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华盖木(Manglietiastrum sinicum Law)为我国特有的木兰科(Magnoliaceae)单种属植物，受国家Ⅰ级重点保护。华盖木是世界广为关注的极度濒危物种，被列入国家及云南亟待拯救保护的极小种群野生植物名录，系统开展其保护生物学研究对科学拯救该物种极为重要。本论文系统地研究了华盖木种群现状及生境特征、繁殖生物学特性、遗传多样性水平及遗传结构，分析了野外种群的土壤理化性质，探讨了导致其濒临高度灭绝风险的主要原因。结合对野生种群、迁地与回归种群的遗传多样性水平与遗传结构的比较分析，评估了华盖木“抢救性保护”的有效性，提出了科学的保护策略、措施。主要研究结果如下: 1种群现状、生境特征和土壤理化性质 在系统整理分析本研究组对华盖木研究资料的基础上，采用种群生态学方法，调查了其种群现状及生境特征，并分析了其生境中土壤的理化性质。野生华盖木仅存52株，它们单株散生于云南省西畴、马关、屏边、河口和金平等地的常绿阔叶林中，集中分布于经度103°29′50″-104°47′16″、纬度22°40′27″-23°22′43″、海拔1339-1707m的范围内，分布区面积794.18 km2。华盖木的主要伴生植物有大叶木莲(Manglietia megaphylla Hu& W.C.Cheng)、刺栲(Castanopsis hystrixJ.D.Hooker&Thomson ex A.de Candolle)、假柴龙树(Nothapodytes obtusefolia(Merrill) R.A.Howard)、鹅掌柴(Scheffiera octophylla(Lour.) Harms)、中华桫椤（Alsophila costularis Baker）、珍珠伞(Ardisia maculosa Mez)、西南山茶(Camellia pitardii Cohen-Stuart)、沿阶草(Ophiopogon bodinieri Levl.)、冷水花(Pilea notate C.H.Wright)、原始观音座莲(Archangiopteris henryi Christet)等。统计发现，现存的52株华盖木中，成年树多(82.69％)而幼树少(17.31％)，未见幼苗，其已基本丧失自然更新能力。调查还发现，当地村民为种植草果仍在不同程度的侵占华盖木栖息地，其适宜生境面临进一步萎缩的趋势。 对6个华盖木分布点[蚌谷(BG)、法斗(FD)、大栗树(DLS)、篾厂(MC)、马鞍底(MAD)、莲花滩(LHT)]的土壤理化性质分析发现，其土壤均为酸性(pH4.75-5.30)、有机质含量28.78-72.18 g/kg、全氮含量1.65-4.76 g/kg、全磷含量0.36-1.02g/kg、全钾含量14.02-20.11、水解性氮含量135.86-290.11mg/kg、速效磷含量1.44-3.98 mg/kg、有效钾含量30.20-67.13mg/kg。进一步分析表明，土壤pH、有机质含量、全氮含量、全钾含量、水解性氮含量、速效磷含量及有效钾含量在不同分布点的差异不明显;全磷含量在不同分布点间的差异极显著;法斗(FD)分布点的土壤较为肥沃，而马鞍底（MAD）分布点的土壤相对贫瘠。 2繁殖生物学特性 单花动态对华盖木单花开花动态观察发现，华盖木雌蕊先熟，花开二次，单花花期3-4天。第一次在晚上19:00左右，持续约1h（包括开花动态）于20:00，花开始闭合，闭合动态持续约15min。第二次开花在第二天下午15:30左右，花开放动态持续约10min，此次花开后不再闭合，直至第三天深夜或第四天凌晨花萼全部脱落。 繁育系统试验统计分析表明，华盖木花开前不去雄、套袋隔离访花昆虫的结实率为0;自然传粉(OPEN)、同花授粉(SELF-S)、同株异花授粉(SELF-D)和异株授粉(CROSS)的结实率分别为22％、63.64％、58.15％和69.04％;自交亲和指数SCI为0.86;人工授粉结实率为63.61％，显著高于自然传粉的结实率(ANOVAs:F1,8=6.47，p=0.003)。可见，华盖木是自交亲和、但以异交为主和需要传粉者的植物。 访花昆虫及花气味特征花的访问者主要是蜜蜂和甲虫。观察发现，蜜蜂在第一天花期（白天）无法进入花内，第二天主要是采集花粉且访问活动集中在15:30-16:30，访问频率为28.3土1.47 h-1，蜜蜂应为花粉采集者而不是传粉者;甲虫可以长期停留在花朵内，其活动有利于花粉充分接触有活性的柱头，活动时间为开花第一天19:00左右至第二天下午15:40左右，故此甲虫应该是华盖木的传粉者。进一步观察发现，毛金龟科(Pleocomidae)和象甲科(Curculionidae)的2种甲虫可携带花粉进出华盖木的花，它们是华盖木的有效传粉昆虫。采用动态顶空吸附法收集花气味，GC-MS分析其成分。花气味组分主要为β-蒎烯、α-蒎烯和柠檬烯，该烯类化合物对甲虫具有较强的吸引力，该结果支持本论文对有效传粉昆虫的认定。 自然生境中的种子萌发及散布在华盖木的自然生境中人工播种试验显示，其种子可以正常萌发，不去红色假种皮种子萌发率(9％)与去假种皮种子萌发率(16.67％)间的差异并不明显(F1,4=0.68，p=0.455)，说明红色假种皮对华盖木的种子在自然条件下的萌发影响不大。华盖木假种皮含油量较高，可以为种子散布者提供丰厚的能量报酬，但是在野外种子散布试验观察中并未发现鸟类、啮齿类或其它动物取食或散布华盖木的种子，试验观察地点可能缺乏取食/散布华盖木种子的动物种群或该区域取食/散布华盖木种子的动物访问频率比较低。 3遗传多样性和遗传结构 采用高通量测序技术开发了可用于华盖木遗传多样性研究的SSR引物，并用20对多态性高的引物对6个华盖木野生种群(40)、4个回归种群(74)和2个迁地种群(38)的152个个体进行遗传多样性及遗传结构分析。 野生种群共检测到111个等位基因(ⅣA)，平均每位点5.55个等位基因，其在物种水平上的遗传多样性较高（PPB=92.5％，HE=0.423，I=0.825）。在种群水平上，马鞍底(MAD)种群具有最高的遗传多样性，蚌谷(BG)种群遗传多样性最低。所有种群的近交系数Fis均大于0，说明其种群杂合子缺失，纯合子过剩，存在不同程度的近交。基因流为0.779-3.867，表明两两种群对间的基因交流广泛。AMOVA分析显示绝大部分的遗传变异分布在种群内(86.895％)，遗传分化系数FsT为0.131，意味着种群间遗传分化较低;UPGMA聚类树将6个野生种群分为2支，虽然靴带支持率不高(45.32％)，但是该结果在一定程度上解释了种群间的亲缘关系;Mantel Test检测结果显示华盖木的遗传距离与地理距离并无相关性(P＞0.05); STRUCTURE和PCoA分析仅能将个体区分开来，却不能将种群区分开来。 4个回归种群[小桥沟(XQG)、上厂(SC)、剐牛（GN）、老箐(LQ)]及2个迁地种群[昆明植物园(KBG)、华南植物园(SBG)]分别检测到89和83个等位基因，每位点平均等位基因数分别为4.45和4.15。昆明植物园(KBG)种群(HE=0.384，PPB=100％)遗传多样性高于华南植物园(SBG)种群(HE=0.176，PPB=50％)的遗传多样性。 分析152个个体在20个微卫星位点的等位基因频率发现，在保存野生种群的遗传变异上，昆明植物园(KBG)(70.27％)＞老箐(LQ)(54.05％)＞剐牛(GN)(52.25％)＞小桥沟(XQG)(48.65％)＞上厂(SC)(46.85％)＞华南植物园(SBG)(32.43％)。除华南植物园(SBG)外，其余地点的保护成效比较明显，尤以昆明植物园(KBG)最成功。但是仍有25.23％的遗传变异(主要在MAD、LHT)并未在回归、迁地种群内检测到，这可能是由于我们采集的种苗数量不足，或者回归和迁地区缺乏携带这25.23％遗传变异的种苗。 4保护对策、措施 综合分析本研究的结果发现，目前华盖木野外保存数量少，种群基本丧失自然更新能力;当地人种植草果的行为令该种的生境面临进一步萎缩的风险;生境的片段化和极小的种群导致了种群内花粉量不足从而影响了它的结实率;虽然回归和迁地等“抢救性保护”效果明显，但是仍然有25.23％的遗传变异并未通过回归和迁地进行保存。因此应进一步采取以下保护策略、措施:①加强对现有种群和生境的保护力度，科学建立保护小区，促进种群自然恢复;②制定科学的繁殖体（特别是种子）采集策略，采集目前“抢救性保护”的遗传变异未涵盖个体的种子进行种质库保存或育苗，扩大活植物迁地保护和种群回归的规模;③研发华盖木的营养繁殖和离体保存技术，为不结实或尚未成年的个体的后代繁殖而进行离体种质保存或活植物栽培。