雪霸国家公园珍贵原生植物之育种研究-国立台湾大学

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1、雪霸國家公園珍貴原生植物之育種研究—棣慕華鳳仙花物候調查及族群遺傳分子親緣的研究內政部營建署雪霸國家公園管理處委託研究報告中華民國九十五年十二月雪霸國家公園珍貴原生植物之育種研究—棣慕華鳳仙花物候調查及族群遺傳分子親緣的研究受委託單位：國立中興大學研究主持人：劉思謙協同主持人：高孝偉研究人員：張家維、徐光明內政部營建署雪霸國家公園管理處委託研究報告中華民國九十五年十二月目次表次‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧I圖次‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧II摘要‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧

2、‧‧‧‧‧‧‧‧III一前言‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧1二材料與方法‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧21.物候週期調查‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧22.棣慕華鳳仙花自我更新觀察‧‧‧‧‧‧‧‧‧23.棣慕華鳳仙花的族群面積及數量推估‧‧‧‧‧‧‧‧‧24.族群遺傳基因變異情形‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧2三結果‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧4四討論‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧6五建議‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧7六參考書目‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧19表

3、次I表1台灣產三種鳳仙花型態特徵‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧2表2採集樣本點及採集資料‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧3表3鳳仙花ITSsequences‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧5表4Sequenceidentitymatrix以及Pairwisegeneticdistance‧‧9表5不同採集地棣慕華鳳仙花ITS-1,5.8S,ITS-2的DNA序列特徵‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧9圖次II圖1雪霸國家公園內棣慕華鳳仙花分布圖‧‧‧‧‧‧14圖2雪霸國家公園範圍外棣慕華鳳仙花分布圖‧‧‧‧

4、15圖3核糖體rRNA基因間序列圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧16圖4鳳仙花DNA序列圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧17圖5不同採集地棣慕華鳳仙花的親緣關係圖‧‧‧18圖6不同地點採集的棣慕華鳳仙花其DNA序列的網狀圖關係圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧19圖7黃花、紫花及不同採集地的棣慕華鳳仙花的親緣立體網狀圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧20圖8貝氏分析法(Bayesian)重建的鳳仙花分子親緣關係圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧21III摘要棣慕華鳳仙花(Impatiensdevol

5、iiHung)為臺灣的特有種植物。由於目前棲地全世界僅限於雪霸國家公園觀霧高海拔地區，根據IUCN認定稀有植物受威脅程度分類表標準，可將其歸為易受害（vulnerable），屬於小而且狹隘分佈的族群。因此棣慕華鳳仙花被雪霸國家公園列為保育順序第一優先的植物。為了進一步瞭解在雪霸國家公園地區隸慕華鳳仙花的遺傳多樣性，我們用核醣體基因轉錄間隔區(internaltranscribedspacer,ITS)的DNA序列為遺傳標誌，分析採於梅峰臺大試驗場、大鹿林道、石鹿古道、宜蘭翠峰湖等處的標本。在19條D

6、NA序列中共發現8種不同的haplotypes。Haplotypesdiversity為0.725。種內遺傳歧異度(p-distance)平均為0.4%。由ITS所構築的親緣關係樹得知，棣慕華鳳仙花種內並沒有分化亞族群的現象。由此結果推論在雪霸國家公園隸慕華鳳仙花種內仍然存在中度的遺傳變異，而且有隨分佈距離增大而有遺傳歧異度增加的趨勢。分析主要產於亞洲的鳳仙花的種類支持隸慕華鳳仙花與產於雲南的I.purpurea親緣關係最近，而與黃花鳳仙花(I.tayemonii)及紫花鳳仙花(I.uniflowr

7、a)親緣關係很遠。關鍵詞：棣慕華鳳仙花、雪霸國家公園、觀霧、族群遺傳變異ABSTRACTImpatiensdevoliiisanendemicspeciesinTaiwan.ItisavulnerablespeciesbasedonIUCNcriteria,becauseitsgeologicaldistributionisrestrictedtoShei-PaNationalPark,anarealessthan100squaremeters.Thus,ithasbeenregardedasthe

8、fistpriorityspeciesfortheconservationinShei-PaNationalparkofTaiwan.Basedonourdataofcensusandgeographicaldistributionin2005,weconcludedthatthepopulationofI.devoliiissteadilyexpandinginShei-PaNationalpark.Tofurtherinferthegeneticdiversity