含量条件下,接种幼苗的丙二醛含量显著低于对照,接种摩西斗管囊霉可提高幼苗对干旱胁迫的抗耐性,但80％和100％高水分含量条件下接种对幼苗的作用不明显.(3)幼苗在自然和接种条件下适宜生长的土壤相对含水量为80％和60％.(4)相同水分条件下,接种幼苗成活率高于对照,其中相对含水量60％下接种幼苗的成活率最高(90％),在40％低水分含量或100％饱和水分含量下,幼苗的成活率都相对较低.

以伯乐树(Bretschneidera sinensis Hemsl.)为研究对象,基于现有的151个伯乐树居群分布点及12个气候变量,运用MaxEnt模型和GIS技术,模拟末次盛冰期、全新世中期、当前、未来(RCP 2.6、RCP 4.5、RCP 6.0和RCP 8.5)气候情景下的伯乐树潜在地理分布格局;采用受试者工作特征曲线(ROC)下的面积(AUC值),评价模拟的精度;综合分析测试增益、气候变量贡献率及置换重要值,探讨制约伯乐树地理分布的主导气候变量;基于分布面积比(Na)、生境变化程度(Ne),比较伯乐树在不同气候情景下的地理分布动态.ROC曲线结果显示,7种不同气候情景下的训练集与测试集AUC值均大于0.99,表明模型模拟精度极高.测试增益、气候变量贡献率及置换重要值显示,昼夜温差月均值、等温性和最干季度降水量是伯乐树潜在地理分布的限制因子.不同气候情景下伯乐树地理分布动态暗示,金佛山、大瑶山可能是伯乐树冰期多个微型避难所;末次盛冰期以来,伯乐树地理分布经历了扩张过程;未来不同气候情景下,其地理分布范围可能会发生不同程度(25％～47％)的收缩,其中RCP 8.5情境下,伯乐树居群生境破碎化最为严重.开展伯乐树资源调查、收集和遗传管理的国际合作,在气候适宜地区建立迁地保育林,是有效防止伯乐树遗传资源丢失的重要措施.

伯乐树是单种科植物和第三纪孑遗植物,零星分布于中国华南地区和越南北部,由于种群规模锐减被列为国家一级保护植物.本试验从传粉生物学角度研究其花粉的类型、活力变化、贮藏方法及柱头可授性,结果表明伯乐树雌蕊先熟,柱头在初开期迅速伸长,能有效避免自花传粉;柱头从小蕾期到盛开期间可授性逐渐增强,盛花期间的柱头表面具有粘液.花粉系非淀粉型,具典型虫媒特征;花粉粒初期在小蕾期活力极低,直至盛花期才具有较强的活力,体外萌发的适宜蔗糖浓度为20％.其花粉粒外壁较薄,对外界变化敏感,低温是保存其活力的必要条件,-20 ℃贮藏下的花粉活力可延长190 h.由于同一种群的花期较集中,对灾害天气的抗风险能力较弱,建议在盛花期搜集贮藏花粉以进行人工辅助授粉.

为加强对罗霄山脉地区珍稀濒危植物的保护和管理,作者在对该区域的植被和植物区系全面调查的基础上,针对珍稀濒危植物的组成、种群数量、生存状态等进行了深入调查和评估.结果 表明:(1)整体上,罗霄山脉各类珍稀濒危植物共59科142属279种,其中:被IUCN红色名录收录17种,包括极危种(CR)2种,濒危种(EN)3种,易危种(VU) 12种;被《中国生物多样性红色名录:高等植物卷》收录的共105种,包括极危种9种,濒危种33种,易危种63种;被《国家重点保护野生植物名录》收录的共257种,包括Ⅰ级8种,即银杏(Ginkgo biloba)、资源冷杉(Abies beshanensis var.ziyuanensis)、南方红豆杉(Taxus wallichiana var.mairei)、莼菜(Brasenia schreberi)、伯乐树(Bretschneidera sinensis)、细叶石斛Dendrobium hancockii)、铁皮石斛(D.officinale)、细茎石斛(D.moniliforme)等,Ⅱ级249种;被CITES收录的有71种.(2)在局部区域,罗霄山脉自北至南由5条中型山脉组成,其珍稀濒危植物的数量分布由北向南呈现梯级变化,显示出与该地区植被和植物区系的丰富度和保存状况密切相关,其中幕阜山脉147种、九岭山脉138种、武功山脉133种、万洋山脉207种、诸广山脉192种.(3)从珍稀濒危植物属种组成看,保存有大量古老、孑遗和特有的类群,并且受到气候和地理环境的影响,其中有单型属19属,中国特有种129种.本文针对各珍稀濒危植物的生存现状,提出了按分布区域和濒危性质进行群落监测或适度进行人工干预等保护措施.

基于伯乐树(Bretschneidera sinensis Hemsl.)转录组测序数据,采用生物信息学方法分析该物种转录组中SSR位点的分布特征,利用TP-M13-SSR(Simple sequence repeat with tailed primer M13)方法检测12株无亲缘关系样本SSR引物位点的多态性.结果显示,8772个SSR位点分布在6732条unigene序列上,SSR位点出现频率和分布密度分别为25.48％和1/4.39 kb.不同重复基元类型中,单核苷酸、2核苷酸和3核苷酸为主要SSR基元类型,SSR数分别占SSR总数的53.72％、29.42％和15.42％.其中,2核苷酸基元类型中,AG/CT基元出现的SSR位点最多,占总数的22.21％;3核苷酸基元类型中,AAG/CTT基元分布的SSR位点最为丰富,ACC/GGT和ATC/ATG次之.120对自主开发的SSR引物中,有68对扩增产物检测到目的片段,其中有49对引物位点呈现多态性,多态位点比例为72.06％;单个位点等位基因数目为2～7,平均单个位点等位基因数为3.55.研究结果表明基于转录组序列开发的伯乐树SSR位点多态性较高.