長(zhǎng)喙毛茛澤瀉繁殖特點(diǎn)及其繁育技術(shù)的研究進(jìn)展

楊佳瑤，石從廣，向倩倩，郭萬(wàn)里,3

（1. 浙江理工大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，浙江 杭州 310018；2. 浙江省林業(yè)科學(xué)研究院，浙江 杭州 310023；3. 浙江省植物次生代謝調(diào)控重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 杭州 310018）

長(zhǎng)喙毛茛澤瀉繁殖特點(diǎn)及其繁育技術(shù)的研究進(jìn)展

楊佳瑤1，石從廣2，向倩倩1，郭萬(wàn)里1,3

（1. 浙江理工大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，浙江 杭州 310018；2. 浙江省林業(yè)科學(xué)研究院，浙江 杭州 310023；3. 浙江省植物次生代謝調(diào)控重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 杭州 310018）

綜述了瀕危植物長(zhǎng)喙毛茛澤瀉Ranalisma rostratum的生物學(xué)特性和繁殖特征；分析了種間竟?fàn)?、環(huán)境適應(yīng)能力和本身的繁殖能力對(duì)其繁殖的影響；闡述了其人工繁殖技術(shù)的研究進(jìn)展。建議建立生物工程繁育基地，滿(mǎn)足該物種的基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究和保護(hù)工作。

長(zhǎng)喙毛茛澤瀉；繁殖；保護(hù)；人工繁育

Abstract:Reviews were made on biological and breeding properties of Ranalisma rostratum, an endangered plant species. Discussions were carried out on influences of interspecific competition, adaptive capacity to environment and the ability ofreproduction. Besides, development of artificial propagation was summarized. Recommendation was put forwardedsuch as establishing a bioengineering breeding base to meet the needsof basic and applied researches as well as protection.

Key words:Ranalisma rostratum; breeding; protection; artificial propagation

長(zhǎng)喙毛茛澤瀉Ranalisma rostratum是多年生蓮座狀水生小草本植物，屬澤瀉科Alismataceae毛茛澤瀉屬Ranalisma[1]。1930年，在我國(guó)浙江省麗水市采到長(zhǎng)喙毛茛澤瀉標(biāo)本，之后幾十年不曾采到[2]。直至1990年才在江西省東鄉(xiāng)縣野生稻產(chǎn)地采到2次（不久后均匿跡）。1993年又在湖南省茶陵縣被發(fā)現(xiàn)[3]。由于種群數(shù)量少、規(guī)模小，種群消失快，1999年8月4日，國(guó)家林業(yè)局和農(nóng)業(yè)部正式發(fā)布了中華人民共和國(guó)《國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)野生植物名錄（第一批）》，長(zhǎng)喙毛茛澤瀉被列為極度瀕危的植物，為國(guó)家Ι級(jí)保護(hù)野生植物[4]。本文綜述了長(zhǎng)喙毛茛澤瀉的生物學(xué)特性、繁殖特征及其人工繁育技術(shù)的研究進(jìn)展，希望在保護(hù)該種植物的同時(shí)擴(kuò)大其人工種群數(shù)量。

1 長(zhǎng)喙毛茛澤瀉的生物學(xué)特性

1.1 形態(tài)特征和生活習(xí)性

長(zhǎng)喙毛茛澤瀉的根部比較復(fù)雜，主根為宿存根，褐色，其余為須根。須根長(zhǎng)在葉柄基部短縮地下莖節(jié)的四周和主根上，幼根白色，成熟后呈棕褐色。須根上有許多細(xì)小側(cè)根。莖有短縮莖和纖匍莖2種。短縮莖極短，褐色或白色，中央有許多通氣道。纖匍枝臥于水中或地表，綠色或白色，細(xì)長(zhǎng)，有通氣道。纖匍莖是假匍匐莖,其實(shí)質(zhì)是花序的變態(tài)器官[5]。葉基生，呈蓮座狀排列。在沉水條件下，葉片為條形、寬披針形；挺水葉片為橢圓形或卵圓形。葉柄綠色細(xì)小，中空，基部鞘狀，長(zhǎng)4 ～ 20 cm，常發(fā)生扭曲，使葉片具有較大的受光面[6]?；ň邇尚曰?，花序梗長(zhǎng)4 ～ 10 cm，直立的聚傘花序，有花1 ～ 3 朵，苞2片；外輪花被片3片，片狀，寬橢圓形；內(nèi)輪花被片3片，花瓣?duì)?，與外輪者等長(zhǎng)；雄蕊6 ～ 12個(gè)，長(zhǎng)2 mm；心皮多數(shù)，分離，花柱長(zhǎng)喙?fàn)頪7]。聚合瘦果，兩側(cè)壓扁，周?chē)斜〕?，幼時(shí)綠色，成熟時(shí)淺褐色。種子橢圓形，長(zhǎng)2 mm，淺棕色，早期為沼生目型胚乳，后被子葉吸收，無(wú)胚乳[8]。它喜水濕，生長(zhǎng)于池沼、湖里濕地的淺水環(huán)境中，能忍受一定時(shí)間的水淹，但是不能在深水中長(zhǎng)期生存[9]。

1.2 地理分布

長(zhǎng)喙毛茛澤瀉喜水濕，一般生長(zhǎng)在濕地沼澤中，這種環(huán)境的土壤肥沃，含有豐富的有機(jī)質(zhì)。目前，國(guó)內(nèi)浙江麗水南明山居群、江西東鄉(xiāng)庵家山居群均已滅絕，僅在湖南省茶陵縣尚存?zhèn)€體數(shù)不到100株的小種群[10]。越南、印度、馬來(lái)西亞及非洲熱帶地區(qū)有分布[11]。

1.3 藥用價(jià)值

目前，對(duì)長(zhǎng)喙毛茛澤瀉的藥用價(jià)值尚未有報(bào)道，但其同科植物東方澤瀉Alisma orientale具有抑制動(dòng)脈粥樣硬化和活血化瘀以及利尿、降血壓、抗脂肪肝等作用[12]，其主要的有效成分為三萜類(lèi)的瀉醇A，澤瀉醇B[13]，這些可能為長(zhǎng)喙毛茛澤瀉的藥用開(kāi)發(fā)提供參考。

2 影響長(zhǎng)喙毛茛澤瀉繁殖的因素及其人工保護(hù)

2.1 長(zhǎng)喙毛茛澤瀉的繁殖特性

長(zhǎng)喙毛茛澤瀉具有有性生殖和無(wú)性繁殖兩種類(lèi)型的繁育系統(tǒng)。長(zhǎng)喙毛茛澤瀉的花器官是兩性花，屬于嚴(yán)格的閉花受精，進(jìn)行有性生殖。開(kāi)花前約15 h花藥開(kāi)裂，由于雌蕊多，花藥小，開(kāi)花前花粉在柱頭上分布不均勻，其有性生殖在濕地沼澤環(huán)境中比較占優(yōu)勢(shì)，在水淹環(huán)境下只有少數(shù)植株開(kāi)花。長(zhǎng)喙毛茛澤瀉的無(wú)性繁殖是以纖匍枝的方式進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)繁殖。在不同的生活環(huán)境和不同的季節(jié)，其營(yíng)養(yǎng)繁殖的特點(diǎn)不同，這些差異是由葉叢中生長(zhǎng)點(diǎn)分化出來(lái)的復(fù)合芽的結(jié)構(gòu)決定的[14]。

2.2 種間競(jìng)爭(zhēng)對(duì)長(zhǎng)喙毛茛澤瀉繁殖的影響

長(zhǎng)喙毛茛澤瀉為矮小草本，種間競(jìng)爭(zhēng)主要表現(xiàn)在對(duì)光和空間的爭(zhēng)奪上。在周進(jìn)[15]等按正交設(shè)計(jì)做的野生稻Oryza rufipogon，長(zhǎng)喙毛茛澤瀉和柳葉箬Isachne globosa的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)高密度的野生稻和柳葉箬可使長(zhǎng)喙毛茛澤瀉種群的每基元株無(wú)性繁殖系數(shù)、單株生物量、光合份額和每基元株產(chǎn)果數(shù)均降到最低，而無(wú)性小株的死亡率卻最高，說(shuō)明種間競(jìng)爭(zhēng)對(duì)長(zhǎng)喙毛茛澤瀉的生長(zhǎng)和生存影響較大。

長(zhǎng)喙毛茛澤瀉在江西東鄉(xiāng)種群的滅絕和在湖南茶陵種群的瀕危都是由于生境的破壞及雜草的競(jìng)爭(zhēng)所致。在李今等[16]的雜草對(duì)長(zhǎng)喙毛茛澤瀉他感作用的試驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)柳葉箬和疏蓼Polygonum praetermissum對(duì)長(zhǎng)喙毛茛澤瀉種子和幼苗的生長(zhǎng)有顯著的抑制作用。因此，控制雜草是長(zhǎng)喙毛茛澤瀉遷地保護(hù)成功的關(guān)鍵。

2.3 長(zhǎng)喙毛茛澤瀉的環(huán)境適應(yīng)力與其繁殖能力

長(zhǎng)喙毛茛澤瀉種子一般在8月中旬至12月初相繼成熟。在春、夏、秋季皆有部分種子萌發(fā)，種子萌發(fā)率一般為2 % ～ 17 %。其發(fā)芽率低的原因可能是長(zhǎng)喙毛茛澤瀉種子小而輕，無(wú)胚乳，成熟期不一致，導(dǎo)致在萌發(fā)過(guò)程中，胚根發(fā)育相對(duì)遲緩，葉線(xiàn)形細(xì)小，光合作用能力較弱等。事實(shí)上，由于春季較長(zhǎng)的深淹水以及密度擁擠效應(yīng)，還有不少幼苗死去，因此，幼苗的存活率更低；而在夏、秋季萌發(fā)的幼苗面臨冬季低溫的脅迫，絕大部分不能越冬，最終只有少量的植株補(bǔ)充到種群中去[17]。

胡小輝[18]等的研究證明，長(zhǎng)喙毛茛澤瀉遺傳多樣性較低，對(duì)異質(zhì)生境反應(yīng)慢，可能缺乏適應(yīng)其變化生境的遺傳基礎(chǔ)，因此，長(zhǎng)喙毛茛澤瀉很難適應(yīng)復(fù)雜的生境。另一方面，人類(lèi)的生產(chǎn)活動(dòng)，如農(nóng)藥污染、挖塘養(yǎng)魚(yú)等，改變了長(zhǎng)喙毛茛澤瀉的生境，進(jìn)而導(dǎo)致一些植株甚至整個(gè)種群消失，例如江西東鄉(xiāng)種群就是由于蓄水養(yǎng)魚(yú)水位提升，導(dǎo)致長(zhǎng)喙毛茛澤瀉種群迅速滅絕。另外，沼澤地的旱化也導(dǎo)致許多兩棲雜草的入侵，進(jìn)一步惡化了長(zhǎng)喙毛茛澤瀉的生存環(huán)境。

2.4 長(zhǎng)喙毛茛澤瀉的人工保護(hù)

通過(guò)遷地保護(hù)或建立保護(hù)區(qū)等手段進(jìn)行長(zhǎng)喙毛茛澤瀉的人工保護(hù)。李今[19]等在江西省余江縣實(shí)施長(zhǎng)喙毛茛澤瀉的遷地保護(hù)實(shí)驗(yàn)，自定植以來(lái)，種群數(shù)量增加了80多倍，由水邊定植擴(kuò)展為全塘分布，利用大量無(wú)性繁殖，種群數(shù)量迅速增加，并得到更新。

2015年，從外地引進(jìn)長(zhǎng)喙毛茛澤瀉，在浙江省麗水市的南明山等地建立回歸示范點(diǎn)，并開(kāi)展了示范點(diǎn)的立地改造、防護(hù)措施及撫育移植的研究[20]。一年后，擴(kuò)繁的種群在南明山原生地生長(zhǎng)良好，種群植株數(shù)量為原有引進(jìn)數(shù)量的3倍多，種苗引進(jìn)培育獲得成功，通過(guò)植株高、葉柄、葉面積等因子檢測(cè)，長(zhǎng)勢(shì)明顯好于引種地。

3 長(zhǎng)喙毛茛澤瀉的生物工程繁育技術(shù)

目前，長(zhǎng)喙毛茛澤瀉的生物工程繁育技術(shù)主要涉及組織培養(yǎng)。東方澤瀉組織培養(yǎng)技術(shù)的研究成果可能為長(zhǎng)喙毛茛澤瀉的繁育提供詳細(xì)的操作過(guò)程和可參考的培養(yǎng)體系。例如蔡月琴[21]等以東方澤瀉澤瀉帶頂芽的塊莖為外植體，從12種培養(yǎng)基配方中篩選了最佳芽誘導(dǎo)培養(yǎng)基（MS＋6-BA 2.0 mg·L-1＋NAA 1.0 mg·L-1）、繼代培養(yǎng)基（MS＋6-BA 2.0 mg·L-1＋NAA 0.2 mg·L-1）和生根培養(yǎng)基（MS+IBA 0.2 mg·L-1+NAA 0.4 mg·L-1）；陳菁瑛等[22]以東方澤瀉種子萌發(fā)的無(wú)菌苗莖尖為外植體，通過(guò)對(duì)外植體的選取與處理、誘導(dǎo)培養(yǎng)、增殖培養(yǎng)、生根培養(yǎng)、移栽等步驟建立了一套組培快繁體系。

周純和田惠橋[23]以長(zhǎng)喙毛茛澤瀉帶芽的莖段為外植體，通過(guò)對(duì)外植體的篩選與處理、生根培養(yǎng)、移栽等步驟建立了一套組培體系，發(fā)現(xiàn)以BA（1 mg·L-1）和NAA（0.2 mg·L-1）組合的培養(yǎng)基能促進(jìn)芽的生長(zhǎng)，而在BA（2 mg·L-1）和NAA（0.2 mg·L-1）的培養(yǎng)基上，芽的生長(zhǎng)速度較慢。但具體的操作過(guò)程，是否應(yīng)用到長(zhǎng)喙毛茛澤瀉的規(guī)?；庇龥](méi)有進(jìn)一步的報(bào)道。

4 展望

長(zhǎng)喙毛茛澤瀉是澤瀉科多年生沼澤草本植物，為國(guó)家一級(jí)保護(hù)野生植物。由于種間競(jìng)爭(zhēng)能力差、種苗存活率低、種群擴(kuò)散困難，及其生境遭到人類(lèi)破壞等原因，天然長(zhǎng)喙毛茛澤瀉瀕臨滅絕。目前，長(zhǎng)喙毛茛澤瀉的遷地保護(hù)等人工保護(hù)措施已經(jīng)愈趨完善，獲得了良好的保護(hù)效應(yīng)，但物種數(shù)量的擴(kuò)大仍比較緩慢，在自然環(huán)境中生存還存在變數(shù)，因此，長(zhǎng)喙毛茛澤瀉的研究工作還任重道遠(yuǎn)。有關(guān)自然條件下長(zhǎng)喙毛茛澤瀉的生存、繁殖、適應(yīng)、群落結(jié)構(gòu)優(yōu)化等研究還需要深入的研究，加快相關(guān)機(jī)理的闡述，為其物種保護(hù)、開(kāi)發(fā)等提供理論和技術(shù)基礎(chǔ)，在保護(hù)該物種的同時(shí)擴(kuò)大其種群數(shù)量。另一方面，在短時(shí)間內(nèi)增加長(zhǎng)喙毛茛澤瀉種群的數(shù)量，達(dá)到延續(xù)物種的規(guī)模。組織培養(yǎng)技術(shù)能在短時(shí)間內(nèi)增加該物種的數(shù)量，盡管東方澤瀉的生物工程繁育已有較多研究，但長(zhǎng)喙毛茛澤瀉的生物工程育苗研究還比較少，建議建立生物工程繁育基地，源源不斷地提供種苗，從而滿(mǎn)足該物種的基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究和保護(hù)工作。

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Review on Breeding Property of Ranalisma rostratum and Researches of Propagation Techniques

YANG Jia-yao1, Shi Cong-guang2, Xiang Qian-qian1, Guo Wan-li1,3

（1. College of Life Science, Zhejiang Sci-Tech University, Hangzhou 310018, China; 2. Zhejiang Academy of Forestry, Hangzhou 310023,China; 3. Key Laboratory of Plant Secondary Metabolism and Regulation of Zhejiang Province, Hangzhou 310018, China)

Q948.8

A

1001-3776（2017）04-0107-04

10.3969/j.issn.1001-3776.2017.04.019

2017-02-06 ；

2017-05-30

浙江省野生動(dòng)植物保護(hù)管理總站生物多樣性保護(hù)項(xiàng)目（浙林計(jì)（2015）30號(hào)）

楊佳瑤，本科生；E-mail：912501838@qq.com。通信作者：郭萬(wàn)里，博士，副教授，從事植物次生代謝調(diào)控和生物工程研究；E-mail：gwl1016@aliyun.com。