云南黄连是滇西北特有的一种药用植物，已被列为国家二级保护植物。本论文以高黎贡山东、西坡10个云南黄连种群和重庆黄水的1个中国黄连种群及1个日本黄连种群为材料，以保护生物学为核心，对云南黄连开展了生物学特性、形态学、民族植物学、解剖生态学、细胞学、繁殖生物学和遗传多样性等方面的研究工作。以期对植物物种的生物学研究思路进行探讨，摸索濒危植物保护生物学的研究方法，同时为云南黄连的保护和可持续利用提供有价值的基础性资料。 1. 云南黄连的生物学特性 云南黄连兼具有性生殖和无性繁殖。在自然条件下，种群数量增长以发达的地下营养繁殖体（称为“觅养枝”）行无性繁殖为主：高黎贡山西坡种群，特别是野生种群的一些个体，能以有性生殖方式形成实生苗，另外一些个体和东坡种群的几乎所有个体都以无性系小株进行营养繁殖。该物种虽然开花、结实正常，但种子有长达半年的胚后熟过程，加上较低的种子传播效率，实生苗在种群中只占很少比例。成年植株的花芽在七月开始分化，次年1－2月开花，5月种子成熟，完成生活史，个体生命周期长达10余年。云南黄连种群较小，分布在狭小、呈片断化的特殊生境中。该物种生态幅极其狭窄，基本限于在温凉湿润的常绿阔叶林下陡坡生长。土壤和群落小气候是限制其分布的主要因素。云南黄连为中国－喜马拉雅特有种，基本分布于受印度洋季风影响、属于印度洋水系的几条大河，如布拉马普特拉河、伊洛瓦底江、萨尔温江的分水岭地区海拔2200 米以上温凉湿润的山地阔叶林下，野生种群已极为罕见，种质资源的保护刻不容缓。 2. 形态变异式样研究 对高黎贡山东、西坡10个种群的20个性状的变异式样进行了研究。结果表明，西坡种群20个性状中的大多数变异系数均大于东坡种群，在同一种群中，根茎数、根茎长、觅养枝数目、总长和节数等五个性状的变异系数均超过了39﹪。野生的西坡种群的平均变异系数最高。而东坡各种群的平均变异系数均小于西坡各种群，并且该区域（东坡）内各种群间的差异也不大。对10个种群的形态变异系数进行横向比较后发现：营养性状的变异系数集中分布在20﹪~80﹪之间，平均CV值为42.15。就变异系数来看，总的变异幅度为：觅养枝>根茎>叶。生殖性状的变异系数集中分布在10﹪~40﹪之间，平均CV值为21.47。总的变异幅度为：花葶>雌雄蕊>花萼花瓣。营养性状的平均CV值（42.15）几乎是生殖性状平均CV值（21.47）的两倍，表明营养性状有较大的变异幅，容易受到外界环境的影响，而生殖性状相对稳定。 3. 民族植物学研究 运用民族植物学原理，采用野外面上调查、定点社区调查和文献研究相结合的办法，深入调查高黎贡山地区傈僳族和勒墨人对云南黄连的各种传统利用方式及历史，总结他们管理、保护和开发这一名贵药用植物的传统知识和经验，进而研究云南黄连产区的民族民间传统知识与利用、保护、栽培黄连的互动关系，通过民族植物学定点研究，确定人类活动对云南黄连种群、群落和生态系统的影响程度，结果表明：1）130年前，由于云南黄连的经济价值，过度的采挖使其野生种群几近枯竭，为了维持这一宝贵的经济来源，傈僳族发展了一套行之有效、并且具有深刻科学意义的种植、抚育和采收的资源可持续利用管理方法，不仅持续有效地利用了这一资源，并且也保护了其赖以生存的森林生境；2）傈僳族对云南黄连的引种栽培尽管更多是出于经济目的，但有效地保护了这一濒于灭绝的药用植物，他们建立和发展起来的种植、管理模式可以看作是我们现代保护学者所推崇的就地保护，它不仅是传统文化与植物资源直接相互作用的一个范例，也是当地人对生物多样性资源进行管理的一种方式，对野生种群很少的药用植物进行栽培和管理，对于当地生物多样性的保护和经济植物的可持续利用，无疑起到了积极的推动作用；3）在传统信仰文化的背景下，以经济利益为强大动力的对某一物种的利用，客观上起到了在多个层次上对生物多样性发生影响的作用，体现了各少数民族和植物之间的互动关系。传统文化通过对云南黄连的利用及引种栽培，在物种水平上发挥作用；通过对云南黄连适生生境的特定植物群落类型的利用和维护，使系统的结构和组成发生改变，从而在系统水平上发挥作用；通过对自然景观的塑造和文化－自然景观的建立而在景观水平上发挥作用；4）云南黄连混农林生态系统并不是孤立存在的，它是传统生产和保护系统的有机组成部分。通过乡土自然保护体系而发挥着综合的作用，并与现代的自然保护区存在着密切的联系，是以现代科学为基础的正式保护体系十分必要和积极的补充。它是传统文化与特定自然环境相互作用、相互统一和协同进化的结果。作为一种迄今仍然发挥着重要作用，并对群众日常生产和生活产生持续影响的自然保护体系，乡土自然保护体系体现了传统信仰文化对自然保护的积极贡献，是山地民族文化的一个组成部分，也是他们的祖先留给我们的宝贵遗产。 4. 解剖生态学研究 黄连属植物的叶片由表皮、叶肉和叶脉构成，上下表皮细胞从纵切面上看，排列整齐，呈近长方形扁平状，具角质层；上下表皮内的叶肉薄壁细胞排列较整齐，类圆形，没有明显分化为栅栏组织和海绵组织；叶脉为大型的薄壁细胞包围着一个维管束而成。这些特征都说明了黄连属植物不耐干旱的生物学特性和对温凉、湿润生境的生态学要求。从解剖特征来看，黄连属植物，特别是云南黄连在根、叶各器官的结构、功能上存在着明显的抗旱和其它抗逆性弱点，致使种群适应力、扩展力较弱，从而可能导致种群逐步走向濒危。 5. 云南黄连的生殖生物学研究 云南黄连都是两性花，但有雌雄蕊等长、雌蕊长于雄蕊和雄蕊长于雌蕊三种类型，可以肯定云南黄连也采用雌雄异位的方式来避免完全自交。而在日本黄连中不仅有正常的两性花，还发现有单雌性花或单雄性花的花序。云南黄连同一植株或同一花序上的花逐渐发育成熟，逐渐开放，逐渐结实，始花时间可相差近半个月，一个花序上最多只能成熟三个果序。开花期的差异与种群所处的海拔高度和坡向相关，海拔越高，开花期越早，海拔越低，开花期越晚；当海拔相近时，西坡种群开花期较东坡种群早。同一种群内，不同个体的开花时间相差很大，最长可达1个月左右。云南黄连两性花的雌雄蕊异熟，混合传粉。 在野外，云南黄连兼具有性生殖和无性生殖2种繁殖方式。有性生殖通常在阳光相对较充足的种群中发生频率较高，一个行有性生殖的个体产生数枚胚尚未发育的“成熟”种子，这些种子在离开母株散落到其周围的土壤中后，开始胚的发育，直至半年后，胚发育成熟，种子才开始萌发。无性生殖在阳光较难获得的荫蔽林下比较占优势。云南黄连的无性生殖是通过其顶芽和腋芽生出的觅养枝来进行，从一个腋芽生出的觅养枝可在离母株根茎30cm左右的范围内构成多分枝无性系。 6. 云南黄连的细胞学研究 细胞学研究中，首次报道了三角叶黄连（Coptis deltoidea C. Y. Cheng et Hsiao）的核型，染色体数目为2n=3x=27，为三倍体，核型公式为2n=3x=27=3m+21sm+3st，染色体长度比为1.61，As.K.值为70.60﹪，核型类型属于Stebbins的3B型。云南黄连1个种群的核型公式为2n=2x=18=10m+8sm，染色体长度比为1.30，As.K.值为62.05﹪。中国黄连核型公式为2n=2x=18=10m+8sm，染色体长度比为1.69，As.K.值为62.38﹪。日本黄连核型公式为2n=2x=18=12m+6sm，染色体长度比为1.23，As.K.值为59.37﹪。它们的染色体数目均为18，与属的基数x=9相吻合，核型比较相近，核型类型都是相当对称的2A型。都具有5－6对中部着丝点染色体和3－4对近中部着丝点染色体，比较对称。在中国黄连黄水种群不足20个个体中，发现有一个三倍体植株，它较正常的二倍体植株高大，营养体发达，根状茎也更为粗壮。 7. 云南黄连的保护遗传学研究 用直接扩增片断长度多态（DALP）方法对云南黄连10个种群的遗传多样性和种群遗传结构进行了研究。在六个随机引物组合中，10个种群以及两个外类群J(日本黄连)和C3（中国黄连）的样品在进行DALP扩增后的6个引物组合共检测到160个基因位点，平均每个引物产生26.7条带。10个种群的平均多态位6.45﹪，物种水平的多态位54.38﹪。其中西坡生态带缅甸漂草塘（WCT4）种群多态百分率最高为12.5﹪，其余的WCT1﹑WCT3﹑WCT5种群多态百分率最低均为3.75﹪，东坡生态带怒江泸水金满（ECT04）种群多态百分率最高为11.88﹪，ECT02种群多态百分率最低为3.75﹪。 8. 云南黄连濒危机制和保护措施 云南黄连是一个濒危物种（EN），主要表现在地理分布区域狭窄，并且伴随生态条件的恶化在不断地收缩，生境破坏较严重；云南黄连野生种群数量急剧下降，并呈衰减趋势；营养繁殖在部分野外种群繁殖中占较大优势。濒危的内在因素主要有果实成熟时种子并未发育完全，有长达半年的后熟期，在自然条件下由种子向幼苗的转化率极低；抗旱性、耐高温性差；遗传多样性较低。外在因素主要有云南黄连种群分布区地质构造复杂；人类活动的破坏；病虫及动物的危害。针对云南黄连严重的濒危状况，本文提出在继承前人就地保护（人工半栽培）成功模式的基础上，尽快开展以种子繁育为主的迁地保护、恢复残存种群、离体保存种质资源和归化自然等保护措施。