国家重要野生植物种质资源库:保育兰科种质资源,实现可持续利用
更新时间:2022/11/14 9:16:52 | 编辑:杨娅娟
信息来源:云南林业2022年05月/总第270期
云南省生态区位重要,生物多样性丰富,是我国兰科植物最集中分布的省区,已记载的野生兰科植物种类超过1240种,占全国总数的73.8%,建立兰科植物种质资源库具有得天独厚的资源优势。
云南省林业和草原科学院兰科植物保育团队,以国家重要野生植物种质资源库为平台,建设立足西南,面向全国、南亚、东南亚的兰科植物种质资源保育中心。2006年,兰科植物保育团队在云南省林业和草原科学院建立兰科植物种质资源圃。2017年,作为“国家重要野生植物种质资源库”共建单位建立起兰科植物保育中心。2021年,申请了国家林业和草原局中国花卉协会“云南省林业和草原科学院国家兰科植物种质资源库”。
兰科植物保育中心的目标是围绕国家战略需求持续开展野生兰科植物种质资源的标准化收集、整理和保存工作;开展野生兰科植物种质资源的社会共享,面向各类科技创新活动提供公共服务,开展科学普及,根据创新需求整合资源开展定制服务;建设和维护在线服务系统,开展野生兰科植物种质资源管理与共享服务应用技术研究;开展资源交流合作,参加相关国际学术组织,维护国家利益与生物资源安全;开展兰科植物综合保护研究,为区域兰科植物种质资源的有效保护和资源的持续利用,提供理论依据和技术指导。
目前,兰科植物保育中心保存有兰科植物活体 800 余种45000多株,种子350种1200份,DNA材料320种1200份。保存的兰科植物种类占全省1240 种的 57%,占全国1680种的42%。重点类群包括:兜兰属、石斛属、兰属、独蒜兰属、槽舌兰属、贝母兰属、杓兰属等我国具有重要观赏和科研价值的兰科植物。
兰科植物保育中心主要依托国家林业和草原局云南珍稀濒特森林植物保护和繁育重点实验室和国家重要野生植物种质资源库建设,在资金、设施、研究人员方面优先给予保障和支持。在管理体制上,采取院、重点实验室、负责团队、基地(保存库)的体系化建设方式,明确责权,确定目标,按照国家平台建设要求,结合云南省林业和草原科学院应用研究特点开展工作。在研究机制上,实行收集、保存、研究、繁育、回归、可持续利用研究同步。
兰花保育中心活体圃
研究领域
中国西南与中南半岛是Indo-Burma全球生物多样性热点地区之一,也是全世界兰科植物最为集中、多样、分化的地区,这里涵盖了兰科植物5个亚科和绝大部分族的代表类群,是研究兰科植物起源、演化的关键地区。
兰科植物保育中心依托国家林业和草原局云南珍稀濒特森林植物保护和繁育重点实验室和国家重要野生植物种质资源库平台,致力于中国西南和中南半岛兰科植物多样性研究与保育,推动区域兰科植物的有效保护和资源可持续利用。工作重点主要包括:
兰科植物系统与进化研究。重点对云南及周边国家和地区开展兰科植物多样性调查与编目,优先对区域关键类群开展分类学修订和植物系统学、物种形成机制及生物地理学研究。
兰科植物种质资源收集与保存。依托国家重要野生植物种质资源库兰科植物保育中心、国家兰科植物种质资源库开展兰科植物种质资源收集与保存,搭建国内外兰科植物系统研究开放平台,开展兰科植物活体保存、种子及花粉保存技术研究。
兰科植物保育。重点围绕濒危、特有国家重点保护、极小种群兰科植物开展种群生态学、繁殖生态学、保育遗传学等保护生物学基础研究;应用种子共生或非共生萌发技术,开展兰科植物繁育和栽培技术研究;探讨兰科植物就地保护、迁地保护、种群复壮、引种回归等关键技术和科学问题,为区域兰科植物种质资源的有效保护和资源的持续利用提供理论依据和技术指导。
兰科植物资源评价与种质创新。重点围绕具有重要观赏、药用价值的兰科植物进行种质资源收集、保存和评价、发掘,开展新品种培育及产业化关键技术研究。
兰科植物动态监测。以生物多样性监测为基础, 开展兰科植物的动态监测, 建立云南兰科植物监测网络,探讨生境片段化、气候变化对兰科植物的影响和响应机制。
云南兰科植物多样性研究
兰科植物保育中心通过20余年的野外调查研究,基本摸清了云南兰科植物的资源本底,记录云南野生兰科植物1240余种,发现兰科植物新种30余种,中国新记录种42种,省级新记录种40余种。研究成果已经陆续在Plant Diversity、PhytoKeys、Phytotaxa、Nordic Journal of Botany等核心期刊上发表。
云南兰科植物资源调查。2019 年国家林业和草原局启动了“全国兰科野生植物资源专项补充调查”,云南省林业和草原科学院作为“云南省兰科资源专项调查”的总体技术支撑单位,负责制定了调查工作方案、数据汇总、调查报告撰写。项目由云南省林业和草原科学院、中国科学院昆明植物研究所、中国科学院西双版纳热带植物园、云南林业职业技术学院等共同承担。项目共完成调查样线882条,设置调查样方、样线13353个,其中固定样方4036个、临时样方9317个;完成1012种野生兰科植物调查,为建立云南省兰科植物资源保护与利用提供了重要数据基础,为建立云南兰科植物监测网络奠定了良好的基础。
云南兰科植物多样性编目。目前建成了云南兰科植物数据库,出版了《云南野生兰花》《德宏石斛》《A Guide to Orchids of Yunnan》等专著,启动了《云南兰科植物名录》《云南兰科植物图鉴》等专著的编写工作。同时先后参与完成了《中国生物多样性红色名录-高等植物卷》(兰科部分)和《云南省生物物种红色名录(2017 版)》(兰科部分)的评估和审核工作,为相关部门制定保护策略、法律法规提供科学依据。
暖地杓兰保育研究
暖地杓兰(Cypripedium subtropicum S. C. Chen et K. Y. Lang)是《濒危野生动植物物种国际贸易公约(CITES)》附录I中的物种,被世界自然保护联盟IUCN(Red List)列为极危(CR)物种;属国家 I 级重点保护野生植物;在《全国极小种群野生植物拯救保护工程规划(2011-2015 年)》中,暖地杓兰作为120种极小种群植物之一优先纳入了规划进行实施保护。
暖地杓兰是杓兰属在亚洲唯一的亚热带物种,模式标本采集于西藏东南部墨脱的亚热带森林河谷。该种十分独特,植株可达1.5米。2008 年研究团队在滇东南中越边境地区重新发现了该物种,同年在Orchid Digest上发表相关报道。多年来的调查和监测发现,该种主要分布于云南、西藏、广西,以及越南北部,但种群数量极小稀少,属典型的极小种群物种。
近年来,兰科保育研究团队对暖地杓兰的繁育系统及其传粉机制开展了深入研究。研究发现暖地杓兰的主要传粉昆虫为食蚜蝇,虽然暖地杓兰的花不产生花蜜,但是不同于其他欺骗性传粉的兰科植物,其白色附属物能为食蚜蝇提供营养物质。食蚜蝇在拜访暖地杓兰时,会用舔吸式口器舔舐花瓣的白色附属物。通过分析暖地杓兰的白色附属物,发现其化学成分主要为蛋白质、糖、氨基酸和水分,与蚜虫蜜露的主要成分相似。同时暖地杓兰花气味中的反法尼烯和 β蒎烯是20多种蚜虫报警信息素的主要成分。暖地杓兰通过模拟蚜虫报警信息素来吸引食蚜蝇拜访花朵,并为食蚜蝇提供回报,从而完成传粉过程。由于原生境遭破坏、种子萌发困难,种群退化以及非法贸易采集等原因,目前暖地杓兰野外存活植株不足500 株。自2012年以来,研究团队在麻栗坡相似原生境近地保护了100余株被森林公安收缴的暖地杓兰,陆续开展了暖地杓兰的繁育系统研究、非共生萌发及原生境萌发实验。非共生萌发实验经过多年努力,已获得暖地杓兰的瓶苗500余株。其中180余株已经定植于兰花温室进行炼苗栽培,为下一步开展种群复壮、种群重建和野外回归的工作奠定了基础。但原生境萌发实验尚未取得成功,还有待继续开展相关研究工作。
2021年7月,兰科保育研究团队开展了首批20株暖地杓兰在麻栗坡的野外回归实验,其中10株定植于麻栗坡原生境,10株定植于近地保护地。后期将继续扩大野外回归的区域、数量,并开展持续的回归监测。
巨瓣兜兰 Paphiopedilum bellatulum
(国家 II 级重点保护野生植物。 产自云南西部至南部。)