幾種蕨類植物孢子采集與保存技術研究

劉　剛　高德武　石長金

摘要：蕨類植物孢子的生命力是有性繁殖成敗的關鍵之一，經試驗明確了孢子生命力(萌發(fā)力)與孢子成熟度、采集時期和保存方法的關系：莢果蕨孢子的采集期長約5個月；而同一地點蕨菜、東北蹄蓋蕨和亞洲分株紫萁孢子成熟至脫落一般為7-10 d時間，具有極=強的時間限制。保存溫度和保存時限對孢子萌發(fā)力比較結果：冷凍最佳，冷藏居中，室溫保存孢子生命力較弱；4種孢子的生命力強弱排序：蕨菜>東北蹄蓋蕨>莢果蕨>亞洲分株紫萁。

關鍵詞：蕨類植物；孢子采集；保存；生命力

黑龍江氣候寒冷干燥。無霜期短和受近年氣候干旱變化的影響，對于喜溫暖潮濕的蕨類植物來說生存環(huán)境惡劣；森林采伐、林分撫育問伐、毀林開荒、森林火災、過度采挖等，蕨類生長環(huán)境遭到嚴重的人為干擾，蕨類的生境與自我繁育能力受到極大影響，自然狀態(tài)下一些地區(qū)蕨類世代交替明顯變緩和難以完成，野生蕨類生長區(qū)域日益萎縮。長期的盲目采挖經濟蕨類，造成野生資源訊減、產量和質量逐年下降，蕨類自身的生態(tài)平衡與自我恢復能力受到破壞；另外因蕨類對山林開發(fā)、植被的強度破壞和生境惡化等環(huán)境影響較為敏感，也導致蕨類繁殖系數大幅度降低，自然繁殖的蕨類植物遠不能滿足人們的需求。因此，開展“幾種主要蕨類植物孢于采集與保存技術研究”，利用和提高孢子有性繁殖能力，對于保護蕨類植物生物多樣性，保證資源的永續(xù)利用具有現實意義。

1主要研究內容

莢果蕨、蕨菜、東北蹄蓋蕨孢子采集、保存以及活性研究。孢子保存方法設3種條件：用雙層硫酸紙包裝，放入冰箱于-15℃下冷凍、放入冰箱于5℃下冷藏和于室內常溫保存。經過儲藏期1月、3月、1年和2年時，分別進行孢子萌發(fā)試驗，檢測孢子萌發(fā)力。

亞洲分株紫萁孢子采集、保存以及活性研究。孢子保存方法同莢果旅。經過儲藏期1周、3周、1年時間，進行孢子萌發(fā)試驗，檢測孢子萌發(fā)力。

2試驗結果與分析

2.1莢果蕨(Malteuccia struthiopleris Todaro)屬于球子蕨科莢果蕨屬，包被囊群。孢子露群圓形，生于側脈分枝的中部，成熟時匯合成條形；囊群蓋膜質，白色，成熟時破裂消失。

自然狀態(tài)下莢果蕨孢子9月中旬成熟，翌年3-4月份孢子囊開裂孢子脫落。孢子采集與處理方法：可在9月下旬至第2年3月上旬采集。實際可采用9月下旬帶柄采集，放入冰箱冷凍室2-3周，取出通風陰干，用手揉搓。過篩放人硫酸紙包裝袋內保存；也可9月下旬帶葉柄采集，置于硫酸紙袋放室外通風處，經2－3個月，移置室內(室溫20℃左右)1－2天，孢子囊部分開裂，孢子自行脫落后，經過篩去雜置于適宜環(huán)境溫度下保存待播。

孢子保存試驗與檢測孢子萌發(fā)力結果見表1。由表1可知：莢果蕨孢子的生命力比較強，在室溫條件下可以保存近1年；置于5℃下冷藏可保存近1年；在冷凍條件下可以保存1-2年。

蕨菜孢子的成熟期隨分布地域有差異，根據實地采集調查在黑龍江省牡丹江市至黑河市，成熟期自7月中旬至8月中旬。最佳采集時期是當孢子囊飽滿，葉緣線形孢子囊由淺綠轉變?yōu)榈稚糠宙咦幽议_裂時。孢予采集與處理方法是選在上午8：00－10：00h，晨露未完全消退時，選取孢子囊多的茁壯葉片帶柄采集，置于硫酸紙袋內帶回室內放在通風處陰干，避免強光下暴曬，勤翻動，讓成熟孢子自行脫落。2－3d后，孢子脫落結束，經過篩除去雜質裝入透氣紙質包裝袋內置于適宜環(huán)境溫度下保存待播。

依據孢子保存試驗檢測孢子萌發(fā)力結果見表2。由表2可知：蕨菜孢子生命力較強，在室溫條件下可以保存近1年：置于5℃下冷藏可保存2年；在冷凍條件下保存時間更長，試驗中對冷凍保存5年孢子進行萌發(fā)試驗，結果表明萌發(fā)率幾乎沒有下降。

2.3東北蹄蓋蕨

東北蹄蓋蕨(Athyriumbrevifi'onsNakai)屬蹄蓋蕨科(Alhyriaceae)蹄蓋蕨屬。過去俗稱猴腿蹄蓋蕨。分布于我國東北及俄羅斯部分地區(qū)，是溫帶廣布種。孢子囊群生于裂片基部上側小脈上，囊群蓋線形，多少弓彎，邊緣嚙蝕狀，孢子長圓形。不具周壁(見附圖3、圖7)。

東北蹄蓋蕨孢子成熟期隨地域不同有所差異，黑龍江省自南向北隨緯度升高而成熟期延后。孢子采集與處理方法是從7月中旬至8月中旬，觀察孢子囊變成深褐色，部分囊群蓋開裂時，選晴朗上午8：－10：00h，選葉片粗大、孢子囊飽滿量多的繁殖葉片帶葉柄采集，置于硫酸紙袋內帶回室內放在通風處陰干，勤翻動，2－3天后成熟孢子自行脫落結束，經過篩除去雜質裝入透氣紙質包裝袋封口后置于適宜溫度下保存待播。

進行孢子保存和孢子萌發(fā)試驗，檢測孢子萌發(fā)力結果見表3。

由表3可知：東北蹄蓋蕨孢子的生命力比較強，在室溫條件下可以保存近1年；置于5℃下冷藏可保存2年；在冷凍條件下保存時間更長，試驗中對冷凍保存5年孢子進行萌發(fā)試驗，結果表明萌發(fā)率兒乎沒有下降。

2.4亞洲分株紫萁(Osmunda cinnamomea Lvar.asiafica Fernald)是分株紫萁的一個變種，孢子葉短而瘦弱，葉片緊縮，羽葉長約2-3em，裂片條形，背面滿布暗棕色的孢子囊。孢子圓形，綠色，極面具放射狀三條褶皺(見附圖4、圖8)。

春季5月上旬，亞洲分株紫萁孢子葉先于營養(yǎng)葉萌發(fā)，5月下旬至6月上旬，孢子成熟。當孢子葉完全展開，由墨綠變淡黃即標準孢子成熟；孢子成熟是自孢子葉尖端向葉基部逐漸成熟，邊成熟邊脫落。成熟孢子采集必須抓住時機及早采集。最好帶柄采集，置于硫酸紙袋內帶回室內放于通風處，經1－2d，碧綠孢子自行脫落。過篩去雜裝入透氣紙質包裝袋封口置于冰箱內冷凍或冷藏保存。

依據設計進行孢子保存與孢子萌發(fā)試驗，檢驗孢子萌發(fā)力結果如表4。經過不同儲藏期檢驗孢子活性，結果表明亞洲分株紫萁孢子生命力較弱，不適宜室溫下保存，隨采集隨搖孢效果最好，不能馬上播種時需要放冰箱冷藏或冷凍保存，冷藏保存不可超過1年，需要長時間保存時以冷凍為宜。

3結果討論

蕨類植物有性繁殖的成功與否關鍵取決于孢子的生命力，本項研究明確了孢子萌發(fā)力(活性)與孢子成熟度、采集時期和保存方法的關系：經野外調查與室內萌發(fā)試驗分析，供試莢果蕨能夠采到成熟孢子的繁殖葉時間可在9月下旬至第2年3月上旬長約5個月；而在黑龍江從南至北蕨菜孢子成熟期在7月中旬至8月上旬，成熟至脫落一般7-10d時間；東北蹄蓋蕨孢予成熟期在7月中旬至8月中旬，成熟至脫落多為7-10d時間；亞洲分株紫萁5月下旬至6月上旬孢子成熟，孢子采集必須抓住時機及早采集，孢子采集時期具有極強的時間性。經對采集來的孢子在不同保存條件下的生命力研究，保存溫度條件和保存時間對孢子萌發(fā)力比較結果：冷凍最佳，冷藏居中，室溫保存孢子生命力較弱；4種孢子的生命力強弱排序：蕨菜>東北蹄蓋蕨>莢果蕨>亞洲分株紫萁。