加强植物迁地保护, 促进植物资源保护和利用

发布时间:2021-04-22 09:02:18  |  来源:中国网·中国发展门户网  |  作者:周桔、杨明、文香英、李楠、任海  |  责任编辑:孔令瑶
关键词: 植物园,种质库,生物多样性保护,可持续发展

植物迁地保护研究进展

基于植物园的研究

植物园 500 余年的发展史充满着人类对自然奥秘、奇特植物的探索,是一部人类探索、利用、改造自然,最终与自然和谐共处的历史。植物园发展进程中,科学研究内涵始终贯穿其中:16—17 世纪的植物园主要研究药用植物并发掘药物;18 世纪植物分类学的重要进展,如腊叶标本的制作与标本馆的创立、双名命名法的诞生、林奈的分类系统与植物分类学诞生、植物志的编撰、物种形成与进化理论等,均诞生于植物园;18—20 世纪从植物分类学逐步拓展至植物学各分支学科,进一步发展到当今的植物分子生物学及基因组学、代谢组学等均与植物园有关。21 世纪以后,植物园的功能又延伸到植物多样性与环境保护、科学普及、休闲旅游等公共服务领域。

植物园迁地保护研究集中在物种的生态生物学特性(如受威胁因素、生存潜力、致濒机制、维持机制等)、植物定居的影响因素、遗传多样性与适应性、全球变化对迁地保护的影响和成功回归的标准(如在采样上要做到代表性,在物种水平实现“从种子到种子”,在生态系统水平则要实现种间关系重建)等方面。近些年,对大部分珍稀濒危植物的小苗、种子、枝条、组织和 DNA 等的高效保存及繁殖技术取得长足进展,提升了迁地保护的水平。

迁地保护要确定优先收集类群和采样策略。新英格兰野生花卉协会开发了确定优先收集类群等级的系统。Hoban提出当植物的野外种群小于 5 个时,需要对每个种群进行采集,每个种群最少采集 50 个样品。Hoban 和 Schlarbaum提出采样时要考虑种群大小和结构、种群间遗传联系和传粉方式,指出了大种群和风媒传粉植物采样策略应与小种群和昆虫传粉物种不同。

迁地保护要了解被保护植物的遗传信息。Wei 和Jiang对全球 3 599 篇有关迁地保护的论文进行分析后发现:迁地保护种群的遗传多样性显著低于相应的野生种群,这种低遗传涵盖度是因为不完善的取样策略和迁地保护过程中的遗传侵蚀所造成。因此,植物园要重视濒危植物迁地保护中遗传代表性、遗传混杂、遗传适应等遗传风险管理。Maxted 等提出用缺口分析(gap analysis)方法提高采样遗传多样性涵盖度。同时,在进行活植物采集时,还要考虑物种濒危性、遗传代表性和维持遗传代表性的采集成本 。

迁地保护时要将物种、生物环境及其非生物环境三者综合考虑。当前,有关物种与其生物环境方面研究较多,如:物种的遗传结构与风险评价、传粉者对繁育系统的影响、有害生物的干扰、模拟群落的构建等。有关非生物环境方面的研究主要集中在气候(即光温水湿)相似性原则方面,也有少量研究关注植物营养条件。迁地保护强调保持物种原有的遗传特性;而引种驯化则会改变物种的遗传特性以达到利用的目标。

在过去的几十年中,就地/迁地二分法仍然在很大程度上影响了自然保护运动及其机构的发展。Braverman认为保护中就地与迁地的划分是过时的、不切实际的和不可持续的,它们与自然文化和多自然的观念,以及非传统的空间观念不相容,未来要运用综合保护策略。

基于种质(子)库的研究

Hawkes 等建立了包括研究、收集、各种形式的迁地和就地保护、评价和利用的植物遗传资源综合保护模式,成为种质资源库建设的行动指南。近些年,种质保存技术在原地、迁地和设施保存(包括低温种质库、组培苗、体细胞胚胎和超低温保存芽),以及繁殖方法(包括种子、孢子、压条、分株、扦插、嫁接)等方面取得明显进展,使其技术体系进一步得到了完善。围绕种子保存技术,种子库关注的相关科学问题包括种子活力、寿命和超低温保存等问题。例如,夏威夷植物园采用了共建的种子库、微型繁殖实验室和温室的方式进行植物迁地保护和扩繁种植,有效地保护了夏威夷群岛许多受威胁的物种免遭灭绝。这个方法还适用于其他植物多样性热点地区的迁地保护行动。

中国的研究进展

从 20 世纪 80 年代起,中国已按照国际自然保护联盟(IUCN)的标准评估了植物受威胁的状况,解决了 40 多个极小种群野生植物的繁殖与栽培问题。黄宏文等发起了《中国迁地栽培植物志》编研,这项工作为迁地保护提供了基础信息。南京中山植物园提出了濒危植物露地保存的“人工管理下的园圃栽培—半自然生境的过渡种植—返回自然生境的归化种植”路径。中国科学院武汉植物园在迁地保护长江三峡库区的 30 多种珍稀濒危植物时,通过在异地建立人工群落保育取得了成功。中国科学院西双版纳热带植物园在一片热带雨林残存植被中迁地栽培了国家重点保护植物 45 种。中国科学院华南植物园建立了利用生物技术、种间关系重建、生境恢复技术集成的方法进行珍稀濒危植物回归并探索了商品化生产的新模式 。Liu 等综述了中国 206 种珍稀植物野外回归的研究进展。此外,中国植物园培育了植物新品种 1 352 个、申报植物新品种权证 494 个、获国家授权新品种 452 个、推广园林观赏/绿化树种 17 347 种次、开发药品/药物 748 个、开发功能食品 281 个、推广果树新品种 653 个,其在植物资源发掘与利用方面做出了成绩。

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