肉质叶苦苣苔类群环境适应机制及保育生物学研究

条叶唇柱、刺齿唇柱和文采唇柱苣苔是苦苣苔科中独特的肉质叶类群，形态上与该科其它植物形成鲜明对比。它们长在热带裸露石灰岩石山岩缝中，对干热环境的适应能力非常强。这一类群种类虽然不多，但在物种进化和对环境的适应上独具特色。由于分布范围极窄，仅在广西一个或两个相邻县、甚至只在一个山头上发现，是我国特有濒危物种，有两种列入《中国物种红色名录》，尤其是刺齿唇柱苣苔，数量不足50株。而它们的环境适应机制及保育生物学尚未研究。.因此，本项目综合运用植物学、植物生理生化、代谢组学和植物生物技术等学科的方法和技术，对肉质叶苦苣苔类群的生境和居群特征、自然群体DNA多样性、抗逆生理生化指标、光合特征、耐高温的开花模式等进行研究，探索该类群适应干热环境的生理及遗传学机制。在此基础上，开展种苗繁育、种质保存、引种保护、引种植株生殖力改善等保育生物学研究。为肉质叶苦苣苔类群物种保护、种群生态恢复提供理论和技术基础。

项目背景：条叶唇柱苣苔、文采唇柱苣苔和刺齿唇柱是三种肉质叶苦苣苔科珍稀濒危植物，分布于我国南方热带地区，生长于其它植物难以生存的极端干热的石灰岩石山崖壁上。它们均是狭域分布种，居群和个体数量较少，它们的环境适应机制及物种保育技术值得关注。因此设计和实施本项目。.主要研究内容： 本项目包含两大主要研究内容，第一，通过对条叶唇柱苣苔、文采唇柱苣苔和刺齿唇柱苣苔三种植物的生境因子、居群特征、叶片抗逆生理生化指标、根系有机酸分泌物、开花传粉生物学等进行研究，探明其对干热环境的适应机制；第二，对三种苦苣苔植物进行种苗繁育、种质保存和原生地回归种植技术研究，总结肉质叶苦苣苔类群的物种保育技术。.重要结果和关键数据：（1）通过调查分析，完成了条叶唇柱苣苔、文采唇柱苣苔和刺齿唇柱苣苔三种植物分布地环境特征、居群组成、伴生植物类群、根际基质及叶片无机营养元素、抗逆生理生化指标、根系有机酸分泌物、开花生物学等研究。确定了三种肉质叶苦苣苔的主要生境压力为高温、缺水、低P和高N等逆境因子。研究分析发现，三种植物对逆境的适应机制为：第一，超量吸收环境中的Ca离子，提高与抗逆相关的生理生化指标水平，从而达到适应干热逆境的目的；第二，向环境分泌有机酸（主要为丁二酸），增加根系周围可吸收的有效P含量，以适应有效P低的环境。（2）总结出条叶唇柱苣苔、文采唇柱苣苔和刺齿唇柱苣苔三种植物种苗组培快繁、种质离体保存和组培苗原生地回归种植等相关技术，汇总形成这三种植物的物种保育技术体系。 (3) 在中文核心期刊上发表研究论文3篇，另外2篇待刊。.科学意义：本研究揭示了条叶唇柱苣苔、文采唇柱苣苔和刺齿唇柱苣苔三种植物的适应干热环境的机制；同时，研究并总结其种苗组培快繁、种质离离体保存、及原生地回归种植技术。研究结果为三种植物的进一步研究、保护和开发利用提供科学依据。

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