保护生物学主要是通过研究保护动植物及其生存环境的技术与方法(即采取何种有效手段和措施保护生物多样性)来解决动植物等物种生存危机的学科。细果秤锤树(Sinojackia microcarpa)是中国特有珍稀濒危植物,被国家林业局列为首批极小种群野生植物。目前,有关细果秤锤树保护生物学的综合研究罕见报道。本论文在对细果秤锤树野生资源分布调研的基础上,通过野外调查与室内试验,采用样方调查、形态学观测、分子标记等方法,研究了细果秤锤树的生存现状、种群特征、叶果形态多样性、种群遗传多样性等内容,分析探讨了影响细果秤锤树的生存发展的主要障碍因子,在此基础上提出了适合该物种的保护策略与建议。主要研究结果如下:(1)可疑细果秤锤树种群鉴定以模式标本临安、建德种群为参照,根据种群叶表型多样性、遗传多样性并结合形态特征的综合比较分析,可明确分布于富阳、桐庐、金东和义乌4个种群为细果秤锤树种群,扩大了细果秤锤树在浙江省内的分布范围;对可疑分布点与种类进行了鉴定,认为泾县的分布种类,无论是叶表型多样性,还是遗传多样性均与临安和建德种群很相似,也可归为细果秤锤树种群,扩大了细果秤锤树浙江省外的分布;经比较认为可疑分布点彭泽种群可能是细果秤锤树与狭果秤锤树(S.rehderiana)或黄梅秤锤树(S.huangmeiensis)的过渡类型。(2)物种叶表型多样性研究对8个天然种群叶表型性状研究表明:叶长、叶脉数、叶柄长、叶基角度、叶片前端1/3宽度、叶片最宽处、叶片基部1/3宽度等性状,在种群间和种群内均存在显著差异;其中,叶片长、叶片宽、叶面积、叶柄长均随着纬度的增加而呈递减趋势。聚类分析结果表明,以遗传距离系数1.0为分界线,可把种群分为2大类,其中桐庐和义乌、临安和建德4个种群,表型特征基本相近,可聚为一类;而富阳与彭泽、泾县3个种群距离接近,也可聚为一类;金东种群则单独聚为一类。综合叶片形态差异,临安、建德、浙江富阳、桐庐、义乌、泾县6个种群叶性状表型特征一方面具较高的相似性,另一方面也基本依地理距离而聚类,可归为一类。(3)物种遗传多样性研究优化后PCR反应体系为(总体积为20 μL):10×Buffer 2μL;Mg2+、dNTP和引物的浓度分别为2.5 mmol·L-1、0.25 mmol·L-1和0.5μmol·L-1,以及1.0 U Taq DNA聚合酶和1.0μ DNA模板。通过退火温度、循环次数梯度等试验优化,确定PCR优化程序为:先94℃进行5 min预变性;随后以94℃变性30 s,55℃退火30 s,72℃延伸90 s为单个循环步骤循环扩增40次;最后在72℃下延伸扩增5 min,4℃保存。筛选开发14对SSRs微卫星位点共扩增出多态性条带156条,平均多态性条带比率为45.67%,Nei’s基因多样性指数和平均Shannon信息指数分别为0.10和0.17,遗传一致度为0.28～0.87,遗传距离的变化范围为0.14～1.28。筛选出10对ISSR标记引物共扩增出95条条带,平均多态性条带比率为41.45%,Nei’s基因多样性指数和平均Shan-non信息指数分别为0.13和0.20,遗传一致度为0.60～0.98,遗传距离变化范围为0.02～0.51。根据SSR和ISSR基因型数据,采用UPGMA法阈值分别为0.40和0.14时可将8个野生种群分别聚为3类;表明种群间的亲缘关系与地理分布具相关性。(4)种群分布格局及特征研究细果秤锤树主要生长于29°04’27"～30°41’30"N,116°54’57"～119°55’46"E的浙、皖、赣区域,尤其是118°22’51"E以东地域;夏季7月能忍受的最高温41.0℃,冬季1月能经受-16.0℃的最低温;常沿溪沟、河流相向生长。细果秤锤树不同地域的种群大小结构和数量存在较大差异,总体表现为聚集分布类型。各种群中幼龄级个体所占比例大,呈较明显的金字塔结构,存活曲线趋于Deevy-Ⅲ型。细果秤锤树在第V龄级的死亡率(qx)较高,达0.87,且由第Ⅳ龄级向第Ⅵ龄级的过渡中数量骤减,仅有0.3%的个体能够进入第Ⅶ龄级生长;平均寿命期望在第ⅠⅡ级出现高峰值,对应此时的死亡率(qx)和致死力(损失度,kx)均相对较低,表明细果秤锤树在中幼龄期为其生命旺盛期,生长势最好。(5)细果秤锤树开花过程及特征研究细果秤锤树为总状花序,两性花,具4.87±1.01(SE)朵,花部形态存在一定差异;单花寿命6.59±0.975(SE)d,花开放过程中柱头始终高于花药4.63±1.82 mm,开花过程中花柱逐渐伸长,柱头先端3裂并逐渐伸长,花药散粉具有先后顺序。单花花期依照其形态和散粉时间可分为6个阶段:花蕾期、开花前期、雌性期、两性期、雄性期和谢花期。单株花期20 d,而种群花期约25 d;开花后花粉寿命为2～5 d,1～2 d内花粉活力最高;开花第2～4 d可授性最高;背阴处花期明显延后。细果秤锤树的平均P/O值为5342±1520,OCI值大于4,表明具专性异交特点;但Nm=3.18(SSRs),Nm=0.93(ISSR),其繁育系统可能是处于从异交到自交演化的途径中,若确定为混合交配更合适。(6)细果秤锤树光合生理研究随着遮阴强度的增加,光饱和点、净光合速率迅速上升而后又降低,在70.0%遮阴处理时达峰值,分别为 622.50±10.87 μmol·m-2·s-1,2.52±0.14 μmol·m-2·s-1;光补偿点表现为先降低后升高趋势,在70.0%遮阴处理时为谷值,208.84±0.21μmol·m-2·s-1。开放系统Ⅱ(PS Ⅱ)反应中心光化学效率Fv/Fm总体变化不显著,光电子产额、电子传递速率、叶绿素荧光的光化学猝灭和叶绿素荧光的非光化学猝灭则是先上升后降低,与Pn变化一致,均在70.0%遮阴处理时达峰值,分别为0.730±0.022、16.800±4.34 μmol·m-2·s-1、0.979± 0.023、0.871± 0.019;表明该物种有较高的光能转化效率,可以为暗反应的光和碳同化积累更多的能量。可将细果秤锤树定性为中性偏耐阴植物,且适度遮阴条件下更有利于各种酶活性的激发,这为其就地保护、迁地保护与回归等提供了依据。(7)濒危可能原因与保护策略细果秤锤树胚后期发育受阻、结实困难、中幼龄小苗较少等现象,种群存活曲线趋于Deevey-Ⅲ型,是造成细果秤锤树自然种群减小甚至灭绝的重要原因之一,亟待开展保护生物学研究。通过遗传多样性的研究,发现细果秤锤树种群内遗传变异占总变异的86.41%,种群间基因分化系数(Fst)均值为0.14(SSRs),建议进行迁地保护时,一方面可选取较少的种群,而增加种群内取样数量;另一方面建议可以选择其中4个遗传多样性水平较高的天然种群进行研究,可选择富阳、临安、建德和泾县等4个典型种群进行保护和取样,这样保护的范围较广又较有代表性。同时,人为利用和旅游开发应尽可能的保护细果秤锤树的原始生境,并建议建立保护小区。