山東地區(qū)大葉藻的保護遺傳學與繁殖生物學初步研究.pdf

1、本研究圍繞海草場恢復所需要的技術和資料,采用保護遺傳學和繁殖生物學方法對山東典型海草大葉藻進行了研究,以期為海草的保護提供遺傳學資料,為海草場修復工作提供技術支持。主要結論如下:
　　一、2011年8月至10月對山東地區(qū)大葉藻科(Zostraceae)海草進行了抽樣調查。在形態(tài)學分類的基礎上,基于 ITS序列分析技術對山東地區(qū)大葉藻科海草進行了分類鑒定,結果顯示山東地區(qū)主要存在3種大葉藻科海草,分別是大葉藻屬(Zostera)的大

2、葉藻(Zostera marina)、矮大葉藻(Zostera japonica)以及蝦形藻屬(Phyllospadix)的紅須蝦形藻(Phyllospadix iwatensis)。其中,大葉藻(Zostera marina)分布廣泛,萊州灣、俚島、小石島、楮島、匯泉灣等地均發(fā)現有大葉藻存在,萊州灣地區(qū)大葉藻呈斑狀分布,匯泉灣呈零星分布,俚島、小石島、楮島地區(qū)呈片狀分布;矮大葉藻分布較少,萊州灣地區(qū)呈斑狀分布,廣饒地區(qū)零星分布;紅須蝦

3、形藻僅在青島石老人海水浴場有發(fā)現,呈斑狀分布。調查還發(fā)現山東近海沿岸大葉藻海草場都存在不同程度的退化和破壞,除俚島、小石島、楮島的大葉藻呈片狀分布以外,其他地區(qū)的大葉藻均呈斑狀分布或者零星分布。日照東港地區(qū)的海草場更是破壞嚴重,且本次調查范圍內未發(fā)現有大葉藻存在。
　　二、應用RAPD技術,對自然分布于山東地區(qū)萊州灣、小石島、俚島、楮島、匯泉灣5個大葉藻種群的遺傳多樣性和遺傳結構進行了分析,并基于研究結果對山東地區(qū)大葉藻種群保護和

4、移植修復提出了建議。實驗用10條RAPD引物共擴增出42條帶,多態(tài)條帶39條,多態(tài)性位點比率為92.86％。研究結果表明山東地區(qū)大葉藻種群具有較高的遺傳多樣性和較高的遺傳分化;AMOVA分析顯示5個種群99.68%的變異來源于種群內部,而0.32%的變異來源于種群間;Mantel測試表明5種群遺傳距離與地理距離之間沒有相關性;遺傳多樣性最低的是萊州灣種群,應該得到優(yōu)先保護;遺傳多樣性較高的是俚島種群和匯泉灣種群,可以作為山東地區(qū)海草場移

5、植修復的首選種群。
　　三、對大葉藻不同生長狀態(tài)的生殖枝進行離體培養(yǎng),探究室內暫養(yǎng)大葉藻離體生殖枝獲取成熟種子的可行性,觀察并描述了大葉藻離體生殖枝的開花、傳粉、種子成熟、種子萌發(fā)、幼苗發(fā)育的動態(tài)過程以及大葉藻生殖枝、成熟種子、胚的解剖結構。實驗結果表明:大葉藻生殖枝的結構對海水環(huán)境是高度適應的;花柱的形態(tài)變化是大葉藻開花過程的顯著特點;大葉藻種子胚的結構較特殊,“U”型子葉包裹胚根、胚芽、胚軸,這導致了其特有的萌發(fā)過程;為了不錯

6、失種子收集良機,在不了解某地區(qū)大葉藻物候特性時,提前采收生殖枝并進行室內培養(yǎng),是一種獲取大葉藻種子的有效方法。
　　四、以大葉藻早期發(fā)育階段的3個發(fā)育時期為研究對象,利用液相氧電極技術對光合作用與呼吸作用進行了研究。結果表明:大葉藻早期發(fā)育階段對外界環(huán)境因子的變化較為敏感,不同發(fā)育時期對呼吸作用的影響極顯著(p<0.01),隨著發(fā)育的推進暗呼吸速率對鹽度的響應越不顯著;溫度、鹽度、光合有效輻射對凈光合速率的影響極顯著(P<0.01

7、),3因素之間的交互作用極顯著(P<0.01),影響順序為溫度(F=42.264)>鹽度(F=18.142)>光合有效輻射(F=7.699);低溫(5℃、10℃)環(huán)境下大葉藻凈光合速率對鹽度更敏感,而在高溫(20℃、25℃)環(huán)境下,其對光合有效輻射更敏感;高溫(25℃)高鹽(45)脅迫與低溫(5℃)高鹽(45)脅迫下大葉藻“幼葉期”的凈光合速率偏低且出現負值。大葉藻早期發(fā)育階段的生理生態(tài)特性有別于成體植株;通過對大葉藻早期發(fā)育階段的深入