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武漢植物園在瀕危植物遷地保護成效評估中取得新進展

  日益加劇的全球變化導致許多珍稀瀕危植物面臨滅絕的風險。遷地保護被認為是應對珍稀瀕危植物滅絕風險的重要手段。植物遷地保護往往面臨來源不清楚、遺傳代表性不足、對新環境的適應性等問題。武漢植物園植被生態學科組以上世紀80年代由華中及其周邊地區移栽至湖北九宮山國家級自然保護區的珍稀植物為研究對象,從遷地保護植物來源、遺傳涵蓋度和種間關系差異等方面開展遷地保護成效評價。

  進展一: 

  以遷地保護20-35年的五種木本瀕危植物(珙桐Davidia involucrata、金錢槭Dipteronia sinensis、水青樹Tetracentron sinense、連香樹Cercidiphyllum japonicum銀鵲樹Tapiscia sinensis)為研究對象,確定5種瀕危植物遷地保護種群的野生種群,比較遷地種群和潛在野生來源種群的遺傳變異。結果表明,5個物種的遷地保護種群遺傳涵蓋度較高,并且每個物種的遷地種群和潛在野生種群之間遺傳結構較弱。本研究可為珍稀植物遷地保護有效性評價提供案例研究。我們建議:(1從不同的遷地保護機構或目標物種的分布范圍內收集更多的個體將有助于提高遷地種群的遺傳代表性;(2)完整的信息記錄和合理的取樣策略是提高植物遷地保護有效性的必要條件。 

  相關研究結果以"Exploring the origin and genetic representation of ex situ living collections of five endangered tree species established for 20-35 years"為題,發表于期刊Global Ecology and Conservation 

  進展二: 

  由于氣候土壤種間相互作用等方面與原始生境不同,植物遷地保護后往往會面臨選擇壓力的變化。以往的研究主要關注了氣候土壤等非生物因素的變化對遷地保護植物的影響,而對于蟲食等生物因素方面變化的研究較少。 

  本研究以5種瀕危木本植物(白辛樹Pterostyrax psilophyllus、珙桐、金錢槭、銀鵲樹和水青樹)為研究對象,探討植物在遷地保護保護20-35年后蟲食壓力和防御策略的變化。結果表明,遷地種群的食草昆蟲種類、蟲食壓力和防御策略都發生了變化。與野生種群相比,遷地種群的蟲食率較低,化學防御物質的整體水平較低,營養物質的水平較高,說明遷地種群蟲食壓力降低,防御能力下降,防御策略發生轉變。同時,野生種群中食草動物更青睞于營養豐富的植物,而遷地種群的葉片營養物質含量相對較高因此,長期生存在遷地環境可能會導致這些瀕危植物對自然環境中蟲食壓力的不適應。本研究為瀕危植物保護提供了新的見解,蟲食防御的變化在遷地保護和回歸中應予以考慮。 

  相關研究結果以"Shifts in leaf herbivory stress and defense strategies of endangered tree species after 20-35 years of ex-situ conservation"為題,發表于期刊Global Ecology and Conservation 

  上述研究得到國家重點研發計劃項目、國家自然科學基金和生態環境部生物多樣性調查和評估項目的資助。 

  論文鏈接一:https://doi.org/10.1016/j.gecco.2021.e01928 

  論文鏈接二:https://doi.org/10.1016/j.gecco.2021.e01490 


1  野生種群和遷地保護種群采樣示意圖(進展一)


瀕危植物野生和遷地種群的蟲食率與葉片中總酚、單寧、氮和磷含量的相關性(進展二)

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