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濒危药用植物黄檗遗传多样性的AFLP分析及其保护研究

摘要本文评述了我国药用植物濒危现状及保护其种质资源的迫切性。把保护生物学的概念引入到药用植物的保护实践中,并丰富了保护生物学的研究范围和内容。借鉴了用于解决临床重大问题的“循证医学”的实践和“基于实证的保护研究中心(CEBC)”的研究工作以指导自然保护实践,提出构建濒危中药资源系统评价保护体系的思路和系统评价内容。回顾了近几年DNA分子标记技术的发展,重点阐述了DNA分子标记在珍稀濒危药用植物保护中的应用。利用AFLP分子标记评价了黄檗迁地保护群体与野生种群的遗传多样性,结合实际调研情况,探讨了濒危机制,并提出了相应的保护对策和建议。 一、黄檗的遗传多样性评价8对荧光引物分别对黄檗的67个迁地保护个体和129个野生个体进行AFLP扩增。前者扩增得到1574条清晰的谱带,其中多态带1354条,后者扩增得到1704条清晰的谱带,其中多态带1581条。这些种群特异带和种群间的共有带的不同揭示了各种群间的遗传差异及相似性,为遗传资源的保护和利用提供参考。 物种水平具有较高的遗传多样性,且在物种水平上野生种群遗传多样性高于迁地保护群体。物种水平多态百分率(PPL)分别为92.77%、86.02%;Nei基因多样性指数H分别是0.2316、0.2312;Shannon信息指数Ⅰ分别是0.4275、0.3973。 在种群水平上,野生种群遗传多样性也高于迁地保护群体,平均多态位点百分率(PPL)分别为54.2%,41.55%;Nei基因多样性指数H分别0.1524和0.1400;平均Shannon信息指数Ⅰ分别为0.2371,0.2113;观察等位基因数Na分别为1.542,1.4155;有效等位基因数Ne分别是1.2487和1.2376。 黄檗野生种群间的遗传分化指数Gst为0.3420,种群间存在较高水平的遗传分化,即种群间的遗传变异占总变异的34.20%。黄檗种群间基因流Nm为1.0479,显示较低的基因流。 物种遗传距离的差异为保护策略的制定提供思路。10个野生种群的UPGMA聚类分析结果显示,明显分为4类,且同一产地的个体聚为一类。但经Mantel检验,种群的遗传距离与地理距离之间未达到显著性水平,可能与生境有关。保护中应注意保护四个类别的生态环境。 二、主要濒危特征和原因种群规模逐渐变小是该物种濒危的主要特征之一。野生黄檗种群的年龄结构已经极不合理,种群年龄结构上属于衰退型。黄檗自身的生物学特性成为种群生存和扩展的限制性因子,天然次生林林下严重缺乏天然更新的实生苗。 生态环境的破坏和大量砍伐是黄檗致濒主要原因。黄檗生境的片段化和种群规模的减小,使遗传漂变和自交衰退在种群分化中起很大作用,可能导致遗传变异的减少,加剧等位基因流失,使种群遗传多样性维持在较低水平。 三、黄檗的种群保护策略根据黄檗生物生态学特性和生存现状,应该加强宣传教育力度,严管盗伐黄檗林的行为;加强植物园的迁地保护和种质资源保护,丰富现有种质圃规模;重视黄檗的就地保护和原生境保护,选择如下不同生态环境的地区:长白山、完达山、大兴安岭、小兴安岭、千山以及燕山山脉的云蒙山地区,均匀布点划分保护区域,保护野生种群的完整性,逐渐恢复其天然种群的规模。 关于黄檗的主要分布区域和遗传多样性中心还需要开展黄檗资源调查和扩大取样数量进行深入遗传研究。针对黄檗成年树下无实生苗的现象,还要开展生理学、生态学、传粉生物学和遗传学等方面的研究,探明其濒危机制。

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导师 张本刚
学位信息:
中国协和医科大学北京协和医学院;中国医学科学院;清华大学医学部 药学 生药学(硕士) 2006年
分类号 S792.31R282.71
发布时间 2006-11-17
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