针对植物园濒危植物遗传多样性有效迁地保护问题,选择2种有代表性中国特有属濒危植物秤锤树(Sinojachia xynocarpa Hu)(木本)和裸芸香(Psilopeganum sinense Hemsl.)(草本)作为案例研究对象,抓住影响濒危植物遗传结构的关键环节- - 植物的交配系统和有效传粉问题,研究植物园中濒危植物遗传涵盖率及可能发生的近交衰退、远交衰退(包括同属近缘种间杂交引起的遗传同化、同种不同居群间杂交引起的后代适合度降低)和人为不同时期采样的繁殖管理方法对种群遗传结构的影响等潜在遗传学风险,对过去采取的取样策略、种群配置方案及人工管理措施进行科学的评估,为植物园迁地保存濒危物种的遗传学风险防范提供相应的策略和措施,填补植物园在这方面的研究空白,希望由此带动植物园的遗传学风险评价研究。
本项目在国际上首次系统地对植物园濒危植物迁地保护过程中可能出现的遗传学风险进行了案例研究,为植物园植物遗传管理研究开辟了方向。秤锤树迁地保护居群维持了较高的遗传多样性,但都表现出显著的杂合子过量,存在丧失遗传多样性的遗传学风险,其克隆植物定植在一起,增加了近交衰退风险。秤锤树属2种植物不存在花部隔离,且花期重叠、有共同的传粉昆虫、种间相互杂交可育,存在杂交风险;分子证据表明,植物园内的自然杂交已经发生;可通过空间隔离的方式来繁殖后代。Grevillea属6种植物存在花部隔离,且园内传粉昆虫传粉效率低或无共同的传粉昆虫,种间杂交风险较小。对中华水韭居群数量性状分化的QST值和等位酶分化的FST值分析比较发现,在假设为自交系时有8个性状的QST值均大于FST值,表明存在明显的地方适应性,居群间个体的混合存在潜在的远交衰退的风险。裸芸香繁殖季节早期和末期的种子产量少,且主要为自交产生的种子,适合度低,植物园通常在繁殖季节末采种,存在降低迁地保护居群的遗传多样性及其适合度的风险,应采用采集两个繁殖高蜂期的种子的繁殖管理策略。发表黄梅秤锤树一新种,开发了3种植物的SSR标记,发表论文8,专著1。