中国科学院
濒危附生兰科植物齿瓣石斛野外仿生态种植取得新进展
文章来源:科技外事处     发布时间:2017-06-08

  石斛属(DendrobiumSwartz)为兰科第二大属,为多年生附生草本植物,全世界约有1100种,我国约有80余种。石斛属植物具有丰富的花部特征多样性,是四大观赏兰类之一。在我国,很多种类的石斛还作为传统的药材和保健品有着悠久的利用历史,具有很高的药用价值。正是由于其较高的观赏和药用价值,野生植物资源长期的过度采集,导致很多种类面临野外灭绝的危险,如齿瓣石斛(D.devonianum)。如何有效地繁殖植株达到市场需求和物种保护之间的平衡是一个重要的科学问题。世界各国各地区对濒危兰科植物长期的保护实践表明基于兰科植物生态学、传粉生物学、繁殖技术、真菌相互关系和种群遗传多样性研究基础上开展的兰科植物回归,是有效的兰科植物综合保护策略。兰科植物是一类典型的菌根植物:自然条件下其种子的萌发和幼苗生长发育的早期阶段都依赖于共生真菌,甚至在有些成年兰科植物中菌根真菌仍起着重要的作用。菌根真菌是兰科植物进化和生态过程中的最重要的影响因素之一,与传粉特化一起在整个植株生活史、种群动态、系统进化与物种形成和兰科植物多样化过程中起至关重要的作用。 

  种子共生萌发有效真菌具有专一性。在原地和实验室条件下专一性表现不同,分别称之为“生态专一性(ecological specificity)”和“潜在专一性(potential specificity)”。实验室条件下多种真菌菌株能够促进兰科植物种子萌发,表明宿主植物和真菌之间存在潜在专一性;而自然条件下与一个特定兰花种形成菌根的真菌的范围高度专一。版纳植物园综合保护中心濒危植物迁地保护与再引种研究组从兰科菌根生物学角度,以齿瓣石斛为材料开展了野外种子共生萌发研究。科研人员利用前期分离自齿瓣石斛原球茎且经过实验室种子共生萌发实验验证的有效真菌在野外茶树树干上用不同的播种方法探索种子-真菌直播实验的影响因素。其中实验方法涉及一种全新的种子-真菌悬浮液播种方法;种子萌发影响因素包括不同的播种方法、悬浮液种子密度、播种地点和播种季节。实验结果显示不同播种方法在2个实验样地种子的萌发率有差异(0.94%-1.44%)但不显著播种密度对萌发率也有较大的影响,应用同一播种方法当每个播种点种子密度为1-50个时种子萌发率最高(2.78%-2.35%);同样条件下不同的播种季节(雨季,雾凉季和干热季)其种子萌发率也有所不同 (0.24%-5.87%);在不同季节用不同的播种方法在两个试验样地进行的对照试验(仅播种齿瓣石斛种子而无共生真菌)显示无种子萌发。研究结果显示此种方法不但可以直接在野外茶树上播种齿瓣石斛种子,建立种群(1),保护濒危齿瓣石斛物种资源,还可以用来较大范围种植齿瓣石斛,显示在齿瓣石斛栽培产业方面具有较大的应用潜力。这种方法为其他附生兰科植物保护提供了一条切实可行的操作模式,也为地生兰的种苗繁育提供了有益借鉴。相关论文以 Using in situ symbiotic seed germination to restore over-collected medicinal orchids in Southwest China 为题,在线发表于Frontier in plant science 

1 齿瓣石斛种子原地共生萌发情况:

A 丝带水苔处理播种2个月幼苗;B 保鲜膜处理播种45天萌发幼苗;C 保鲜膜-种子袋播种30天萌发幼苗;D 丝带水苔处理播种12个月健壮幼苗

(后继幼苗监测发现20146月份播种的齿瓣石斛幼苗普遍发育良好,至20172月份幼苗已进入花期(见图2),我们期待这批次幼苗成功结实,顺利完成从种子到种子完整的生活史周期。)

2 20146月基诺乡龙帕古茶园古茶树共生萌发获得幼苗进入花期

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